耕地質(zhì)量等級(jí)監(jiān)測(cè)技術(shù)與方法探討

向?yàn)樗? 周昌剛 王璐

摘 要：土地資源的質(zhì)量及數(shù)量并重管控，對(duì)國(guó)家糧食安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要作用，加強(qiáng)耕地質(zhì)量等級(jí)監(jiān)控可以揭示國(guó)家耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)整特點(diǎn)，從而更好并重管控土地資源質(zhì)量及數(shù)量。本文以某土地資源質(zhì)量等級(jí)監(jiān)測(cè)工作為研究對(duì)象，在介紹相關(guān)技術(shù)的前提下，指出了該項(xiàng)任務(wù)的技術(shù)難點(diǎn)、操作重心和可能優(yōu)化的方面，希望為全面做好耕地質(zhì)量等級(jí)測(cè)量工作帶來(lái)技術(shù)支撐及理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：土地資源；質(zhì)量等級(jí)；監(jiān)測(cè)方法；分析

近些年，國(guó)家對(duì)于耕地保護(hù)引起了高度重視，為更好促進(jìn)耕地管理，從簡(jiǎn)單的數(shù)量管理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)量和質(zhì)量并重管控。在全面進(jìn)行耕地質(zhì)量等級(jí)測(cè)量工作時(shí)，詳細(xì)了解年度內(nèi)土地資源現(xiàn)狀改變與耕地質(zhì)量等級(jí)改變狀況，為土地管理提供服務(wù)，給建立相應(yīng)的耕地保護(hù)制度帶來(lái)依據(jù)，提高耕地管理質(zhì)量。

1 耕地質(zhì)量級(jí)別測(cè)定的意義

1.1保證國(guó)家社會(huì)糧食安全

當(dāng)前，我國(guó)依舊處于工業(yè)化、城市化快速發(fā)展的階段，人地矛盾明顯，為保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，土地資源無(wú)法避免的會(huì)被利用。現(xiàn)如今，在耕地?cái)?shù)量不斷縮減的環(huán)境下，考慮到耕地質(zhì)量改變?cè)斐傻母卮媪繐p失，保障土地資源質(zhì)量，改變耕地使用方法，加大耕地產(chǎn)量與生產(chǎn)能力等，對(duì)確保社會(huì)糧食安全及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量是非常關(guān)鍵的，而耕地質(zhì)量級(jí)別監(jiān)測(cè)為滿(mǎn)足上述要求奠定良好基礎(chǔ)。

1.2促進(jìn)土地資源質(zhì)量動(dòng)態(tài)測(cè)量與信息化管理

基于年度土地調(diào)整調(diào)查，通過(guò)進(jìn)行耕地質(zhì)量級(jí)別測(cè)量，及時(shí)調(diào)研評(píng)估耕地質(zhì)量，及時(shí)更新信息。結(jié)合耕地遙感測(cè)量“一張圖”與整體監(jiān)控系統(tǒng)，采用耕地質(zhì)量調(diào)整評(píng)估等結(jié)果，逐漸創(chuàng)建完善的土地資源質(zhì)量測(cè)量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，注重對(duì)耕地質(zhì)量調(diào)整狀況的檢測(cè)，便于及時(shí)預(yù)警，增強(qiáng)耕地保護(hù)全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理。

2 某耕地質(zhì)量級(jí)別監(jiān)測(cè)方式

2.1耕地質(zhì)量級(jí)別監(jiān)測(cè)方法路線(xiàn)和監(jiān)測(cè)時(shí)間

耕地質(zhì)量級(jí)別監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是基于年度內(nèi)土地資源增多、縮減與建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)地區(qū)耕地質(zhì)量級(jí)別與整體生產(chǎn)水平提高的重要技術(shù)路線(xiàn)是管理縮減的土地資源，要削減低質(zhì)土地；要多擴(kuò)大耕地，擴(kuò)大的耕地主要保證高；通過(guò)耕地修建不斷提高耕地質(zhì)量級(jí)別，基本技術(shù)路線(xiàn)見(jiàn)圖1。

結(jié)合對(duì)耕地質(zhì)量級(jí)別更新測(cè)定范圍與程度差異，監(jiān)測(cè)時(shí)間分為三大類(lèi)：定時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)地區(qū)范圍內(nèi)造成耕地質(zhì)量級(jí)別改變的各種指標(biāo)展開(kāi)綜合監(jiān)測(cè)評(píng)估，三年監(jiān)測(cè)一次；及時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)評(píng)估“增、減、建”階段由于各種項(xiàng)目措施造成的耕地質(zhì)量級(jí)別更新的各項(xiàng)指標(biāo)，一年監(jiān)測(cè)一次；即時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)評(píng)估由于不可預(yù)測(cè)的自然、人為損壞等因素造成的耕地質(zhì)量級(jí)別出現(xiàn)變化的各項(xiàng)指標(biāo)，只在對(duì)耕地級(jí)別監(jiān)測(cè)信息庫(kù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)監(jiān)測(cè)一次。

2.2監(jiān)測(cè)信息采集辦法

2.2.1開(kāi)挖土地剖面。對(duì)普通的土地資源，土地剖面的尺寸要求是長(zhǎng)1.5米、寬1米、深1.2米，針對(duì)鹽漬土壤要挖至地下水層。開(kāi)挖土地剖面時(shí)，要注意如下幾點(diǎn)內(nèi)容：觀(guān)察面要朝陽(yáng)，便于觀(guān)察；底土與表層土要分類(lèi)堆放，便于填坑時(shí)更好復(fù)原；觀(guān)察面頂部不能堆土和隨意走動(dòng)，避免損壞表層構(gòu)造，影響剖面外形的描述與采樣；剖面處理好后應(yīng)立即修正，一側(cè)修成光面，便于監(jiān)測(cè)顏色、新生體等，一側(cè)修成粗糙毛面，便于監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)。

2.2.2剖面圖片與景觀(guān)圖片拍照。剖面圖片拍照要求是，剖面上部必須處理平整，通過(guò)平頭鏟鏟平；標(biāo)尺集中放于剖面左側(cè)，必須垂直設(shè)置；上端裸露少量空間，令剖面不會(huì)頂格全部畫(huà)面，能夠設(shè)置田間好；底部應(yīng)到基巖或是最少1.2米左右；剖面處理一些毛面，但僅占剖面整個(gè)寬度的三分之一左右，要防止較大刀痕；拍攝時(shí)鏡頭應(yīng)與剖面中心相垂直，防止各部分占比失調(diào)。景觀(guān)圖片拍攝需要其圖片包含一定范圍，并非是局部；可以體現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處于的地形環(huán)境和地貌特點(diǎn)；可以體現(xiàn)樣地和周?chē)恋厥褂脿顩r以及農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)狀況。

2.2.3土壤樣品收集、存儲(chǔ)和化驗(yàn)研究。剖面土樣收集適合以新挖剖面為主，盡可能不采道路和溝槽切面等天然剖面。為避免頂層土壤物質(zhì)掉落而影響底部土壤，要“從下至上”收集樣本。土樣以布袋和密封塑料袋承載，每層的取樣量為1-1.5千克。在一個(gè)土層中，盡量與上、下土層維持一定的距離，不小于2毫米，在整個(gè)土層中均勻收集。表層土樣的收集深度不超過(guò)20厘米。收集微量元素、金屬物質(zhì)以及有機(jī)污染物的試樣，要選用合適的取樣工具，避免樣本受到影響。所有樣本的布袋與塑料袋內(nèi)袋均要設(shè)置標(biāo)簽，通過(guò)鉛筆和防水記號(hào)筆記錄剖面好、土壤種類(lèi)、取樣土層與取樣深度、時(shí)間、地址以及取樣人姓名等信息。為探究剖面屬性的面上變化，需要采取鉆孔調(diào)查及采用方法，在保持和剖面點(diǎn)適當(dāng)距離的統(tǒng)一性范圍內(nèi)收集十個(gè)隨機(jī)土樣，混合后采取四分法組成1千克土樣。

3 監(jiān)測(cè)技術(shù)的難點(diǎn)分析

3.1耕地質(zhì)量級(jí)別劃分的技術(shù)及辦法

土地資源質(zhì)量級(jí)別測(cè)定必須要分類(lèi)監(jiān)測(cè)各種耕地等級(jí)調(diào)整類(lèi)型，但當(dāng)前并無(wú)耕地質(zhì)量劃分的技術(shù)及規(guī)范。在調(diào)查土地資源數(shù)量時(shí)，占、毀、調(diào)、退屬于耕地?cái)?shù)量改變的四種重要類(lèi)型。分類(lèi)探究土地資源質(zhì)量，關(guān)鍵是分類(lèi)土地資源等級(jí)更新，按照耕地等級(jí)更新類(lèi)別選取耕地等級(jí)調(diào)整測(cè)定的“因素-因子-指標(biāo)”，這是科學(xué)測(cè)定土地資源等級(jí)改變的前提條件，需要?jiǎng)?chuàng)建全國(guó)與地區(qū)的土地資源等級(jí)調(diào)整劃分的技術(shù)規(guī)范。

3.2一般土地使用調(diào)查方法在耕地級(jí)別調(diào)整中的再開(kāi)發(fā)與集成利用

在土地使用調(diào)查中大多采取地表調(diào)查方式、RS技術(shù)與分析化驗(yàn)方法，用于耕地等級(jí)調(diào)整測(cè)定中要展開(kāi)特殊目的的繼續(xù)開(kāi)發(fā)與基層，方可有效迎合迅速精準(zhǔn)的測(cè)定地區(qū)耕地等級(jí)調(diào)整的需求。

4 有關(guān)試點(diǎn)工作的探索

4.1重點(diǎn)體現(xiàn)耕地質(zhì)量的測(cè)定

經(jīng)開(kāi)發(fā)整理、重建園地上坡土地等途徑擴(kuò)大耕地，就是這項(xiàng)工作的主要測(cè)定對(duì)象，添加耕地?cái)?shù)量很多，但其質(zhì)量上升工作還沒(méi)有及時(shí)跟上，重點(diǎn)表現(xiàn)為盡管基礎(chǔ)設(shè)施已大致完成，但當(dāng)前新增土地資源使用率較低，土壤結(jié)構(gòu)與植物不好，水土流失等安全風(fēng)險(xiǎn)加大，所以，對(duì)其質(zhì)量的測(cè)定非常重要。另外，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間以來(lái)土地資源受到人口數(shù)量增多的影響，使用強(qiáng)度較大，但是土壤配肥任務(wù)比較落后，造成耕地質(zhì)量降低。其中，主要表現(xiàn)出關(guān)鍵養(yǎng)分指標(biāo)不斷下降且均衡性不高，土壤物理結(jié)構(gòu)出現(xiàn)衰退，農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)條件不斷惡化，糧食產(chǎn)量的增加受到較大影響，這種耕地質(zhì)量也要重點(diǎn)測(cè)定。另外，工業(yè)化、城鄉(xiāng)化等居民活動(dòng)進(jìn)程快速所引起的土壤污染與退化，造成農(nóng)作物的產(chǎn)能及品質(zhì)下降，這種問(wèn)題也要納入監(jiān)測(cè)范圍，創(chuàng)建基礎(chǔ)信息庫(kù)。

4.2縣域內(nèi)測(cè)定指標(biāo)的選擇

自然質(zhì)量分的運(yùn)算前提是“立地條件”、“土壤環(huán)境”以及“土壤管理效果”等，這是耕地質(zhì)量級(jí)別評(píng)價(jià)的最重要部分，而參數(shù)的篩選是否科學(xué)將在一定程度上影響最后的評(píng)估結(jié)構(gòu)。在自然質(zhì)量分運(yùn)算要素中，剖面結(jié)構(gòu)和土層厚度均占有很高權(quán)重，這類(lèi)指標(biāo)可以在一定程度上體現(xiàn)土地質(zhì)量的好壞，但是，卻難以靈活體現(xiàn)耕地質(zhì)量的改變。土層厚度和土壤剖面結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)時(shí)間地質(zhì)過(guò)程和耕種環(huán)境下產(chǎn)生，是比較穩(wěn)定的，針對(duì)耕地土壤來(lái)說(shuō)，農(nóng)產(chǎn)品根系生長(zhǎng)重點(diǎn)在耕作層，大概0-20厘米，大量開(kāi)挖1.5-2米深的土壤結(jié)構(gòu)不一定有更大的科學(xué)作用與參考價(jià)值，同時(shí)還會(huì)耗損大量人力與物力，大幅度加大工作難度。

4.3深入深究迅速監(jiān)測(cè)和全面監(jiān)測(cè)相統(tǒng)一的辦法

自然質(zhì)量分運(yùn)算包括“因素法”與“樣地法”，具體操作中常采取“因素法”?！耙蛩胤ā钡倪\(yùn)算前提是“立地條件”、“土壤環(huán)境”以及土壤管理效果等多種因素指標(biāo)。這類(lèi)指標(biāo)能夠比較全面的體現(xiàn)耕地質(zhì)量級(jí)別情況，但這類(lèi)指標(biāo)信息的采集卻要消耗大量人力與物力，難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定。而且，有些指標(biāo)是在長(zhǎng)時(shí)間地質(zhì)過(guò)程與耕種環(huán)境下出現(xiàn)的，在無(wú)更大的自然和人為因素影響時(shí)是比較穩(wěn)定的，能夠在第一次采集基礎(chǔ)信息后削弱對(duì)它們的及時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定。

綜上所述，近些年，國(guó)內(nèi)外均有針對(duì)耕地質(zhì)量的迅速動(dòng)態(tài)測(cè)定評(píng)估探究，主要是采用遙感技術(shù)、GIS系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)等技術(shù)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)提升了空間數(shù)據(jù)采集的現(xiàn)實(shí)性，提升耕地質(zhì)量測(cè)定的時(shí)效性。文本通過(guò)分析某市耕地質(zhì)量級(jí)別測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，能夠采取簡(jiǎn)化指標(biāo)系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)致耕地質(zhì)量調(diào)整的因素實(shí)現(xiàn)迅速預(yù)警式測(cè)定。對(duì)于該城市，能夠采取數(shù)學(xué)方法從各種測(cè)定指標(biāo)中選擇出能夠體現(xiàn)縣域土地質(zhì)量調(diào)整的部分易測(cè)定指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]完善耕地質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn).夯實(shí)國(guó)家糧食安全基礎(chǔ)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2017（02）：36.

[2]高星.耕地質(zhì)量等級(jí)提升的土地整治項(xiàng)目設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2016.

[3]陶崇鑫，萬(wàn)婷.基于耕地質(zhì)量等級(jí)監(jiān)測(cè)的新疆阿勒泰市耕地質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化研究[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2015，26（06）：29-31+8.

[4]王佳寧，孔祥斌，張青璞，劉炎.基于農(nóng)用地分等的縣級(jí)耕地質(zhì)量等級(jí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)選取方法——以?xún)?nèi)蒙古達(dá)拉特旗為例[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，20（03）：175-187.

作者簡(jiǎn)介：

向?yàn)樗桑?991-），男，湖北黃石人，項(xiàng)目經(jīng)理，本科，研究方向：土地評(píng)估與監(jiān)測(cè)。

王璐（1976-），女，河北石家莊人，副教授，理學(xué)博士學(xué)位，研究方向：土地資源、遙感與地理信息系統(tǒng)。