基于主导因素的耕地质量渐变类型区划分研究

李鸣慧 孙志英 芦艳艳

摘要 以河南省辉县市为例，在采用主成分分析法确定耕地质量等别主导因素的基础上，划分耕地质量渐变类型区，并分析其空间分布特征及结果应用方向。结果表明，辉县市耕地质量等别的主导因素为灌溉保证率、地形坡度、土层有效厚度和土壤有机质含量，耕地质量渐变类型区空间分布呈显著的地带性规律，今后质量监测单元及样点的布设和耕地质量提升工程的部署均可依据耕地质量渐变类型区划分结果进行安排。

关键词 主导因素;耕地质量;渐变类型;辉县市

中图分类号 F301.21文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）14-0061-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.020

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract Taking Huixian City of Henan Province as an example， this paper divided the gradient type areas of cultivated land quality based on the determination of the dominant factors of cultivated land quality by principal component analysis， and analyzed the spatial distribution characteristics and the application direction of the results. The results showed that the dominant factors of cultivated land quality in Huixian were irrigation guarantee rate， topographic gradient， effective thickness of soil layer and content of soil organic matter. The spatial distribution of cultivated land quality gradient type area showed obvious zonal regularity. In the future， the layout of quality monitoring units and sample points and the deployment of cultivated land quality improvement projects could be arranged according to the results of gradient type area division of cultivated land quality.

Key words Dominant factor;Quality of cultivated land;Type of gradual change;Huixian City

作者简介 李鸣慧（1978—），女，河南息县人，工程师，从事土地整理、耕地质量评价研究。

收稿日期 2018-12-29;修回日期 2019-01-07

耕地资源是最重要的生产资料，维持一定数量和质量的耕地，对保障国家粮食安全、社会稳定及经济社会持续协调发展具有重要的保障作用。开展耕地质量监测不仅有助于了解耕地质量现状，也可以掌握耕地质量渐变规律和特征，较好地预测一定时期内耕地质量的变化趋势及程度，为及时发现问题、采取有效针对性措施确保耕地质量稳中有升提供重要依据[1-3]。因此，如何能以最少的样点以及监测内容快速有效地获取耕地质量水平是目前耕地质量监测工作中亟需研究的内容。笔者基于主导因素对耕地质量渐变类型区进行划分，目的是以渐变类型区布设监测样点，在提升样点代表性的同时，也减少了样点数量和监测内容，降低了监测的人力物力投入，提高了监测工作的效率[4-5]。

影响耕地质量等别的因素因地而异各不相同，辉县市位于第二级地貌台阶向第三级地貌台阶的过渡地带，地势由西北向东南呈阶梯形下降，山地、丘陵、平原、盆地等地貌类型齐全，耕地在各种地貌类型均有分布，除四等地外，其他河南省耕地各级利用等别在辉县市全部存在，在河南省具有顯著的代表性。因此，以辉县市为例开展基于主导因素的耕地质量等别渐变类型区划分研究，可以为河南省耕地质量监测工作提供重要的参考。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

辉县市位于河南省西北部，东靠卫辉市，西与山西省陵川县交界，南临获嘉县，北同林州市及山西省壶关县相接，东南和新乡市新乡县毗连，西南与修武县为邻。东西宽52 km，南北长64 km，土地总面积1 681.42 km2。辉县市为太行山向卫河源过渡带，地形是太行雄峙西北，卫水蜿蜒东南。境内地下水资源分布极不均匀，部分山区地下无水，丘陵及倾斜平原上部贫水，中部、南部平原地区富水，洼地弱富水。

1.2 数据来源

采用数据及图件主要来源于辉县市耕地质量补充完善成果、土地利用变更调查数据、耕地地力调查成果、土地利用总体规划、农业气象、土壤普查等;投入产出数据主要来源于以行政村为单元的外业调查。

1.3 研究方法

在原有耕地质量等别成果的基础上，初步筛选出影响辉县市耕地质量利用等别的因素，然后采用主成分分析法确定其主导因素，并以主导因素为主，划分耕地质量渐变类型区[6-9]。其中主成分分析法是将多个变量通过线性变换以选出重要变量的一种多元统计分析方法，用这种方法可以找到几个综合因子来代表原来众多的变量，并且这几个综合因子能反映原来绝大多数的信息[10-14]。

2 结果与分析

2.1 主导因素的确定及分析

在综合分析可能影响辉县市耕地质量等别的气候、地形、水文及土壤等因素的基础上，初步选出表层土壤质地、有机质含量、灌溉保证率、pH、地形坡度、有效土层厚度、地表岩石露头度、小麦光温潜力、小麦气候潜力、玉米光温潜力、玉米气候潜力、耕地连片度、小麦利用系数、玉米利用系数和劳动力投入共15个影响因素;然后通过主成分分析，最终筛选出灌溉保证率、地形坡度、有效土层厚度、表层土壤有机质这4个因素作为影响辉县市耕地质量等别的主要因素。

辉县市暖温带大陆性季风型气候，年均降水量589 mm，一方面仅依靠天然降水不能完全满足作物生产需求，另一方面地下水分布严重不均，灌溉保证率情况对耕地质量等别影响显著;地处太行山与华北平原结合部，地貌类型多样且耕地均有分布，受地貌类型影响，尤其是山地和丘陵区，地形坡度和有效土层厚度成为影响耕地质量等别的主要因素;境内土壤有褐土、潮土、棕壤、风砂土、砂姜黑土、水稻土、沼泽土7个土类，表层土壤有机质差异显著。因此，灌溉保证率、地形坡度、有效土层厚度、表层土壤有机质这4个因素作为影响辉县市耕地质量等别的主要因素符合辉县市实际情况。

2.2 耕地质量渐变类型区划分

根据已确定的耕地质量等别主导因素按照表1标准对辉县市耕地进行耕地质量渐变类型区划分，获得辉县市耕地质量渐变类型区分布图（图2）。其中因素最优型的各种影响因素处于最优状态，无明显限制因素;干旱型灌溉保证率均为一般满足和无灌溉条件，水分条件较差，作物生长受干旱影响;肥力变化型除肥力因素外，其他因素均为较优状态，但土壤有机质含量则偏低，影响作物的生长;水土流失型耕地坡度较大，容易造成水土流失;土层变化型土层厚度偏薄，直接影响作物根系的生长，对粮食产量影响显著。

2.3 耕地质量渐变类型区空间分布特征

从空间分布来看（图2），肥力提升型的渐变类型区主要分布在辉县市南部的平原区，该区域是传统粮食作物种植区，长期机械化耕作的同时，缺少有机肥的施用，从而造成土壤有机质含量不高;逐步干旱型的渐变类型区主要分布在辉县市的北部山地丘陵区及南村盆地区，其中一般满足区主要分布在辉县市丘陵区与南村盆地区，该区域地下水埋深较深，多依靠地表水和天然降水;水土流失型的渐变类型区主要分布在丘陵及山地区域，该区域地块零星、面积较小;土层变化型的渐变类型区主要分布于山区和山区与丘陵过渡区，该区域有效土层厚度较浅，大多低于60 cm，粮食作物种植受土层影响显著;因素最优型的渐变类型区主要分布在辉县市东南部孟庄镇和胡桥办事处，该类型区影响耕地质量的主导因素均为最优。

3 结论与讨论

辉县市影响耕地质量等别的主导因素为灌溉保证率、地形坡度、有效土层厚度和表层土壤有机质含量。受主导因素的影响，耕地质量渐变类型区的空间分布呈显著地带性特征，北部及西北受地形地貌影响，是逐步干旱、水土流失和土层变化类型的主要分布区域;南部则受耕作制度及施肥习惯的影响，是耕地肥力提升的主要区域。

今后耕地质量监测应按照划分的质量渐变区进行布设，不同区域选择不同的监测内容进行监测分析，实行快速有效的耕地质量监测;耕地质量提升工程部署时，要根据每个类型区的情况，采取有针对性的实施工程来提高耕地质量，如辉县市南部区域的工程重点应侧重于土壤培肥工程，北部及西北部的重点应关注于灌排工程与生态养护工程[4，15]。

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