陜西省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系研究

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一、引言

耕地作為特殊的公共資源產(chǎn)品，其數(shù)量、質(zhì)量與國家糧食安全密切相關(guān)，在維護國家安全、社會穩(wěn)定方面意義重大。從土地詳查、變更調(diào)查，到第二次全國土地大調(diào)查，陜西省已經(jīng)基本構(gòu)建了比較完整的技術(shù)支撐體系。目前，陜西省已完成了全國農(nóng)用地(耕地)分等工作，建立了比較完整的耕地質(zhì)量本底數(shù)據(jù)。為建立起完整的耕地質(zhì)量管理工作，對耕地質(zhì)量進行動態(tài)監(jiān)測是必不可少的，耕地質(zhì)量監(jiān)測是一項全新工作，需要從檢測樣點布設(shè)、監(jiān)測指標(biāo)選取、指標(biāo)采集、指標(biāo)評價方面進行研究，建立科學(xué)的耕地質(zhì)量監(jiān)測體系。在借鑒國內(nèi)外耕地質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測體系經(jīng)驗及耕地質(zhì)量監(jiān)測理論分析的基礎(chǔ)之上。本研究從耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)選取出發(fā)，結(jié)合陜西省自然社會經(jīng)濟因素、農(nóng)用地質(zhì)量分等指標(biāo)，指標(biāo)周期進行探討，初步建立陜西省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系。

二、國內(nèi)外研究進展

(一)國外概況

1.美國國家資源清單(national resources inventory)：是一項具有嚴密科學(xué)性和取樣調(diào)查程序的長期多元監(jiān)測計劃，檢測目標(biāo)覆蓋耕地、濕地、牧場、城市與建設(shè)用地，旨在調(diào)查統(tǒng)計土壤、水和其他自然資源的狀況并對其變化趨勢進行評價，為政府制定保護政策、規(guī)劃自然資源項目提供科學(xué)依據(jù)，在美國農(nóng)業(yè)部自然保護局的領(lǐng)導(dǎo)之下，國家資源清單項目得到了約323000個監(jiān)測樣本地塊和844000個監(jiān)測樣本點在土地利用與覆蓋、土壤侵蝕、濕地、生物多樣性、保護措施和相關(guān)資源分布的情況。

2.歐盟土壤環(huán)境評價檢測項目(The Environmental Assessment of Soil for Monitoring Project)：歐盟官方確認當(dāng)前影響歐洲土壤質(zhì)量的八大威脅是侵蝕、有機物含量下降、污染、土壤壓實、土壤鹽漬化、生物多樣性下降、土壤封閉和山體滑坡，此外荒漠化也被看成是對土壤的威脅之一。綜合考慮土壤威脅評價的先后順序、指標(biāo)的適用性、政策目標(biāo)以及歐盟政策背景等方面內(nèi)容，最終從60個候選指標(biāo)中選出九大威脅相關(guān)的前三位指標(biāo)，共27各主要指標(biāo)。

3.加拿大：世界上最早開展耕地土壤質(zhì)量監(jiān)測的國家。由于水土流失(水蝕、風(fēng)蝕)、土壤結(jié)構(gòu)惡化、鹽漬化、酸化等耕地退化問題日趨明顯和嚴重。1989年起，加拿大農(nóng)業(yè)部國家基準(zhǔn)項目中加進了監(jiān)測農(nóng)業(yè)土壤健康狀況變化，同時確定了23個基準(zhǔn)點，構(gòu)成基準(zhǔn)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，其指標(biāo)包括：農(nóng)場歷史、地形條件、土壤顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)性、PH值、土壤持水力、粘土礦物性質(zhì)、總表面積、陽離子代換量等物理化學(xué)性狀指標(biāo)。

(二)國內(nèi)概況

1.耕地土壤監(jiān)測：我國耕地土壤(也叫耕地地力)監(jiān)測工作始于1986年，由全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心負責(zé)管理運行。

2.農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測 我國農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測是對進入農(nóng)業(yè)環(huán)境中的污染物進行經(jīng)常性監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括農(nóng)田大氣監(jiān)測、農(nóng)用水質(zhì)監(jiān)測、農(nóng)田土壤(環(huán)境)監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測，是國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)點的一部分，由農(nóng)業(yè)部主管，具體在農(nóng)業(yè)環(huán)境保護主管部門統(tǒng)一規(guī)劃、組織和協(xié)調(diào)下進行。

3.耕地等級監(jiān)測試點2011年，國土資源部下發(fā)《國土資源部辦公廳關(guān)于開展耕地質(zhì)量等級監(jiān)測試點工作的通知》(國土資廳函[2011]5號)，在全國選擇15個基本農(nóng)田示范縣開展耕地等級監(jiān)測試點工作。

4.2012年發(fā)布《耕地質(zhì)量等別調(diào)查評價與監(jiān)測工作的方案》(國土資廳發(fā)[2012]60號)文件。全國范圍內(nèi)的耕地質(zhì)量監(jiān)測工作逐步進行。

三、影響耕地質(zhì)量的因素分析

耕地質(zhì)量是自然因素和社會經(jīng)濟因素共同綜合作用下形成的支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能力。自然因素是主導(dǎo)耕地質(zhì)量變化的內(nèi)在影響因素，而社會經(jīng)濟因素主要影響耕地的現(xiàn)實生產(chǎn)能力。

(一)陜西省耕地數(shù)量分布情況

截止2015年底，陜西省耕地面積399.82萬hm2,占土地總面積的19.39%,其中，水田15.91萬hm2，占耕地總面積的3.98%，主要分布在漢中市和安康市，榆林無定河和關(guān)中渭河沿岸也有少量分布；水澆地106.01萬hm2，占耕地總面積的26.51%，主要分布在關(guān)中地區(qū)，陜北黃河沿岸也有少量分布；旱地277.90萬hm2,占耕地總面積的69.51%，主要分布在陜南土石山區(qū)、陜北黃土丘陵溝壑區(qū)和陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)。全省3大區(qū)域耕地面積匯總見表1。

表1　全省3大區(qū)域耕地面積匯總表　　　　104hm2

(二)農(nóng)用地分等指標(biāo)分析

根據(jù)農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程(GB/T 28407-2012),陜西省農(nóng)用地分等指標(biāo)包括有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、土壤鹽漬化程度、土壤有機質(zhì)含量、灌溉保證率、灌溉水源、土壤剖面構(gòu)型、土壤侵蝕程度、排水條件、地形坡度、地表巖石露頭度、PH值、土壤剖面構(gòu)型共13個指導(dǎo)性指標(biāo)。全省各指標(biāo)區(qū)所選取的耕地分等因素具體見表2。

表2　陜西省耕地分等各指標(biāo)區(qū)采用的分等因素

(三)自然因素指標(biāo)的選取。自然因素直接影響作物的生長發(fā)育,對糧食產(chǎn)量起決定性作用。耕地自然條件的優(yōu)劣可以通過氣候因素、地形因素、水文地質(zhì)因素、植被因素來表示。

1.氣候因素。氣候資源是耕地資源的重要組成要素，主要是指地球表面10-12KM的對流層，即與地球表面產(chǎn)生直接水熱交換的大氣層。大氣中光、溫、水、風(fēng)等幾個方面對耕地質(zhì)量產(chǎn)生影響。光能是綠色植物進行光合作用和生物運動發(fā)展的主要能源。水分狀況主要是指降水量，一個地區(qū)降水多少、降水的季節(jié)分配、降水強度、降水變率等都直接影響耕地的生產(chǎn)潛力和耕地的利用方式。

2.地形因素。地形影響地表能量和物質(zhì)的再分配地形主要通過海拔和坡向影響太陽輻射和降水的再分配，積溫隨著而海拔的升高而減少；降水量首先隨著海拔的升高而增多，到一定高度后達到極大值，之后又隨海拔的升高而減少。在小的區(qū)域，由于地勢的高、低、陡、緩的起伏而形成的各個地段稱為地貌部位或地貌形態(tài)組合單元。地貌部位的差異首先是對地表水的排蓄狀況、潛水的流動性和深埋等有重要影響；其次是引起外動力地質(zhì)地貌過程的作用方式、強度和物質(zhì)遷移狀況的差異；再次是引起成土母質(zhì)的類型及其礦物成分和化學(xué)成分等的變異。

3.水文地質(zhì)因素。水文地質(zhì)因素指水文和水文地質(zhì)因素。水文狀況包括水量和水質(zhì)，水資源的污染也會影響到耕地質(zhì)量。水文地質(zhì)是指地下水狀況、潛水埋深、潛水礦化度以及水的補給和排水狀況。

4.植被因素。植被具有調(diào)節(jié)氣候、增加降水蓄水、保持水土、改良土壤、防風(fēng)固沙、凈化空氣、減弱風(fēng)力的作用。

(四)社會經(jīng)濟因素

社會經(jīng)濟因素通過人對耕地的投入與管理改變耕地自然性狀而作用于耕地質(zhì)量。在我國普遍存在土壤肥力以城鎮(zhèn)居民點為中心,呈同心圓式分布,越向中心肥力越高的分布規(guī)律;同時良好的社會經(jīng)濟條件有利于農(nóng)田基本設(shè)施建設(shè),有效調(diào)節(jié)不確定氣候因素及地形地貌因素對耕地生產(chǎn)能力的影響。

四、耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系的建立

(一)指標(biāo)的選取

耕地質(zhì)量的實質(zhì)是耕地生產(chǎn)能力與耕地生態(tài)質(zhì)量因素的綜合反映。參照農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程(GB/T28407-2012)，以陜西省農(nóng)用地分等成果為依托,充分分析耕地質(zhì)量影響因素,篩選出在一定時間內(nèi)存在變化且對影響耕地質(zhì)量及其產(chǎn)能的主要自然因素、社會經(jīng)濟因素作為監(jiān)測指標(biāo),構(gòu)建陜西省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)(見表3)。

表3　陜西省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)

(二)指標(biāo)監(jiān)測周期的確定

耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)應(yīng)能全面地反映自然、社會經(jīng)濟、環(huán)境健康等影響耕地質(zhì)量的因素。不同類別的耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)，其性質(zhì)變化具有不同的時間尺度。依據(jù)耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)，按照其時間變化尺度，可劃分為穩(wěn)定因素、相對穩(wěn)定因素和易變因素三類(見表4)。不同的監(jiān)測層次或不同的監(jiān)測尺度，其耕地利用監(jiān)測目標(biāo)、方法及內(nèi)容具有明顯的差異，因此監(jiān)測周期應(yīng)于監(jiān)測工作的層次與空間尺度相協(xié)調(diào)。對未經(jīng)土地整治工程等重大人為干擾的存量耕地，指標(biāo)監(jiān)測周期依據(jù)其穩(wěn)定性確定;對進行土地整治、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利建設(shè)等重大工程改造過的耕地，進行一年一次的定期監(jiān)測；因不可預(yù)見的自然、人為破壞等引起質(zhì)量突變的耕地，在災(zāi)害和破壞行為發(fā)生時即時監(jiān)測。

表4　陜西省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系

(三)指標(biāo)數(shù)據(jù)來源。耕地質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測的資料來源一般有兩種形式：一種是遙感資料、一種是定位監(jiān)測資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達910km左右，從而，可及時獲取大范圍的信息。遙感獲取信息的速度快、周期短，獲取信息受條件限制少，獲取信息的手段多、信息量大。兩種監(jiān)測資料相結(jié)合,每個監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)嚴格按照國家制定的《農(nóng)用地質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測規(guī)程》中的技術(shù)規(guī)范或參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。土壤因素中的指標(biāo)數(shù)據(jù)等可從最新的農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫中查找。

五、結(jié)論

本研究在對影響耕地質(zhì)量因素理論分析的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)外耕地質(zhì)量監(jiān)測相關(guān)的監(jiān)測體系經(jīng)驗和陜西省耕地質(zhì)量分等因素，構(gòu)建陜西省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系研究。監(jiān)測指標(biāo)包括自然因素、社會因素和環(huán)境因素等指標(biāo)。建立一個綜合的耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系。

本研究僅僅從指標(biāo)選取、監(jiān)測周期和數(shù)據(jù)來源方面進行探討，并沒有對各個指標(biāo)的精確度、指標(biāo)評價閾值方面考慮，存在一定的局限性。今后應(yīng)深入從指標(biāo)閾值、3S技術(shù)方面對耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系引導(dǎo)方面做研究。