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)

2、設(shè)施水平等要素綜合構(gòu)成的耕地生產(chǎn)能力。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 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= b

3、 iX+bX?+bnXn式中：IFI =耕地地力指數(shù)；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（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=bo+biXi+b2X?+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?/p>

4、地力 的主導(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；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；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;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)省專家組全國指標(biāo)體系中篩選fr=*確定

5、評(píng)價(jià)單元" 1 °2確定田間調(diào)查取樣點(diǎn)選擇評(píng)價(jià)要素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)法建立縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)空間與屬性數(shù)據(jù)庫、專家知識(shí)庫3«1評(píng)價(jià)單兀獲取數(shù)J-p計(jì)算單因素評(píng)價(jià)評(píng)語屬性提取指數(shù)法、模型綜合評(píng)判法計(jì)算單因素權(quán)重 層次分析法計(jì)算耕地地力綜合指數(shù) 累加法、累乘法及二法相結(jié)合口確定地力綜合指數(shù)分級(jí)方案J2等距法、累計(jì)頻率曲線法評(píng)價(jià)成果電子圖件、表格及報(bào)告*歸入國家地力等級(jí)體全國耕地類型區(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全國耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系根據(jù)全國氣候、地形地貌、成土母質(zhì)等成土因

6、素的差異特點(diǎn)， 農(nóng)業(yè)部多次召集專家研討全國耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，最后建立了一個(gè)全國共用的地力評(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)。全國耕地地力評(píng)價(jià)因子總集 00積溫、 100積溫、年降雨量、全年日照時(shí)數(shù)、光能輻射總量、無霜期、干燥度等 7個(gè)因子經(jīng)度、緯度、海拔、地貌類型、地形部位、二1坡度、坡向、土壤侵蝕類型、土壤侵蝕程度、2立地條件二 成土母質(zhì)、地面破碎情況、地表巖石露頭狀況、 地表

7、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耕層理化性狀二A質(zhì)地、容重、pH、CE（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障礙因素二障礙層類型、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

8、質(zhì)、國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 系研討會(huì)，該會(huì)重點(diǎn)研究了全國共用的耕地地力評(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)體系框架圖湖南省縣域耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系形成過程自2002年以來，省土壤肥料工作站先后組織寧鄉(xiāng)（2002年）， 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)施過程中，通過專家研討，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

9、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)沅江漢壽衡東地形部位YYYY立地條件地貌類型YNNN成土母質(zhì)YNNN耕障礙層類型YYYY質(zhì)地YYYY地pHYYNN理化性狀有機(jī)質(zhì)YYYY地有效磷 YYYY力緩效鉀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)構(gòu)描述與打分表篩選測(cè)土配方施肥項(xiàng)目縣 10%勺有代表性的采樣點(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

10、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 層次的排名分值立地條件(B1)理化性狀(B2)土壤管理(B3)剖面性狀侶4)耕立地條件地形部位(C1)障礙層狀況(C2)地質(zhì)地(C3)地理化性狀有機(jī)質(zhì)(C4)有效磷(C5)力緩效鉀(C6)土壤管理排澇能力(C?)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)體系專家打分表的說明(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

11、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河流二級(jí)臺(tái)地丘間緩坡丘間級(jí)階地階地地平地隸屬度描述高湖田平湖田平湖田平湖田低湖田湖心灘河心灘上部中部下部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 漫灘隸屬度說明：1、山間峽谷、沖田、垅田

12、劃分指標(biāo)。山間峽谷：谷寬v100m沖田：沖寬100n 1000m 垅田：垅寬1000m-4000m2、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 狀況中位中度障礙中位輕度障礙低位強(qiáng)度障礙低位中度障礙無障礙層隸屬度說明：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)地為粘土一中壤）有機(jī)質(zhì) 含量（g/kg）3533312

13、9272523211917151311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)地為輕壤一砂土）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；282624222018161412108642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)地為輕壤一砂土）有效磷（mg/kg20.519.017.516.014.513.011.510.08.57.05.54.02.51.0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）5004704404103803

14、503202902602302001701401108050專家 評(píng)估值排澇能力強(qiáng)較強(qiáng)中較弱弱表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%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)型隸屬度及其描述咅y面 構(gòu)型A-P-W-CA-AB-CA-P-W-GA-P-CA-P-S-CA-B-C隸屬度面型 剖構(gòu)A-BC-CA-P-Wg-CAg-GA-

15、GA-P-E-CA-Pg-Wg- C隸屬度面型 剖構(gòu)A-P-W1-W2-CA-Pg-GA-B1-B2A-P-We-CA-B-DA-B1-B2-C隸屬度咅y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)

16、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)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

17、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 ） o層次分析法的基本原理是把復(fù)雜問題中的各個(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。首先要把問題層次化，根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問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B層C層得分統(tǒng)計(jì)目標(biāo)層基準(zhǔn)層指標(biāo)層平均值推薦值確認(rèn)值立地條件（Bi）5.836.

18、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耕立地條件地形部位（Ci）5.935.95.9障礙層狀況（C2）5.095.15.1地質(zhì)地（C3）5.595.65.6地理化性狀有機(jī)質(zhì)（C4）5.135.15.1有效磷（C5）4.194.14.1力緩效鉀C63.773.73.7土壤管理排澇能力（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（Cio）5.135.25.2基準(zhǔn)層之間比較BiCiC2Ci15.9/5.1C25.1/5.91指標(biāo)層之間比較AB1B2B

19、3B4B116.0/4.86.0/5.26.0/3.7B24.8/6.014.8/5.24.8/3.7B35.2/6.05.2/4.815.2/3.7B43.7/6.03.7/4.83.7/5.21B2C3C4C5C6C315.6/5.15.6/4.15.6/3.7C45.1/5.615.1/4.15.1/3.7C54.1/5.64.1/5.114.1/3.7C63.7/5.63.7/5.13.7/4.11B3C7C8B4C9C10C716.6/4.4C914.6/5.2C84.4/6.61C105.2/4.61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（刀 XiCi ）B層0.3040.2440.2640.188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（Cs）0.2210.054緩效鉀（C6）0.2000.049排澇能力（C7）0.6000.158灌溉保證率（C8）0.4000.106剖面構(gòu)型（C9）0.4690.088耕層厚度（C10）0.5310.1005.3計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)單元的綜合地