耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

1、耕地地力評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用1 相關(guān)概念1.1土壤質(zhì)量(健康) 土壤在生態(tài)系統(tǒng)的范圍內(nèi)，維持生物的生產(chǎn)力、保護(hù)環(huán)境質(zhì)量以及促進(jìn)動(dòng)植物健康的能力，土壤具有不同等級(jí)的質(zhì)量，這是與土壤的各種形成因素以及土壤耕作引起的動(dòng)態(tài)變化有關(guān)的一種固有的土壤屬性。它是土壤的許多物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，以及形成這些性質(zhì)的一些重要過(guò)程的綜合體。簡(jiǎn)言之，即“土壤運(yùn)行能力”。單一的土壤性質(zhì)無(wú)法定量表達(dá)土壤質(zhì)量狀況，土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)工作是根據(jù)已知的土壤外部性質(zhì)對(duì)土壤的內(nèi)在屬性進(jìn)行量化表達(dá)。常用評(píng)價(jià)方法是指數(shù)和評(píng)分法，簡(jiǎn)稱指數(shù)法。1.2 耕地地力在當(dāng)前管理水平下，由土壤本身特性、自然背景條件和基礎(chǔ)設(shè)施水平等要素綜合構(gòu)成的耕地生產(chǎn)能力。

2、2 耕地地力評(píng)價(jià)方法2.1 耕地地力評(píng)價(jià)方法 耕地地力評(píng)價(jià)大體可分為以產(chǎn)量為依據(jù)的耕地當(dāng)前生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)和以自然要素為主的生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)。本次耕地地力評(píng)價(jià)是指耕地用于一定生產(chǎn)方式下，在各種自然要素相互作用下所表現(xiàn)出來(lái)的潛在生產(chǎn)能力。生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)又可分為以氣候要素為主的潛力評(píng)價(jià)和以土壤要素為主的潛力評(píng)價(jià)。在一個(gè)較小的區(qū)域范圍內(nèi)（縣域），氣候要素相對(duì)一致，耕地地力評(píng)價(jià)可以根據(jù)所在地的地形地貌、成土母質(zhì)、土壤理化性狀、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施等要素相互作用表現(xiàn)出來(lái)的綜合特征，揭示耕地潛在生物生產(chǎn)力的高低。耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果表達(dá)方法一：指數(shù)法IFI= b1X1+b2X2+bnXn式中： IFI耕地地力指數(shù); Xi耕地自

3、然屬性(參評(píng)因素); bi該屬性對(duì)耕地地力的貢獻(xiàn)率(層次分析方法或?qū)＜抑苯釉u(píng)估求得)。耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果表達(dá)方法二： 回歸模型法Y=b0+b1X1+b2X2+bnXn式中：Y單位面積產(chǎn)量; Xi耕地自然屬性(參評(píng)因素); bi該屬性對(duì)耕地地力的貢獻(xiàn)率(解多元回歸方程求得)。2.2 評(píng)價(jià)內(nèi)容耕地地力評(píng)價(jià)實(shí)質(zhì)是評(píng)價(jià)立地條件、土壤理化性狀、障礙因素等要素對(duì)作物生長(zhǎng)限制的強(qiáng)弱。由于影響耕地地力的因子間普遍存在著相關(guān)性，甚至信息彼此重疊，因此進(jìn)行耕地地力評(píng)價(jià)時(shí)沒(méi)有必要將所有因子都考慮進(jìn)去。篩選能全面反映當(dāng)?shù)馗氐亓Φ闹鲗?dǎo)評(píng)價(jià)因子并計(jì)算出各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重是著手耕地地力評(píng)價(jià)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2.3 評(píng)價(jià)因子確定原則

4、 l 主導(dǎo)性原則。選取的因子對(duì)耕地地力有比較大的影響。如地形、土壤、灌排等；l 差異性原則。選取的因子在評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的變異較大，便于劃分耕地地力的等級(jí)。如坡度、有效土層厚度等； l 穩(wěn)定性原則。選取的評(píng)價(jià)因子在時(shí)間序列上具有相對(duì)的穩(wěn)定性。如土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)等，評(píng)價(jià)的結(jié)果能夠有較長(zhǎng)的有效期；l 現(xiàn)實(shí)性原則。選取評(píng)價(jià)因素與評(píng)價(jià)區(qū)域的大小有密切的關(guān)系如氣候因素等。 2.4耕地地力評(píng)價(jià)技術(shù)流程圖建立縣域耕地資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)確定評(píng)價(jià)單元選擇評(píng)價(jià)要素評(píng)價(jià)單元獲取數(shù)據(jù)建立縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)計(jì)算單因素評(píng)價(jià)評(píng)語(yǔ)確定田間調(diào)查取樣點(diǎn)位土肥歷史資料，本次測(cè)土施肥外業(yè)調(diào)查、化驗(yàn)數(shù)據(jù)與田間試驗(yàn)等數(shù)據(jù)省專家組全國(guó)指標(biāo)體系

5、中篩選土壤圖與土地利用現(xiàn)狀圖疊加Kirging空間插值法與專家經(jīng)驗(yàn)法屬性提取空間與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、專家知識(shí)庫(kù)指數(shù)法、模型綜合評(píng)判法計(jì)算單因素權(quán)重確定地力綜合指數(shù)分級(jí)方案 計(jì)算耕地地力綜合指數(shù)歸入國(guó)家地力等級(jí)體系評(píng)價(jià)成果層次分析法累加法、累乘法及二法相結(jié)合等距法、累計(jì)頻率曲線法電子圖件、表格及報(bào)告全國(guó)耕地類型區(qū)、耕地地力等級(jí)劃分NY/T309-1996標(biāo)準(zhǔn)3 耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系3.1 全國(guó)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系根據(jù)全國(guó)氣候、地形地貌、成土母質(zhì)等成土因素的差異特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)部多次召集專家研討全國(guó)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，最后建立了一個(gè)全國(guó)共用的地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并出版了縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典，該字典

6、對(duì)每一個(gè)指標(biāo)的名稱、釋義、量綱、上下限給出了準(zhǔn)確、統(tǒng)一的定義。這一指標(biāo)體系中包含了氣候、立地條件、剖面性狀、耕層土壤理化性狀、耕層土壤養(yǎng)分狀況、障礙因素、土壤管理七大類共64個(gè)指標(biāo)。全國(guó)耕地地力評(píng)價(jià)因子總集1氣象00積溫、 100積溫、年降雨量、全年日照時(shí)數(shù)、光能輻射總量、無(wú)霜期、干燥度等7個(gè)因子2立地條件經(jīng)度、緯度、海拔、地貌類型、地形部位、坡度、坡向、土壤侵蝕類型、土壤侵蝕程度、成土母質(zhì)、地面破碎情況、地表巖石露頭狀況、地表礫石度、林地覆蓋率、田面坡度等15個(gè)因子3剖面性狀剖面構(gòu)型、質(zhì)地構(gòu)型、有效土層厚度、耕層厚度、腐殖層厚度、田間持水量、冬季地下水位、潛水埋深、水型等9個(gè)因子4耕層理化性

7、狀質(zhì)地、容重、pH、CEC等4個(gè)因子5耕層養(yǎng)分狀況有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有效鋅、水溶態(tài)硼、有效鉬、有效銅、有效硅、有效錳、有效鐵、交換性鈣、交換性鎂等14個(gè)因子6障礙因素障礙層類型、障礙層出現(xiàn)位置、障礙層厚度、耕層含鹽量、一類土層含鹽量、鹽化類型、地下水礦化度等7個(gè)因子7土壤管理灌溉保證率、灌溉模數(shù)、抗旱能力、排澇能力、排澇模數(shù)、輪作制度、梯田化水平、蔬菜用地設(shè)施類型等8個(gè)因子3.2 湖南省耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系背景：2002年 ，省土肥站在組織寧鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)局開展耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)項(xiàng)目試點(diǎn)工作期間，邀請(qǐng)省內(nèi)土肥、環(huán)保、地質(zhì)、國(guó)土等部門的專家在長(zhǎng)沙召開了湖南省耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

8、研討會(huì)，該會(huì)重點(diǎn)研究了全國(guó)共用的耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架，針對(duì)湖南省耕地土壤資源的特點(diǎn)，選擇了21個(gè)評(píng)價(jià)因子作為湖南省耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。湖南省耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系框架圖1氣象100C積溫1個(gè)因子2耕層理化性狀質(zhì)地、pH 2個(gè)因子3耕層養(yǎng)分狀況4立地條件有機(jī)質(zhì)、有效磷、緩效鉀3個(gè)因子海拔、地貌類型、地形部位、坡度、成土母質(zhì)5個(gè)因子5剖面性狀剖面構(gòu)型、有效土層厚度、耕層厚度、冬季地下水位4個(gè)因子6障礙因素障礙層類型、障礙層厚度、障礙層出現(xiàn)位置3個(gè)因子7土壤管理排澇能力、灌溉保證率、輪作制度3個(gè)因子湖南省縣域耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系形成過(guò)程自2002年以來(lái)，省土壤肥料工作站先后組織寧鄉(xiāng)(2002年)

9、，沅江(2003年)，漢壽、衡東(2004年)，漣源、湘陰(2005年)等6個(gè)縣實(shí)施了農(nóng)業(yè)部下達(dá)的耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)項(xiàng)目。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)專家研討，各項(xiàng)目縣從湖南省耕地地力評(píng)價(jià)21個(gè)指標(biāo)體系中選擇10-13個(gè)不等評(píng)價(jià)因子作為各自耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)。表1 湖南省縣域耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系A(chǔ)層B層C層寧鄉(xiāng)沅江漢壽衡東耕 地 地 力立地條件地形部位YYYY地貌類型YNNN成土母質(zhì)YNNN障礙層類型YYYY理化性狀質(zhì)地YYYYpHYYNN有機(jī)質(zhì)YYYY有效磷YYYY緩效鉀YYYY土壤管理排澇能力YYYY灌溉保證率YYYY剖面性狀剖面構(gòu)型YYYY耕層厚度YYYY4 湖南省縣域耕地地力評(píng)價(jià)要素層次結(jié)

10、構(gòu)描述與打分表篩選測(cè)土配方施肥項(xiàng)目縣10%的有代表性的采樣點(diǎn)（800個(gè)左右），即骨干樣點(diǎn)進(jìn)行縣域耕地地力評(píng)價(jià)，要求項(xiàng)目實(shí)施第一年采回來(lái)所有耕地評(píng)價(jià)的骨干樣點(diǎn)，骨干樣點(diǎn)要覆蓋全縣所有的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），土種和耕作制度。表2 湖南省縣域耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系專家打分表A層目標(biāo)層B層基準(zhǔn)層C層指標(biāo)層得分統(tǒng)計(jì)在本大類指標(biāo)該層次的排名分值耕地地力立地條件（B1）理化性狀（B2）土壤管理（B3）剖面性狀(B4)立地條件地形部位(C1)障礙層狀況(C2)理化性狀質(zhì)地(C3)有機(jī)質(zhì)(C4)有效磷(C5)緩效鉀(C6)土壤管理排澇能力(C7)灌溉保證率(C8)剖面性狀剖面構(gòu)型(C9)耕層厚度(C10)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

11、專家打分表的說(shuō)明（1）請(qǐng)專家比較同一層次各因素對(duì)上一層次的相對(duì)重要性，并給出數(shù)量化的評(píng)分（分?jǐn)?shù)從1-10分）。將專家打分結(jié)果經(jīng)數(shù)學(xué)處理后反饋給各位專家，請(qǐng)專家重新修改或確認(rèn)。（2）分?jǐn)?shù)等級(jí)說(shuō)明7-10分表明該指標(biāo)是本大類指標(biāo)中最重要的指標(biāo); 5-7分表明該指標(biāo)是本大類指標(biāo)中重要的指標(biāo); 3-5分表明該指標(biāo)是本大類指標(biāo)中較重要的指標(biāo); 2-3分表明該指標(biāo)是本大類指標(biāo)中一般重要的指標(biāo); 1-2分表明該指標(biāo)是本大類指標(biāo)中一般的指標(biāo); 二個(gè)因素打分可以一樣，也可以不一樣。表3 地形部位隸屬度及其描述描 述高岸田二排田梯田上部梯田中部梯田下部沖田上部沖 田中 部隸屬度描 述沖田下部沖田出口垅田上部垅田中

12、部垅田下部垅田出口山間峽谷隸屬度描 述碟形田低洼田河流一級(jí)階地河流二級(jí)階 地臺(tái)地丘間緩坡地丘 間平 地隸屬度描 述高湖田平湖田上 部平湖田中 部平湖田下 部低湖田湖心灘河心灘隸屬度描 述丘頂部山坡上部山坡中部坡 麓低位河漫灘中位河漫灘高位河漫 灘隸屬度說(shuō)明：1、山間峽谷、沖田、垅田劃分指標(biāo)。山間峽谷：谷寬100m；沖田：沖寬100m1000m；垅田：垅寬1000m4000m；2、碟形地：專指石灰?guī)r地區(qū)漏斗（天坑）中的水田和旱土，以四周高，中間低平為主要特征。表4 障礙層狀況隸屬度及其描述障礙層狀 況高位強(qiáng)度障 礙高位中度障 礙高位輕度障 礙中位強(qiáng)度障 礙全層障礙隸屬度障礙層狀 況中位中度障 礙

13、中位輕度障 礙低位強(qiáng)度障 礙低位中度障 礙無(wú)障礙層隸屬度說(shuō)明：高位指30cm以上，中位指3060cm，低位指60cm以下。表5 耕層質(zhì)地隸屬度及其描述描 述輕粘土中粘土重粘土重壤中壤輕壤砂壤松砂土緊砂土隸屬度表6 有機(jī)質(zhì)隸屬函數(shù)擬合專家評(píng)估打分表（質(zhì)地為粘土中壤）有機(jī)質(zhì)含量（g/kg）35333129272523211917151311專 家評(píng)估值表7 有機(jī)質(zhì)隸屬函數(shù)擬合專家評(píng)估打分表（質(zhì)地為輕壤砂土）有機(jī)質(zhì)含量（g/kg）302826242220181614121086專 家評(píng)估值表8 有效磷隸屬函數(shù)擬合專家評(píng)估打分表（質(zhì)地為粘土-中壤）有效磷（mg/kg）28262422201816141

14、2108642專 家評(píng)估值表9 有效磷隸屬函數(shù)擬合專家評(píng)估打分表（質(zhì)地為輕壤砂土）有效磷（mg/kg）20.519.017.516.014.513.011.510.08.57.05.54.02.51.0專 家評(píng)估值表10 緩效鉀隸屬函數(shù)擬合專家評(píng)估打分表緩效鉀（mg/kg）5004704404103803503202902602302001701401108050專 家評(píng)估值表11 排澇能力隸屬度及其描述排澇能力強(qiáng)較強(qiáng)中較弱弱專家評(píng)估值表12 灌溉保證率隸屬度及其描述灌 溉保證率100%95%95%90%90%85%85%80%80%75%75%70%隸屬度灌 溉保證率70%65%65%60%

15、60%55%55%50%50%45%45%40%隸屬度灌 溉保證率40%35%35%30%30%隸屬度表13 剖面構(gòu)型隸屬度及其描述剖 面構(gòu) 型A-P-W-CA-AB-CA-P-W-GA-P-CA-P-S-CA-B-C隸屬度剖 面構(gòu) 型A-BC-CA-P-Wg-CAg-GA-GA-P-E-CA-Pg-Wg-C隸屬度剖 面構(gòu) 型A-P-W1-W2-CA-Pg-GA-B1-B2A-P-We-CA-B-DA-B1-B2-C隸屬度剖 面構(gòu) 型A-B-C-DA-P-S-CA-P-T-CA-P-G隸屬度表14 耕層厚度隸屬函數(shù)擬合專家評(píng)估打分表耕層厚度（cm）2221201918171615141312專

16、 家評(píng)估值耕層厚度（cm）1110987專 家評(píng)估值關(guān)于10個(gè)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)打分（評(píng)估值）說(shuō)明表3-14分別對(duì)10個(gè)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)(地形部位、障礙層狀況、耕層質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)、有效磷、緩效鉀、排澇能力、灌溉保證率、剖面構(gòu)型、耕層厚度)進(jìn)行了不同文字描述或已賦不同值，請(qǐng)專家根據(jù)不同描述或賦值對(duì)耕地地力的權(quán)重在每個(gè)表對(duì)應(yīng)的隸屬度或?qū)＜以u(píng)估值欄中給出相應(yīng)的分值（分值從0.1-1.0分）。5 耕地地力評(píng)價(jià)步驟5.1 單因素指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的理論，將選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)與耕地生產(chǎn)能力的關(guān)系分為戒上型函數(shù)、峰型函數(shù)和概念型3種類型的隸屬函數(shù)。邀請(qǐng)專家對(duì)系概念型隸屬函數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)（如地形部位、耕層質(zhì)

17、地、排澇能力、灌溉保證率、障礙層狀況、剖面構(gòu)型等）直接打分給出隸屬度；對(duì)系戒上型函數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)（如有機(jī)質(zhì)、有效磷、緩效鉀、耕層厚度等）和峰型函數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)（如pH值）專家給出其隸屬函數(shù)的擬合值。鑒于質(zhì)地對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、土壤有效磷的影響，為此，對(duì)這二個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)按粘土至中壤土、輕壤至砂土二類分別進(jìn)行擬合。5.2確定各指標(biāo)的權(quán)重采用層次分析法與專家經(jīng)驗(yàn)法確定各指標(biāo)的權(quán)重值(Ki)。層次分析法的基本原理是把復(fù)雜問(wèn)題中的各個(gè)因素按照相互之間的隸屬關(guān)系排成從高到低的若干層次，根據(jù)對(duì)一定客觀現(xiàn)實(shí)的判斷就同一層次相對(duì)重要性相互比較的結(jié)果，決定層次各元素重要性先后次序。首先要把問(wèn)題層次化，根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和要達(dá)到的

18、總目標(biāo)，將問(wèn)題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚合，形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型。湖南省縣域耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系專家打分表A層目標(biāo)層B層基準(zhǔn)層C層指標(biāo)層得分統(tǒng)計(jì)平均值推薦值確認(rèn)值耕地地力立地條件（B1）5.836.06.0理化性狀（B2）4.934.84.8土壤管理（B3）5.205.25.2剖面性狀（B4）3.733.73.7立地條件地形部位（C1）5.935.95.9障礙層狀況（C2）5.095.15.1理化性狀質(zhì)地（C3）5.595.65.6有機(jī)質(zhì)（C4）5.135.15.1有效磷（C5）4.194.14.1緩效鉀C63.773.73.7土壤管

19、理排澇能力(C7)6.766.66.6灌溉保證率(C8)4.314.44.4剖面性狀剖面構(gòu)型(C9)4.584.64.6耕層厚度(C10)5.135.25.2AB1B2B3B4B116.0/4.86.0/5.26.0/3.7B24.8/6.014.8/5.24.8/3.7B35.2/6.05.2/4.815.2/3.7B43.7/6.03.7/4.83.7/5.21B1C1C2C115.9/5.1C25.1/5.91基準(zhǔn)層之間比較指標(biāo)層之間比較B2C3C4C5C6C315.6/5.15.6/4.15.6/3.7C45.1/5.615.1/4.15.1/3.7C54.1/5.64.1/5.114.1/3.7C63.7/5.63.7/5.13.7/4.11B3C7C8C716.6/4.4C84.4/6.61B4C9C10C914.6/5.2C105.2/4.61立地條件B1、理化性狀B2、剖面性B3狀、土壤管理B4組合權(quán)重（XiCi）B層0.3040.244 0.2640.188地形部位（C1）0.5360.163障礙層狀況（C2）0.4640.141耕層質(zhì)地（C3）0.3030.074有機(jī)質(zhì)（C4）0.2760.067有效磷（C5）0.2210.054緩效鉀（C6）0.2000.04