徐志強

(遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110034)

2015 ～2018 年，中央財政安排資金9 000 萬元，采取地力培肥、耕層構(gòu)建、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、養(yǎng)分平衡為主的黑土地保護綜合技術(shù)模式和保護措施，在鐵嶺縣建設(shè)黑土地保護利用項目區(qū)0.67 萬hm2，改善黑土地設(shè)施條件、內(nèi)在質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境。 為掌握項目實施后對耕地質(zhì)量的影響，依據(jù)《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評價辦法》和《耕地質(zhì)量等級》國家標準，從立地條件、剖面性狀、耕層理化性狀、養(yǎng)分狀況、土壤健康狀況和土壤管理6 個方面選擇16 個耕地質(zhì)量評價指標，以項目區(qū)內(nèi)80 個采樣點(每個樣點代表83.3 hm2耕地，項目區(qū)共計0. 67 萬hm2)作為評價樣點開展耕地質(zhì)量等級劃分，為評價項目實施成效提供依據(jù)。

1 評價方法與步驟

1. 1 資料收集與整理

收集的資料主要包括項目區(qū)項目實施前后采樣點數(shù)據(jù)(如有機質(zhì)、有效磷、速效鉀、pH、耕層厚度、土壤容重、坐標位置等)，以及東北區(qū)耕地質(zhì)量評價資料中涉及鐵嶺縣的相關(guān)資料(如基礎(chǔ)圖件:耕地質(zhì)量評價單元圖，采樣點數(shù)據(jù)，評價指標及其權(quán)重和隸屬度等)。

1. 2 采樣點評價數(shù)據(jù)庫建立

在收集相關(guān)圖件的基礎(chǔ)上，構(gòu)建項目區(qū)采樣點評價空間數(shù)據(jù)庫。 坐標系統(tǒng)采用西安1980 坐標系，1956 年黃海高程系。 并參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典和屬性代碼標準，通過關(guān)鍵字段采用外掛數(shù)據(jù)庫的方法進行屬性鏈接，形成點位屬性數(shù)據(jù)庫。

1. 3 評價樣點數(shù)據(jù)獲取

評價樣點的評價指標數(shù)據(jù)來自2 方面:一是來自項目區(qū)項目實施前后采樣點測試數(shù)據(jù)(有機質(zhì)、有效磷、速效鉀、pH、耕層厚度、土壤容重)，二是通過與東北區(qū)耕地質(zhì)量評價數(shù)據(jù)進行空間疊加分析，提取其他評價指標數(shù)據(jù)(地形部位、農(nóng)田林網(wǎng)化率、有效土層厚度、質(zhì)地構(gòu)型、障礙因素、耕層質(zhì)地、灌溉能力、排水能力、生物多樣性、清潔程度)。

1. 4 評價指標選取與權(quán)重確定

按照“對耕地質(zhì)量有較大的影響、空間變異較大、具有較高的穩(wěn)定性且相對獨立”等原則，確定16 個耕地質(zhì)量評價指標，包括立地條件、剖面性狀、耕層理化性狀、養(yǎng)分狀況、土壤健康狀況和土壤管理6 方面(見上面評價樣點數(shù)據(jù)指標)。 其中，基礎(chǔ)性指標包括地形部位、農(nóng)田林網(wǎng)化率、有效土層厚度、質(zhì)地構(gòu)型、障礙因素、耕層質(zhì)地、灌溉能力、排水能力、生物多樣性、清潔程度、有機質(zhì)、有效磷、速效鉀、土壤容重，區(qū)域補充性指標包括耕層厚度和pH。 通過多輪專家打分，采用層次分析法確定各參評指標的權(quán)重，見表1。

1. 5 指標隸屬度確定與隸屬函數(shù)構(gòu)建

應(yīng)用特爾菲法，評估各參評指標等級分值或?qū)崪y值對耕地質(zhì)量的影響，確定其對應(yīng)的隸屬度。 在此基礎(chǔ)上，繪制各因素兩組數(shù)值的散點圖和模擬曲線，得到各參評指標等級分值或?qū)嶋H值與隸屬度的關(guān)系方程，從而構(gòu)建各參評指標隸屬函數(shù)。 見表2 和表3。

1. 6 耕地質(zhì)量等級劃分

按照《耕地質(zhì)量等級》國家標準中關(guān)于耕地質(zhì)量等級劃分方法，計算耕地質(zhì)量綜合指數(shù)(IFI)，并繪制耕地質(zhì)量綜合指數(shù)分布曲線圖。 根據(jù)等距法來確定等級數(shù)目，劃分綜合指數(shù)臨界點。 共劃分為十級(見表4)。 為了使本項目實施前后評價結(jié)果具有可比性，因此，以實施前劃分等級的標準作為實施前后的共同標準。

耕地質(zhì)量綜合指數(shù)計算公式為:IFI=∑Fi×Ci

式中:IFI(Integrated Fertility Index)為耕地質(zhì)量綜合指數(shù)；F 為第i 個因素的評語(隸屬度)；Ci 為第i 個因素的組合權(quán)重。

1. 7 耕地質(zhì)量綜合等級計算

按照《耕地質(zhì)量等級》國家標準，以各評價樣點代表面積占總面積的比例作為本項目耕地質(zhì)量等級權(quán)重(面積加權(quán)法)，進行項目區(qū)耕地質(zhì)量綜合等級計算，公式如下:

綜合等級=∑耕地質(zhì)量等級×對應(yīng)等級面積/項目區(qū)總面積

2 耕地質(zhì)量評價結(jié)果

農(nóng)田養(yǎng)分平衡的本質(zhì)就是養(yǎng)分被作物消耗和施肥投入之間的平衡，其研究有助于從宏觀上了解農(nóng)田土壤養(yǎng)分水平的發(fā)展趨向，為制定科學(xué)的施肥方案，促進養(yǎng)分合理循環(huán)提供依據(jù)。

2. 1 耕地質(zhì)量綜合指數(shù)劃分區(qū)間對比

按實施前劃分質(zhì)量等級的標準作為實施前后的共同標準，分別對項目實施前后耕地綜合指數(shù)進行等級劃分(見圖1)。 可以看到實施前后綜合指數(shù)的波動趨勢較為相似，但實施后綜合指數(shù)整體較實施前有所升高，反映出項目實施后質(zhì)量等級有所升高。

2. 2 耕地質(zhì)量等級統(tǒng)計結(jié)果

本項目實施前后評價樣點分別為80 個，每個樣點代表83.3 hm2耕地，共代表項目區(qū)0. 67 萬hm2耕地總面積。 根據(jù)綜合指數(shù)等級劃分標準分別統(tǒng)計項目實施前后采樣點中不同質(zhì)量等級的點數(shù)量占比和采樣點所代表面積占項目區(qū)總耕地面積的占比情況(見圖2)。

表 1 各項指標權(quán)重層次總排序Table 1 Total ranking of each index weight level

表 2 數(shù)值型評價指標函數(shù)類型及其隸屬函數(shù)Table 2 The type and membership function of numerical evaluation index function

表 3 概念型評價指標隸屬度Table 3 Membership degree of conceptual evaluation index

表 4 耕地質(zhì)量等級綜合指數(shù)及分級Table 4 Comprehensive index and classification of cultivated land quality grade

其中，實施前，高等級耕地(一、二、三等地)評價樣點數(shù)占總采樣點數(shù)量的比例及樣點代表面積占項目區(qū)總面積比例均為22.50%，中等級耕地(四至六等地)占比均為37.50%，低等級耕地(七至十等地)占比均為40.00%。 實施后，高等級耕地(一、二、三等地)占比均為30.00%，中等級耕地(四至六等地)占比均為43. 75%，低等級耕地(七至十等地)占比均為26.25%

2. 3 耕地質(zhì)量等級變化分析

本項目實施前后，耕地質(zhì)量等級呈現(xiàn)由中低等級耕地集中分布向中高等級耕地集中分布變化的趨勢，說明本項目的實施對改良并提升中低等級耕地具有重要作用。 從耕地質(zhì)量綜合等級來看，實施前，項目區(qū)耕地質(zhì)量綜合等級為5.65 等，實施后項目區(qū)耕地質(zhì)量綜合等級為4. 84等。 本項目實施前后，項目區(qū)耕地質(zhì)量綜合等級提升0.81等。

3 結(jié)論

本研究以2015 ～2018 年國家黑土地保護試點縣—鐵嶺縣黑土地保護利用項目區(qū)為基礎(chǔ)，按照《耕地質(zhì)量等級》國家標準對鐵嶺縣項目實施前后的耕地質(zhì)量變化情況進行評估。 結(jié)果表明，通過項目實施，項目區(qū)耕地質(zhì)量綜合等級由5.65 等提高到4.84 等，提高了0.81 等，超過了項目預(yù)期設(shè)定的0. 5 個等級的目標，反映出黑土地保護利用項目通過綜合實施秸稈還田、增施有機肥、糧豆輪作等地力培肥措施，對提高耕地質(zhì)量等級的綜合效果顯著，為遼寧省其他縣區(qū)深入推進黑土地保護利用技術(shù)提供依據(jù)。