临泽县耕地质量评价

2024-06-06郑铭宇蔡立群张骏达

甘肃农业科技 2024年5期

郑铭宇蔡立群张骏达

摘要：为了全面、精准地评估甘肃省临泽县耕地质量的各项指标水平，提升耕地质量检测与保护管理水平，依托ArcGIS技术，采用层次分析、空间分析、综合指数和模糊数学等方法，对临泽县的耕地质量进行了等级评价。结果显示，临泽县的耕地质量等级可划分为6个等级，即从一等至六等，各等级所占的比例分别为16.13%、19.39%、54.99%、3.57%、0、5.91%，平均等级为2.70等。其中，一等到三等耕地占90.51%，表明临泽县的耕地质量总体状况良好。耕地土壤有机质含量平均为18.27 g/kg，主要集中在10.00～20.00 g/kg，多属较低等水平；全氮含量平均为0.87 g/kg，主要集中在≤1.00 g/kg和1.00～1.25 g/kg，多属低等水平；有效磷含量平均为25.41 mg/kg，主要集中在25.00～40.00 mg/kg，多属较高水平；速效钾含量平均为180.04 mg/kg，主要集中在150.00～200.00 mg/kg，多属中低等水平。

关键词：耕地质量；评价；临泽县

中图分类号：S158.5 文献标志码：A 文章编号：2097-2172（2024）05-0463-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.05.014

Quality Evaluation of Cultivated Lands in Linze County

ZHENG Mingyu 1， CAI Liquun 1， ZHANG Junda 2

（1. College of Resources and Environmental Sciences， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China;

2. Cultivated Land quality Monitoring and Protection Center， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， PRC， Beijing 100125 China）

Abstract： In order to comprehensively and accurately evaluate the index level of cultivated land quality in Linze County， Gansu Province， and further improve the level of detection and protection management of cultivated land quality， techniques such as hierarchical analysis， spatial analysis， composite indices， and fuzzy mathematics were utilized， leveraging ArcGIS technology， to evaluate the levels of cultivated land quality in Linze County. The evaluation categorized the farmland quality into 6 grades， from first to sixth， with respective proportions of 16.13%， 19.39%， 54.99%， 3.57%， 0， and 5.91%， with an average grade of 2.70. Notably， first to third grade lands comprise 90.51% of the farmland， indicating an overall good quality of farmland in Linze County. The average organic matter content in the farmland soil is 18.27 g/kg， primarily ranging between 10.00 to 20.00 g/kg， which is on the lower side， the average total nitrogen content is 0.87 g/kg， mainly concentrated at ≤1.00 g/kg and 1.00 to 1.25 g/kg， indicating a lower level， the average available phosphorus content is 25.41 mg/kg， primarily found between 25.00 to 40.00 mg/kg， which is relatively high; and the average content of available potassium is 180.04 mg/kg， mainly concentrated between 150.00 to 200.00 mg/kg， which is considered mid to low level.

Key words： Cultivated land quality; Evaluation; Linze County

為了全面了解耕地质量状况，推动耕地数量、质量与生态的协同保护，实施耕地质量等级评价工作十分必要。这一举措不仅是对国家“藏粮于地、藏粮于技”战略的具体落实，也是乡村振兴战略下农业产业扶贫的坚实基础，更是第三次国土调查的重要内容［1 ］，对于保障我国粮食与生态安全，实现可持续发展的目标具有重大意义。近年来，谭思佳等［2 ］、韩朗等［3 ］、刘海航［4 ］、文雯等［5 ］、李旭光等［6 ］多位学者，借助GIS软件对不同地区开展了耕地质量评价研究。本研究以甘肃省张掖市临泽县为研究对象，依托ArcGIS技术，构建临泽县耕地质量评价体系。在此基础之上，综合运用空间分析、层次分析等多种手段［7 ］，对临泽县农田土壤的营养状况进行了深入剖析，并据此进行了耕地质量等级评价工作。

1 研究区概况

甘肃省张掖市临泽县地处甘肃省河西走廊中部，是张掖盆地的重要组成部分，位于东经99°51′～100° 30′、北纬38° 57′～39° 42′，东邻张掖市甘州区，西接高台县，南依祁连山与肃南裕固族自治县接壤，北毗内蒙古自治区阿拉善右旗［8 ］。临泽县是一个典型的内陆地区，属大陆性荒漠草原气候。四季分明，冬季冷而长，夏季热而短，春季升温快，秋季降温慢；日照时间较长，受阳光照射强度较大；年降水量少、蒸发量大、气候干燥，多风［9 ］。

2 调查与评价方法

2.1 取样与测定

临泽县总耕地面积41 184.13 hm2，占全县土地总面积的18.32%。为确保采样的代表性，按照每666.7 hm2耕地至少设置1个样点的原则，结合当地实际情况，布设了47个调查样点，如图1所示。采用五点取样法，确保5个采样点分别位于两条对角直线的中心点和对角直线上与中心等距的4点，同时避开边缘土壤，以确保数据准确。为确保每个采样点的精确性，利用GPS定位仪进行精确定位，在去除表层土壤后，采集了0～20 cm的耕土壤层。为确保数据的及时性，严格按照规定的时间将样品运送至实验室。经过自然风干和碾碎处理后，用2 mm的土筛进行筛选。处理后的土壤样品装入密封袋中，妥善保存备用［10 - 11 ］。依据测土配方施肥技术规范［12 ］，对土壤样品进行了测定，测定项目包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH以及其他理化指标［13 ］。

2.2 评价方法与步骤

2.2.1 评价方法耕地质量分级评定按照《耕地质量调查监测与评价办法》和《耕地质量等级》国家标准（GB/T 33469 — 2016）进行评价［14 - 15 ］，方法主要有层次分析法、模糊综合评价法、回归分析法、灰色关联度分析法等。通过对耕地立地环境、土壤养分、耕层理化特性、剖面特征、健康状况等多要素的综合分析，运用 GIS等信息技术，采用空间数据分析、层次分析、综合指数等方法，依据耕地地力、土壤健康状况，结合田间基本设施，构建出一套适合临泽县耕地地力、土壤健康状况的可持续农业生产技术与质量安全管理体系，并对其进行综合评价［16 ］。

2.2.2 评价单元划分与数据获取以临泽县土壤图、土地利用现状图和行政区划图为研究对象，采用综合叠置法进行评价单元的划分［17 ］。对pH、有机质、有效磷等定量数据采用空间插值的方法进行赋值，灌溉能力、排水能力、生物多样性等定性因子采用以点带面的方法对评价单元赋值。

2.2.3 评价指标及其权重确定临泽县一级农业区为甘新区，二级农业区为蒙宁甘农牧区。根据影响因素的整体性、主导性和差异性的原则，临泽县的土壤条件和农业生产情况，选择地形部位、农田林网化、有机质、有效磷、灌溉能力、排水能力等16个指标［18 ］，构建耕地质量评价指标体系（表1）。2.2.4 指标隶属函数构建隶属函数类型涵盖了概念型、戒上型、戒下型、峰型以及概念型等5大类别（表2）［19 ］。

2.2.5 耕地质量等级划分依据《耕地质量等级》（GB/T 33469 — 2016），运用模糊数学、层次分析等方法，建立各项指标的隶属程度与权重，并运用累加方法，对耕地评价单元进行综合耕地质量指数计算，公式如下［20 ］。

P=∑（Fi×Ci）

式中，P为耕地质量综合指数；Fi为第i个评价指标的隶属度；Ci为第i个评价指标的组合权重。

在此基础上，运用等距法将耕地质量划分为10个等级。一等地是质量最好的耕地，十等地是质量最差的耕地［21 ］。根据临泽县的耕地质量分级标准（表3），其等级处于一至六等地，重点审核耕地质量分级结果，采用产量验证、比较验证、专家验证和现场验证等方法，以保证耕地质量分级数据的准确性，并与当地实际相符。

3 结果与分析

3.1 临泽县耕地土壤养分总体状况

按照甘肃省耕地质量监测指标分级标准（表4）分析了臨泽县耕地土壤养分等级状况。临泽县各乡镇耕地的养分平均含量为有机质18.27 g/kg、全氮0.87 g/kg、有效磷25.41 mg/kg、速效钾180.04 mg/kg。

3.2 耕地土壤有机质含量空间分布

临泽县耕地土壤有机质平均含量为18.27 g/kg，主要集中在10～20 g/kg，多属较低水平，总体呈两边低中间高的趋势（表5、图2a）。从分布频率来看，沙河镇的耕地有机质平均含量最高，为21.02 g/kg，占耕地面积的10.54%；其次是倪家营镇，有机质平均含量为19.46 g/kg，占耕地面积的10.43%；板桥镇有机质平均含量最低，为16.28 g/kg，占耕地面积的14.62%。

3.3 耕地土壤全氮含量空间分布

临泽县耕地土壤全氮含量平均为0.87 g/kg，主要集中在≤1.00 g/kg和1.00～1.25 g/kg，多属低水平，总体呈现南部高于北部的趋势（表5、图2b）。从分布频率来看，倪家营镇全氮平均含量最高，为1.04 g/kg，占耕地面积的10.43%；其次是沙河镇，全氮平均含量为1.01 g/kg，占耕地面积的10.54%；板桥镇全氮平均含量最低，为0.72 g/kg，占耕地面积的14.62%。

3.4 耕地土壤有效磷含量空间分布

临泽县耕地土壤有效磷含量平均为25.41 mg/kg，主要集中在25～40 mg/kg，多属较高水平，总体呈两边高中间低的趋势（表5、图2c）。从分布频率来看，鸭暖镇有效磷平均含量最高，为27.10 mg/kg，占耕地面积的23.01%；其次是沙河镇，有效磷平均含量为25.83 mg/kg，占耕地面积的10.54%；平川镇有效磷平均含量最低，为23.62 mg/kg，占耕地面积的12.84%。

3.5 耕地土壤速效钾含量空间分布

临泽县耕地土壤速效钾含量平均为180.04 mg/kg，主要集中在150～200 mg/kg，多属较低水平，总体呈现中部地区高于其他区域的趋势（表5、图2 d）。从分布频率来看，新华镇速效钾平均含量最高，为185.45 mg/kg，占耕地面积的17.08%；其次是板桥镇，速效钾平均含量为182.81 mg/kg，占耕地面积的14.62%；鸭暖镇速效钾平均含量最低，为176.61 mg/kg，占耕地面积的23.01%。

3.6 临泽县耕地质量等级分析

临泽县耕地质量等级调查评价总面积为 41 184.13 hm2，耕地质量等级由高到低依次为一等到六等。一到六等地耕地面积分别占16.13%、19.39%、54.99%、3.57%、0、5.91%，其中一、二、三等耕地面积占比较大。采用耕地质量等级面积加权法，计算得到临泽县耕地质量的平均等级为2.70等（图3、图4、表6）。

评价为一等地的耕地面积为6 644.34 hm2，占临泽县耕地总面积的16.13%，主要分布在倪家营镇、沙河镇、新华镇、板桥镇、鸭暖镇、蓼泉镇。有良好稳定的灌溉水源和充足的光热，地形部位为平原低阶、平原中阶，耕层质地构型为黏土、轻壤、沙壤、中壤，灌溉保证率均在50%以上，有效土层厚度在60～100 cm。地势平坦，降水量充沛，土层厚，无明显障碍层，土壤理化性状良好，可耕性强。

评价为二等的耕地面积为7 987.19 hm2，占19.39%，主要分布在沙河镇、新华镇、鸭暖镇、倪家营镇、平川镇、蓼泉镇、板桥镇。地形部位为平原低阶、平原中阶，耕层质地构型为黏土、轻壤、沙壤、中壤，灌溉保证率均在50%以上，有效土层厚度在60～100 cm。地势平坦，降水量充沛，土层厚，无明显障碍层，土壤理化性状良好，可耕性较强。

评价为三等的耕地面积为22 645.4 hm2，占54.99%，主要分布在沙河镇、新华镇、鸭暖镇、倪家营镇、平川镇、蓼泉镇、板桥镇。地形部位为平原低阶、平原中阶、山地坡下，耕层质地构型为黏土、轻壤、沙壤，灌溉保证率均在50%以下，有效土层厚度在60～100 cm。地势高低不平，降水量充沛，土层厚，无明显障碍层，土壤理化性状良，可耕性较强。

评价为四等的耕地面积为1 470.92 hm2，占3.57%，主要分布在新华镇、鸭暖镇、倪家营镇、平川镇。地形部位为平原低阶、山地坡下，土地类型为水浇地，耕层质地构型为黏土、轻壤、沙壤，灌溉保证率均在50%以下，有效土层厚度60～100 cm。地势崎岖陡峭，降水量不足，土层厚，无明显障碍层，土壤理化性状较差，可耕性较弱。

评价为五等的耕地面积为1.21 hm2，主要分布在蓼泉镇。土类为草甸土、风沙土，地形部位为平原低阶，土地类型为水浇地，耕层质地构型为黏土。灌溉保证率均为零，有效土层厚度60～100 cm，地势崎岖陡峭，降水量不足，明显障碍层，土壤理化性状差，可耕性弱。

评价为六等的耕地面积为2 435.03 hm2，主要分布在蓼泉镇、平川镇。土类为潮土、草甸土、棕漠土、灌漠土、灰棕漠土、风沙土、草甸盐土、灰钙土，地形部位为平原低阶，土地类型为水浇地，耕层质地构型为黏土，灌溉保证率均为零。有效土层厚度60～100 cm，地势崎岖陡峭，降水量不足，明显障碍层，土壤理化性状差，可耕性弱。

4 讨论与结论

临泽县农业相对发达，耕地利用类型全部为水浇地，整体质量状况良好。然而，受气候制约及轻度盐渍化等不利条件影响，耕地土壤肥力偏低成为制约农作物高产的关键因素。为提升耕地质量，建议采取一系列措施，包括增加有机肥、推行秸秆还田、适度减少化肥使用等，以逐步改善土壤肥力，确保耕地质量的稳步提升。此外，高級别的耕地普遍配备有灌溉设施，应充分利用现有的河流、湖泊、水库等水利资源，对老旧灌溉系统进行改造升级，推动高效节水灌溉技术和水肥一体化策略的实施，进一步提高耕地利用效率和作物产量。

本研究表明，临泽县耕地质量等级分布为一至六等，各等级所占的比例分别为16.13%、19.39%、54.99%、3.57%、0、5.91%，平均等级为2.70等。其中一至三等耕地占耕地总面积的90.51%，以三等耕地最多，占耕地总面积的54.99%，表明临泽县的耕地质量总体状况良好。临泽县耕地养分整体水平表现为中等。耕地土壤有机质含量平均为18.27 g/kg，主要集中在10.00～20.00 g/kg，多属较低等水平；全氮含量平均为0.87 g/kg，主要集中在≤1.00 g/kg和1.00～1.25 g/kg，多属低等水平；有效磷含量平均为25.41 mg/kg，主要集中在25.00～40.00 mg/kg，多属较高水平；土壤速效钾含量平均为180.04 mg/kg，主要集中在150.00～200.00 mg/kg，多属中低等水平。

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