黃 艷

(福州市農(nóng)田建設(shè)與土壤肥料技術(shù)站，福建福州350026)

福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地調(diào)查與地力評價(jià)

黃 艷

(福州市農(nóng)田建設(shè)與土壤肥料技術(shù)站，福建福州350026)

運(yùn)用GIS技術(shù)和綜合指數(shù)法對福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地土壤進(jìn)行了地力評價(jià)。結(jié)果表明,福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地地力水平不高,以三至四等的中產(chǎn)田為主,主要限制因素是干旱；土壤整體偏酸性；CEC低,保肥供肥性較差；土壤礦質(zhì)養(yǎng)分失衡。利用評價(jià)結(jié)果提出改良措施,以期為福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地資源的合理利用提供依據(jù)。

耕地地力評價(jià)；改良措施

耕地資源作為人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),其數(shù)量和質(zhì)量的演變直接關(guān)系著糧食安全和社會穩(wěn)定(吳大放等,2015)。近年來,隨著建設(shè)用地的拓展,非農(nóng)經(jīng)濟(jì)的投資與發(fā)展,以及農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整,耕地特別是城市郊區(qū)耕地整體數(shù)量呈下降趨勢,機(jī)械、化肥、農(nóng)藥等高耗能工業(yè)產(chǎn)品的大量投入,給農(nóng)業(yè)帶來高速發(fā)展的同時,也引發(fā)了耕地退化問題。如何實(shí)現(xiàn)有限的耕地資源可持續(xù)利用,成為當(dāng)代農(nóng)業(yè)重要課題(陳印軍等,2011)。福州市郊區(qū)耕地集中在晉安區(qū)與馬尾區(qū),本文通過兩區(qū)耕地地力評價(jià)分析及分等定級,為福州郊區(qū)耕地資源的合理配置、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、中低產(chǎn)田改造、耕地適宜性種植規(guī)劃提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)位于北緯 25°57′16″－26°24′49″,東經(jīng) 119°11′70″－119°41′00″,地處南亞熱帶與中亞熱帶交接處,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,平均年日照時數(shù)在1 848.2 h以上,年平均氣溫為19.3℃,年均降水量為1 486 mm。耕地面積為5 689.52 hm2,土壤以水稻土為主,面積4 857.86 hm2,占耕地總面積的85.38%,其次是紅壤,面積765.44 hm2,占耕地總面積13.45%。耕地利用類型有灌溉水田、水澆地和旱地三種。土壤類型分為四個大類(水稻土、紅壤、風(fēng)砂土和潮土)、8個亞類、13個土屬。

2 研究方法

2.1 資料數(shù)據(jù)來源

福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地利用類型圖、土壤類型圖(比例尺1∶5萬)、行政區(qū)劃圖(比例尺1∶1萬)、地貌類型分區(qū)圖(比例尺1∶10萬)、測土配方點(diǎn)位調(diào)查圖(比例尺1∶1萬)、農(nóng)用地地塊圖(比例尺1∶1萬)等基礎(chǔ)圖件及自然和經(jīng)濟(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)(包括地理位置、自然資源、氣候、水文等),以及福州市統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)年鑒相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料。

2.2 評價(jià)方法

采用Photoshop完成地圖的拼接、校正,利用GIS軟件ArcGIS 9.0,SupMap 2003和MapGIS 6.5,完成地圖矢量化、圖形疊加、屬性提取、評價(jià)單元賦值空間數(shù)據(jù)處理工作。采用Excel和Access作為數(shù)據(jù)庫管理,SPSS 10.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,應(yīng)用模糊評價(jià)、特爾斐法、層次分析法(AHP)、多因素加權(quán)指數(shù)法開展晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地地力評價(jià)(王雪梅等,2012,2013；閆一凡等,2014；趙彥鋒等,2015)。

應(yīng)用加權(quán)指數(shù)法計(jì)算各評價(jià)單元的綜合地力指數(shù)(IFI):IFI＝∑Fi×Wi式中:Fi為第i個評價(jià)因子得分值,Wi為第i個評價(jià)因子權(quán)重。

3 耕地地力評價(jià)結(jié)果

3.1 評價(jià)樣點(diǎn)的布設(shè)

根據(jù)《耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)程》要求(中華人民共和國農(nóng)業(yè)部,2008),遵循樣點(diǎn)布設(shè)典型性、代表性、空間分布均勻性的原則,將晉安區(qū)與馬尾區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖與土壤圖疊加后形成評價(jià)單元圖,以此作為工作底圖,根據(jù)評價(jià)單元個數(shù)和圖斑面積大小、種植作物、土種、產(chǎn)量水平等因素,確定耕地地力評價(jià)樣點(diǎn)數(shù)量及點(diǎn)位,并平均分布于兩區(qū)的6個鄉(xiāng)鎮(zhèn),81個行政村(表1)。

表1 耕地地力調(diào)查樣點(diǎn)及其代表面積Table 1 Survey samples and representative areas of cultivated land

3.2 評價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重的確定

遵循耕地地力評價(jià)因子選擇的主導(dǎo)性、差異性、相對穩(wěn)定性、科學(xué)性等原則,參照福建省耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價(jià)專家組建立的福建省耕地地力評價(jià)因子體系,聯(lián)系各影響因子在區(qū)域范圍內(nèi)的空間差異及其對耕地地力的影響程度,采用特爾菲法篩選出區(qū)域空間差異較大、對耕地地力影響較顯著的因子作為耕地地力評價(jià)因子(馮耀祖等,2011；趙彥鋒等,2015；徐志平,2003)。確定晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地地力評價(jià)因子由土壤地學(xué)條件、土壤理化性狀、土壤剖面狀況和農(nóng)田基本建設(shè)4個方面共17個因素構(gòu)成,根據(jù)層次分析法的原理,通過建立層次結(jié)構(gòu)、比較矩陣、各層次要素權(quán)重系數(shù)計(jì)算、可信度檢驗(yàn)進(jìn)行層次排序,求得各評價(jià)因子權(quán)重值(表2)。

表2 耕地地力各評價(jià)因子的權(quán)重值及總排序Table 2 The weighted value and total sort of the evaluation factors of cultivated land

3.3 耕地地力等級劃分

3.3.1 耕地地力等級劃分標(biāo)準(zhǔn) 利用累積曲線分級法制作耕地綜合地力指數(shù)分布曲線圖,分析綜合地力指數(shù)的分布規(guī)律,根據(jù)分布曲線的明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)將晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地自然地力等級劃分為6個等級,并確定相應(yīng)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表3 耕地地力等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 The grading standard of cultivated land fertility

3.3.2 耕地地力等級劃分結(jié)果 福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)2010年耕地總面積為5 689.52 hm2。評價(jià)結(jié)果表明(表4),兩區(qū)高產(chǎn)的一、二等耕地面積合計(jì)達(dá)1 363.20 hm2,占耕地總面積的23.96%,中產(chǎn)的三、四等耕地面積合計(jì)高達(dá)3 841.06 hm2,占本耕地總面積的67.51%,低產(chǎn)的五、六等耕地面積達(dá)485.26 hm2,占耕地總面積的8.53%?？梢?晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地總體質(zhì)量不高,以中產(chǎn)耕地占優(yōu)勢。

如圖1所示,兩區(qū)一、二等耕地的土種類型主要為灰泥田、黃底灰泥田,這些土壤類型主要分布于瑯岐鎮(zhèn)、亭江鎮(zhèn)、鼓山鎮(zhèn)等沖積平原、濱海低臺地和河流低階地,地勢平坦,地形較開闊,交通便利,灌排條件優(yōu)越,生物氣候條件良好,土壤耕層較深厚,礦質(zhì)養(yǎng)分較豐富,保肥供肥性及透水通氣性良好,適種性廣。三等耕地的土種類型主要為灰埭田、灰黃泥田和烏黃泥田,這些土種類型主要分布于瑯岐鎮(zhèn)、日溪鄉(xiāng)、壽山鄉(xiāng)等丘陵坡地中下部、濱海高臺地和溪流沿岸地勢較高地段,交通條件尚可,多數(shù)土壤質(zhì)地偏砂,土壤排水條件良好,但保肥供肥能力和灌溉條件一般。四等耕地是兩區(qū)耕地中面積最大的等級,四等耕地的土種類型主要為灰紅泥土、灰黃泥砂田和灰黃泥田,主要分布于壽山鄉(xiāng)、宦溪鎮(zhèn)、日溪鄉(xiāng)等丘陵坡地的中上部、低山坡地的中下部,交通和灌溉條件一般,土壤熟化度較低,保肥供肥能力一般,但土壤排水條件良好。五、六等耕地的土種類型主要為埭田、黃泥砂田、紅泥砂土和濕砂土,這些土種類型主要分布于瑯岐鎮(zhèn)、亭江鎮(zhèn)、宦溪鎮(zhèn)等丘陵低山坡地的中上部、濱海臺地較高地段以及濱海墾區(qū)的外側(cè),交通、灌溉條件較差,土壤含鹽量高或熟化度低,或分布于谷地的低洼處,地下水位高,土體長期漬水,排水不良,還原性強(qiáng)而導(dǎo)致有毒物質(zhì)大量積累。

表4 耕地地力等級面積Table 4 The grading area of cultivated land fertility

圖1 晉安區(qū)、馬尾區(qū)耕地地力等級分布圖Figure 1 The grading distribution of cultivated land fertility in Jin′an and Mawei districts

3.4 耕地土壤肥力障礙因素分析

根據(jù)耕地地力調(diào)查結(jié)果表明,晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地總體質(zhì)量不高,存在以下幾方面問題:(1)水利設(shè)施條件相對薄弱,兩區(qū)耕地普遍存在著干旱限制。晉安區(qū)與馬尾區(qū)干旱限制耕地總面積達(dá)4 090.02 hm2,占兩區(qū)耕地總面積的94.54%。(2)耕地土壤整體偏酸性且陽離子代換量(CEC)低,介于97.2－140.7 mmol(＋)·kg－1之間,保肥供肥性總體較差。晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地土壤pH均值介于4.4－5.8之間,整體偏酸。(3)耕地土壤養(yǎng)分不均衡。從耕地土壤缺素面積比(表5)看出,堿解氮總體上處中等水平,有效磷、有效鋅總體上處于豐富水平,速效鉀、交換性鈣總體上處中等偏上水平,有效硫總體上處于中等偏下水平,有效硼總體上處缺乏水平。耕地土壤礦質(zhì)養(yǎng)分失衡,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎂、硫、硼缺乏較嚴(yán)重。這與福州郊區(qū)多種植水稻、蔬菜,交通較便利,人為長期培肥促進(jìn)土壤養(yǎng)分的積累有關(guān),但重視施用大量元素養(yǎng)分,而忽略中微量元素礦質(zhì)養(yǎng)分現(xiàn)象仍存在。

表5 耕地土壤缺素面積比Table 5 The area ratio of nutritional deficiency in cultivated soil

3.5 耕地改良利用對策

3.5.1 針對耕地地力現(xiàn)狀采取適宜的改良措施 一、二等地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)重視有機(jī)肥的施用,提高化肥利用率,改善農(nóng)田灌排系統(tǒng),建設(shè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的節(jié)水灌溉農(nóng)田。三、四等地土壤熟化度較低,保肥供肥能力一般,改良主要措施一是增施有機(jī)肥,發(fā)展沼氣肥,推廣稻草等秸稈還田和冬種綠肥等措施,不斷培肥地力；二是平衡施肥,通過測土配方、推廣配方肥達(dá)到增產(chǎn)增收的目地。五、六等地交通、灌溉條件較差,土壤含鹽量高或熟化度低,或地下水位高,土體長期漬水,排水不良,還原性強(qiáng)而導(dǎo)致有毒物質(zhì)大量積累。需要綜合運(yùn)用工程措施和農(nóng)業(yè)措施進(jìn)行改良,在平整土地、坡土改梯土、建積水窖、配套灌排設(shè)施的基礎(chǔ)上,利用農(nóng)業(yè)措施改良土壤。

3.5.2 針對肥力障礙因素提出不同改良措施 受干旱限制的中低產(chǎn)田必須切實(shí)加強(qiáng)水利和農(nóng)田灌溉設(shè)施建設(shè),疏通排水灌溉溝渠,完善排灌設(shè)施,實(shí)行排灌分家,提高農(nóng)作物的抗旱能力。土壤整體偏酸,且CEC較低的中低產(chǎn)田,要控制過磷酸鈣等酸性化肥的施用,增施有機(jī)肥料和堿性肥料,合理施用石灰改良酸性。針對晉安與馬尾區(qū)耕地不同缺素狀況進(jìn)行改良,科學(xué)合理施用硫肥、鎂肥和硼肥,以均衡耕地土壤礦質(zhì)養(yǎng)分供給。缺硫限制中低產(chǎn)田主要分布在日溪鄉(xiāng)和壽山鄉(xiāng),應(yīng)增施硫肥,但不同的硫肥種類對施硫效果具有一定的影響,應(yīng)根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的實(shí)際情況選用。常用的硫肥中硫磺硫量高,但需要經(jīng)過氧化轉(zhuǎn)化為SO42－才能被作物吸收利用,施用后的殘效長,石膏與過磷酸鈣中硫以SO42－存在,能被植物直接吸收利用,除了能提供硫外,還可供給作物鈣,但其含硫量較硫磺低,施用的后效較差。缺鎂限制中低產(chǎn)田主要分布在宦溪鎮(zhèn)和壽山鄉(xiāng),在增施鎂肥時,需針對缺鎂原因,如土壤酸性強(qiáng),土壤含鈣量高,施鉀肥過多,而誘發(fā)缺鎂,適時調(diào)整施肥方法,可與其他化肥或有機(jī)肥混合撒施或摻細(xì)土后單獨(dú)撒施。缺硼限制主要分布于宦溪鎮(zhèn)、瑯岐鎮(zhèn)、日溪鄉(xiāng)和壽山鄉(xiāng),需增施硼肥,需嚴(yán)格掌握用硼量,以防施用過多引起毒害,硼肥肥效長,一次肥效可延續(xù)3－5 a。

4 小結(jié)與討論

縣域空間尺度的評價(jià)應(yīng)強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)管理的需要,反映耕地地力的現(xiàn)狀,兼顧培肥、灌溉、排澇等中低產(chǎn)田改良和農(nóng)田基本建設(shè)工作對地力的影響。本文借助GIS技術(shù),應(yīng)用模糊評價(jià)、特爾斐法、層次分析法(AHP)等,利用多因素綜合指數(shù)法開展完成福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地地力評價(jià),并利用評價(jià)結(jié)果提出改良措施,以期為兩區(qū)耕地資源的合理利用提供依據(jù)。但耕地地力評價(jià)不是農(nóng)學(xué)知識的簡單運(yùn)用,隨著時間跟空間的推移,決定耕地地力相對大小的主導(dǎo)因素在逐漸變化,地力空間現(xiàn)象變化以及時效特征不容忽視(趙彥鋒等,2015),因此在今后的縣域耕地地力評價(jià)研究中,應(yīng)進(jìn)一步考慮空間尺度變化導(dǎo)致的土地條件變異多元化,選擇時效長的耕地潛在生產(chǎn)力評價(jià),同時應(yīng)強(qiáng)調(diào)土地－作物－管理的系統(tǒng)性,考慮土地自然條件的綜合變化和管理技術(shù)的進(jìn)步。

陳印軍,王晉臣,肖碧林,等,2011.我國耕地質(zhì)量變化態(tài)勢分析[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,32(2):1-5.

馮耀祖,耿慶龍,陳署晃,等,2011.基于GIS的縣級耕地地力評價(jià)及土壤障礙因素分析[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),48(12):2 281-2 288.

王雪梅,柴仲平,武紅旗,等,2012.新疆富蘊(yùn)縣耕地土壤養(yǎng)分特征與改良利用研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,5:91-94.

王雪梅,柴仲平,武紅旗,等,2013.阿克蘇市耕地地力評價(jià)與改良利用研究[J].水土保持通報(bào),33(1):162-166.

吳大放,劉艷艷,劉毅華,等,2015.耕地生態(tài)安全評價(jià)研究展望[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),23(3):257-267.

徐志平,2003.福建省耕地基礎(chǔ)地力評價(jià)及可持續(xù)利用對策[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),18(3):134-138.

閆一凡,劉建立,張佳寶,2014.耕地地力評價(jià)方法及模型分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),30(5):204-210.

趙彥鋒,程道全,陳杰,等,2015.耕地地力評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建中的問題與分析邏輯[J].土壤學(xué)報(bào),52(6):1 197-1 208.

中華人民共和國農(nóng)業(yè)部,2008.NY/T1634-2008耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價(jià)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.

Investigation of cultivated land and evaluation of land fertility in Jin′an and Mawei districts of Fuzhou city

HUANG Yan
(Cropland Construction and Soil and Fertilizer Station of Fuzhou city,Fuzhou,Fujian 350026,China)

This paper evaluated the the fertility of cultivated land in Jin′an and Mawei districts of Fuzhou city by applying GIS technology and comprehensive index method.The result showed that the fertility level of cultivated land was mainly medium with the middle fields from three to four grade.The main limiting factors of land fertility were drought,tending to acidic generally,low CEC,poor fertilizer and mineral nutrients unbalance.The improvement measures were proposed to provide the basis for rational utilization of cultivated land resources in Jin′an and Mawei districts of Fuzhou city.

fertility evaluation of cultivated land；improvement measure

S158.2；S156.99

A

1001－4276－(2017)01－0125－06

黃艷，2017.福州市晉安區(qū)與馬尾區(qū)耕地調(diào)查與地力評價(jià)[J].武夷科學(xué)，33:125-130.

2017－06－29。

黃艷(1983－)，女，碩士。研究方向:土壤肥料。Email:hy618＠163.com。

(責(zé)任編輯:陳曉雯)