耕地质量评价方法.docx

1、耕地质量评价方法耕地地力评价方法与应用1 相关概念1.1土壤质量(健康) 土壤在生态系统的范围内，维持生物的生产力、保护环境质量以及促进动植物健康的能力，土壤具有不同等级的质量，这是与土壤的各种形成因素以及土壤耕作引起的动态变化有关的一种固有的土壤属性。它是土壤的许多物理、化学和生物学性质，以及形成这些性质的一些重要过程的综合体。简言之，即“土壤运行能力”。单一的土壤性质无法定量表达土壤质量状况，土壤质量评价工作是根据已知的土壤外部性质对土壤的内在属性进行量化表达。常用评价方法是指数和评分法，简称指数法。1.2 耕地地力在当前管理水平下，由土壤本身特性、自然背景条件和基础设施水平等要素综合构成

2、的耕地生产能力。2 耕地地力评价方法2.1 耕地地力评价方法 耕地地力评价大体可分为以产量为依据的耕地当前生产能力评价和以自然要素为主的生产潜力评价。本次耕地地力评价是指耕地用于一定生产方式下，在各种自然要素相互作用下所表现出来的潜在生产能力。生产潜力评价又可分为以气候要素为主的潜力评价和以土壤要素为主的潜力评价。在一个较小的区域范围内（县域），气候要素相对一致，耕地地力评价可以根据所在地的地形地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施等要素相互作用表现出来的综合特征，揭示耕地潜在生物生产力的高低。耕地地力评价结果表达方法一：指数法IFI= b1X1+b2X2+bnXn式中： IFI耕地地力指

3、数; Xi耕地自然属性(参评因素); bi该属性对耕地地力的贡献率(层次分析方法或专家直接评估求得)。耕地地力评价结果表达方法二： 回归模型法Y=b0+b1X1+b2X2+bnXn式中：Y单位面积产量; Xi耕地自然属性(参评因素); bi该属性对耕地地力的贡献率(解多元回归方程求得)。2.2 评价内容耕地地力评价实质是评价立地条件、土壤理化性状、障碍因素等要素对作物生长限制的强弱。由于影响耕地地力的因子间普遍存在着相关性，甚至信息彼此重叠，因此进行耕地地力评价时没有必要将所有因子都考虑进去。筛选能全面反映当地耕地地力的主导评价因子并计算出各评价因子的权重是着手耕地地力评价的关键环节。2.3

4、评价因子确定原则 主导性原则。选取的因子对耕地地力有比较大的影响。如地形、土壤、灌排等； 差异性原则。选取的因子在评价区域内的变异较大，便于划分耕地地力的等级。如坡度、有效土层厚度等； 稳定性原则。选取的评价因子在时间序列上具有相对的稳定性。如土壤质地、有机质等，评价的结果能够有较长的有效期； 现实性原则。选取评价因素与评价区域的大小有密切的关系如气候因素等。 2.4耕地地力评价技术流程图3 耕地地力评价指标体系3.1 全国耕地地力评价指标体系根据全国气候、地形地貌、成土母质等成土因素的差异特点，农业部多次召集专家研讨全国耕地地力评价指标体系，最后建立了一个全国共用的地力评价指标体系，并出版了

5、县域耕地资源管理信息系统数据字典，该字典对每一个指标的名称、释义、量纲、上下限给出了准确、统一的定义。这一指标体系中包含了气候、立地条件、剖面性状、耕层土壤理化性状、耕层土壤养分状况、障碍因素、土壤管理七大类共64个指标。全国耕地地力评价因子总集3.2 湖南省耕地地力评价指标体系背景：2002年 ，省土肥站在组织宁乡县农业局开展耕地地力调查与质量评价项目试点工作期间，邀请省内土肥、环保、地质、国土等部门的专家在长沙召开了湖南省耕地地力评价指标体系研讨会，该会重点研究了全国共用的耕地地力评价指标体系框架，针对湖南省耕地土壤资源的特点，选择了21个评价因子作为湖南省耕地地力评价指标体系。湖南省耕地

6、地力评价指标体系框架图湖南省县域耕地地力评价指标体系形成过程自2002年以来，省土壤肥料工作站先后组织宁乡(2002年)，沅江(2003年)，汉寿、衡东(2004年)，涟源、湘阴(2005年)等6个县实施了农业部下达的耕地地力调查与质量评价项目。在项目实施过程中，通过专家研讨，各项目县从湖南省耕地地力评价21个指标体系中选择10-13个不等评价因子作为各自耕地地力评价指标。表1 湖南省县域耕地地力评价指标体系A层B层C层宁乡沅江汉寿衡东耕 地 地 力立地条件地形部位YYYY地貌类型YNNN成土母质YNNN障碍层类型YYYY理化性状质地YYYYpHYYNN有机质YYYY有效磷YYYY缓效钾YYY

7、Y土壤管理排涝能力YYYY灌溉保证率YYYY剖面性状剖面构型YYYY耕层厚度YYYY4 湖南省县域耕地地力评价要素层次结构描述与打分表筛选测土配方施肥项目县10%的有代表性的采样点（800个左右），即骨干样点进行县域耕地地力评价，要求项目实施第一年采回来所有耕地评价的骨干样点，骨干样点要覆盖全县所有的乡（镇），土种和耕作制度。表2 湖南省县域耕地地力评价指标体系专家打分表A层目标层B层基准层C层指标层得分统计在本大类指标该层次的排名分值耕地地力立地条件（B1）理化性状（B2）土壤管理（B3）剖面性状(B4)立地条件地形部位(C1)障碍层状况(C2)理化性状质地(C3)有机质(C4)有效磷(C5

8、)缓效钾(C6)土壤管理排涝能力(C7)灌溉保证率(C8)剖面性状剖面构型(C9)耕层厚度(C10)耕地地力评价指标体系专家打分表的说明（1）请专家比较同一层次各因素对上一层次的相对重要性，并给出数量化的评分（分数从1-10分）。将专家打分结果经数学处理后反馈给各位专家，请专家重新修改或确认。（2）分数等级说明7-10分表明该指标是本大类指标中最重要的指标; 5-7分表明该指标是本大类指标中重要的指标; 3-5分表明该指标是本大类指标中较重要的指标; 2-3分表明该指标是本大类指标中一般重要的指标; 1-2分表明该指标是本大类指标中一般的指标; 二个因素打分可以一样，也可以不一样。表3 地形部

9、位隶属度及其描述描 述高岸田二排田梯田上部梯田中部梯田下部冲田上部冲 田中 部隶属度描 述冲田下部冲田出口垅田上部垅田中部垅田下部垅田出口山间峡谷隶属度描 述碟形田低洼田河流一级阶地河流二级阶 地台地丘间缓坡地丘 间平 地隶属度描 述高湖田平湖田上 部平湖田中 部平湖田下 部低湖田湖心滩河心滩隶属度描 述丘顶部山坡上部山坡中部坡 麓低位河漫滩中位河漫滩高位河漫 滩隶属度说明：1、山间峡谷、冲田、垅田划分指标。山间峡谷：谷宽100m；冲田：冲宽100m1000m；垅田：垅宽1000m4000m；2、碟形地：专指石灰岩地区漏斗（天坑）中的水田和旱土，以四周高，中间低平为主要特征。表4 障碍层状况隶

10、属度及其描述障碍层状 况高位强度障 碍高位中度障 碍高位轻度障 碍中位强度障 碍全层障碍隶属度障碍层状 况中位中度障 碍中位轻度障 碍低位强度障 碍低位中度障 碍无障碍层隶属度说明：高位指30cm以上，中位指3060cm，低位指60cm以下。表5 耕层质地隶属度及其描述描 述轻粘土中粘土重粘土重壤中壤轻壤砂壤松砂土紧砂土隶属度表6 有机质隶属函数拟合专家评估打分表（质地为粘土中壤）有机质含量（g/kg）35333129272523211917151311专 家评估值表7 有机质隶属函数拟合专家评估打分表（质地为轻壤砂土）有机质含量（g/kg）302826242220181614121086专

11、家评估值表8 有效磷隶属函数拟合专家评估打分表（质地为粘土-中壤）有效磷（mg/kg）282624222018161412108642专 家评估值表9 有效磷隶属函数拟合专家评估打分表（质地为轻壤砂土）有效磷（mg/kg）20.519.017.516.014.513.011.510.08.57.05.54.02.51.0专 家评估值表10 缓效钾隶属函数拟合专家评估打分表缓效钾（mg/kg）5004704404103803503202902602302001701401108050专 家评估值表11 排涝能力隶属度及其描述排涝能力强较强中较弱弱专家评估值表12 灌溉保证率隶属度及其描述灌 溉保

12、证率100%95%95%90%90%85%85%80%80%75%75%70%隶属度灌 溉保证率70%65%65%60%60%55%55%50%50%45%45%40%隶属度灌 溉保证率40%35%35%30%30%隶属度表13 剖面构型隶属度及其描述剖 面构 型A-P-W-CA-AB-CA-P-W-GA-P-CA-P-S-CA-B-C隶属度剖 面构 型A-BC-CA-P-Wg-CAg-GA-GA-P-E-CA-Pg-Wg-C隶属度剖 面构 型A-P-W1-W2-CA-Pg-GA-B1-B2A-P-We-CA-B-DA-B1-B2-C隶属度剖 面构 型A-B-C-DA-P-S-CA-P-T-C

13、A-P-G隶属度表14 耕层厚度隶属函数拟合专家评估打分表耕层厚度（cm）2221201918171615141312专 家评估值 耕层厚度（cm）1110987专 家评估值关于10个耕地地力评价指标打分（评估值）说明表3-14分别对10个耕地地力评价指标(地形部位、障碍层状况、耕层质地、有机质、有效磷、缓效钾、排涝能力、灌溉保证率、剖面构型、耕层厚度)进行了不同文字描述或已赋不同值，请专家根据不同描述或赋值对耕地地力的权重在每个表对应的隶属度或专家评估值栏中给出相应的分值（分值从0.1-1.0分）。5 耕地地力评价步骤5.1 单因素指标数据标准化处理根据模糊数学的理论，将选定的评价指标与耕地

14、生产能力的关系分为戒上型函数、峰型函数和概念型3种类型的隶属函数。邀请专家对系概念型隶属函数的评价指标（如地形部位、耕层质地、排涝能力、灌溉保证率、障碍层状况、剖面构型等）直接打分给出隶属度；对系戒上型函数的评价指标（如有机质、有效磷、缓效钾、耕层厚度等）和峰型函数的评价指标（如pH值）专家给出其隶属函数的拟合值。鉴于质地对土壤有机质、土壤有效磷的影响，为此，对这二个评价指标按粘土至中壤土、轻壤至砂土二类分别进行拟合。5.2确定各指标的权重采用层次分析法与专家经验法确定各指标的权重值(Ki)。层次分析法的基本原理是把复杂问题中的各个因素按照相互之间的隶属关系排成从高到低的若干层次，根据对一定客

15、观现实的判断就同一层次相对重要性相互比较的结果，决定层次各元素重要性先后次序。首先要把问题层次化，根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚合，形成一个多层次的分析结构模型。湖南省县域耕地地力评价指标体系专家打分表A层目标层B层基准层C层指标层得分统计平均值推荐值确认值耕地地力立地条件（B1）5.836.06.0理化性状（B2）4.934.84.8土壤管理（B3）5.205.25.2剖面性状（B4）3.733.73.7立地条件地形部位（C1）5.935.95.9障碍层状况（C2）5.095.15.1理化性状质地（C3）5

16、.595.65.6有机质（C4）5.135.15.1有效磷（C5）4.194.14.1缓效钾C63.773.73.7土壤管理排涝能力(C7)6.766.66.6灌溉保证率(C8)4.314.44.4剖面性状剖面构型(C9)4.584.64.6耕层厚度(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基准层之间比较指标层之间比较B2C3C4C5C6C315.

17、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立地条件B1、理化性状B2、剖面性B3状、土壤管理B4组合权重（XiCi）B层0.3040.244 0.2640.188地形部位（C1）0.5360.163障碍层状况（C2）0.4640.141耕层质地（C3）0.3030.074有机质（C4）0.2760.067有效磷（C5）0.2210.054缓效钾（C6

18、）0.2000.049排涝能力（C7）0.6000.158灌溉保证率（C8）0.4000.106剖面构型（C9）0.4690.088耕层厚度（C10）0.5310.1005.3计算各个评价单元的综合地力指数值采用累加法评价单元的综合地力指数：式中：T代表耕地综合地力指数，Ki代表第i个因素的组合权重，Bi代表第i个因素的隶属度值。5.4 划分耕地地力等级综合分析耕地地力指数分布情况，采用等距法确定综合地力指数的分级方案，划分耕地地力等级。根据本省已调查的宁乡、沅江、汉寿和衡东四个县（市）的结果看，耕地地力最低等级为七等地，没有八、九和十等地（见表15）。表15 耕地地力分等表级别综合地力指数（

19、T）级别综合地力指数（T）一等地T0.90六等地0.65T0.70二等地0.85T0.90七等地0.60T0.65三等地0.80T0.85八等地0.55T0.60四等地0.75T0.80九等地0.50T0.55五等地0.70T0.75十等地0.45T0.505.5 评价结果归入农业部耕地地力等级体系在依据自然要素评价的每一个耕地地力等级内随机抽取10%的评价单元，调查近三年实际的年平均粮食产量，经济作物统一折算为粮食作物产量，对这二组数据进行相关分析，根据其对应关系，将用自然要素评价的耕地地力等级归入农业部于1997年颁布的全国耕地类型区、耕地地力等级划分）农业行业标准（NY/T3091996）。该标准根据粮食单产水平将全国耕地地力划分为十个等级，年单产大于900kg/亩为一等地，小于100kg/亩为十等地，每100kg为一个等级。