多因素分析研究篩選耕地質(zhì)量限制因素
——以河南省濮陽縣為例

樂志軍 徐永良

(河南省資源環(huán)境調(diào)查四院，河南 鄭州 450000)

引言

耕地是最寶貴的農(nóng)業(yè)資源和重要的生產(chǎn)要素，是生產(chǎn)糧食的載體[1]。耕地質(zhì)量關(guān)乎國家的糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品安全以及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全，提升耕地質(zhì)量是有效促進(jìn)糧食生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要手段[2]。我國城市化進(jìn)程持續(xù)加快發(fā)展，隨之而來耕地面積則逐漸減少，其中更是占用了大量的優(yōu)質(zhì)耕地，加上出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境污染問題以及其他人類工程活動，使得我國耕地質(zhì)量總體維持中等偏下水平[3-5]，因此，在有限的耕地資源現(xiàn)狀下，提高耕地質(zhì)量從而保障糧食和農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量迫在眉睫[6]。

近年來，雖然我國政府陸續(xù)出臺了眾多的保護(hù)耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量的政策，也實(shí)施了眾多的整治工程、提升改造工程，但在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展過中由于基礎(chǔ)設(shè)施、廠房建筑和居民住宅等建設(shè)時(shí)占用了大量的耕地，導(dǎo)致我國耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量負(fù)載現(xiàn)象依然存在[7，8]。尤其是實(shí)施的整治工程，往往地理位置相對偏僻、整治后的耕地質(zhì)量低等，這些都導(dǎo)致了我國耕地質(zhì)量呈現(xiàn)了下降趨勢。因此，必須通過高質(zhì)量實(shí)施整治工程及質(zhì)量保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)真正意義的耕地質(zhì)量“占補(bǔ)平衡”[9，10]，使耕地朝著“優(yōu)質(zhì)、集中、連片”的方向發(fā)展。因此，分析研究并查明耕地質(zhì)量的限制因素就有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以濮陽縣為研究對象，以濮陽縣農(nóng)用地分等成果、第三次國土調(diào)查成果以及野外調(diào)查數(shù)據(jù)補(bǔ)充為基礎(chǔ)，研究耕地質(zhì)量主導(dǎo)限制因素。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

研究區(qū)為河南省濮陽市濮陽縣，位于河南省的東北部，黃河從其西南邊界處穿過，處于河南省及山東省的交界處。濮陽縣東西長48km，南北寬36km，行政區(qū)劃包括11個(gè)鎮(zhèn)、9個(gè)鄉(xiāng)，共995個(gè)行政村，11個(gè)居委會，總面積1382km2。

1.2 分地類耕地?cái)?shù)量分布

2021年濮陽縣全縣耕地總面積為98008.27hm2，其中水田面積為11836.03hm2，占全縣耕地總面積的12.1%，水澆地面積為86172.24hm2，占全縣耕地總面積的87.9%。濮陽縣耕地沒有旱地。

1.3 耕地質(zhì)量等級

濮陽縣耕地質(zhì)量國家利用等別主要分布在5等、6等、7等、8等，高于全國平均等別，其中6等和7等耕地最多，分別為50188.95hm2和35553.58hm2，占濮陽縣全部耕地的51.2%和36.3%，其次為7等耕地，為10405.12hm2，占濮陽縣全部耕地的10.6%，5等耕地最少，為1860.62hm2，占濮陽縣全部耕地的1.9%。濮陽縣耕地質(zhì)量等別基本服從正態(tài)分布規(guī)律，主要集中在6等和7等，見表1。

表1 濮陽縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地質(zhì)量國家利用等別

2 研究區(qū)耕地質(zhì)量保護(hù)限制因素選取

2.1 耕地質(zhì)量限制因素識別

依據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》(GB/T 28407-2012)，以及濮陽縣的標(biāo)準(zhǔn)耕地制度，從耕地的自然本底條件和建設(shè)條件2個(gè)方面[11-13]，分別選擇表層土壤質(zhì)地、鹽漬化程度、剖面構(gòu)型、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤酸堿度、排水條件、灌溉保證率共7個(gè)因素綜合分析[14]。

2.2 耕地限制因素理想值得確定

為了更加科學(xué)地確定研究區(qū)內(nèi)耕地限制因素理想值，選取河南濮陽平原區(qū)耕地限制因素的平均水平作為本次研究的參考分值，并且根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整相關(guān)限制因素的分值，不人為夸大或者忽略某一限制因素，以便更合理地評價(jià)研究區(qū)耕地質(zhì)量水平。見表2、表3。

表2 濮陽縣耕地各分等因素理想值

表3 豫東北低洼平原區(qū)指定作物-分等因素-質(zhì)量分記分表

3 限制因素限制程度測算

3.1 限制因素測算模型選定

為了科學(xué)地分析及測算研究區(qū)耕地質(zhì)量限制因素的限制程度，本次選擇的測算模型為“限制性指數(shù)”。該模型的測算原理是將選定的7種可能影響研究區(qū)耕地質(zhì)量的限制因素，對其現(xiàn)行實(shí)際的農(nóng)用地分等數(shù)值與濮陽平原區(qū)域內(nèi)耕地的平均數(shù)值(理想數(shù)值)進(jìn)行對比，實(shí)際值與理想值的差額占理想值的百分比大小則反映出選定的該類限制因素的限制程度大小[15]?！跋拗菩灾笖?shù)”模型公式見式(1)～(3)：

(1)

(2)

(3)

式中，Lik為選定評價(jià)限制因素測算出的限制程度；Rik為選定評價(jià)限制因素等指數(shù)理想值；rik為選定評價(jià)限制因素等指數(shù)實(shí)際值；wjk為選定評價(jià)限制因素權(quán)重；Fijk為選定評價(jià)限制因素理想值；fijk為選定評價(jià)限制因素實(shí)際值；αj為選定評價(jià)地塊耕地的生產(chǎn)潛力指數(shù)；βj為選定評價(jià)地塊的產(chǎn)量比系數(shù)；k為選定評價(jià)地塊限制因素編號。Wjk和αj、βj的取值見表4、表5。

表4 濮陽縣冬小麥和夏玉米的生產(chǎn)潛力指數(shù)表

表5 濮陽縣農(nóng)用地分等因素權(quán)重統(tǒng)計(jì)表

3.2 限制因素限制程度測算結(jié)果分析

將各參數(shù)值代入公式計(jì)算，得出選定的7個(gè)限制因素的限制程度值，其值越大，表示評價(jià)的限制因素其限制程度越高。采用應(yīng)用等距法，將限制程度劃分為4個(gè)級別，即無限制、輕度限制、中度限制和重度限制，見表6。

表6 限制因素的限制程度劃分表

3.2.1 表層土壤質(zhì)地限制程度

通過測算，濮陽縣耕地表層土壤質(zhì)地的限制程度為無和輕度2種程度，沒有中度和重度，其中限制程度為無的耕地占比較大，共有圖斑18837塊，面積為89097.66hm2，占全縣耕地總面積的90.9%；限制程度為輕度的耕地占比較小，共有圖斑2107塊，面積為8910.61hm2，占全縣耕地總面積的9.1%。即濮陽縣耕地的表層土壤質(zhì)地條件好，對耕地質(zhì)量不造成影響。見表7、圖1。

圖1 濮陽縣表層土壤質(zhì)地限制程度分布圖

表7 濮陽縣表層土壤質(zhì)地限制程度情況表

3.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量限制程度

通過測算，濮陽縣土壤有機(jī)質(zhì)含量的限制程度為輕度和中度，沒有無和重度。其中限制程度為中度的耕地面積為57043.57hm2，占全縣耕地總面積的58.2%，共有圖斑12594塊，主要分布在濮陽縣中部、西部和西南部。限制程度為輕度的耕地面積為40964.70hm2，占全縣耕地總面積的41.8%，共有圖斑8350塊，主要分布在濮陽縣東部、中北部和中南部。即濮陽縣耕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量條件較差，是濮陽縣耕地的重要限制因素，對耕地質(zhì)量影響較大。見表8、圖2。

圖2 濮陽縣土壤有機(jī)質(zhì)含量限制程度分布圖

表8 濮陽縣土壤有機(jī)質(zhì)含量限制程度情況表

3.2.3 土壤酸堿度限制程度

通過測算，濮陽縣土壤酸堿度限制程度為無和輕度，沒有中度和重度。其中輕度限制的耕地面積為53562.52hm2，占全縣耕地總面積的54.7%，共有圖斑11596塊，主要分布在東南部、南部和中北部。限制程度為無的耕地面積為44445.75hm2，占全縣耕地總面積的45.3%，共有圖斑9348塊，主要分布在西部和東部，中部和南部有零星分布。即濮陽縣土壤酸堿度的整體條件較好，對耕地質(zhì)量影響較小。見表9、圖3。

圖3 濮陽縣土壤酸堿度限制程度分布圖

表9 濮陽縣土壤酸堿度限制程度情況表

3.2.4 灌溉保證率限制程度

通過測算，濮陽縣耕地灌溉保證率的限制程度為無和輕度，沒有中度和重度。其中限制程度為無的耕地，面積為97457.86hm2，占全縣耕地總面積的99.4%，共有圖斑20801塊。限制程度為無的耕地面積為550.41hm2，僅占全縣耕地總面積的0.6%，只有圖斑143塊。即濮陽縣灌溉保證率非常高，灌溉水源有極好的保障，對耕地質(zhì)量不造成影響。見圖4、表10。

圖4 濮陽縣灌溉保證率限制程度分布圖

表10 濮陽縣灌溉保證率限制程度情況表

從圖4可看出，濮陽縣灌溉保證率僅在東部的王稱堌鄉(xiāng)和戶部寨鄉(xiāng)有少量的輕度限制區(qū)，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)以無限制。

3.2.5 鹽漬化程度限制程度

通過測算，濮陽縣耕地鹽漬化程度的限制程度為無和輕度，沒有中度和重度限制。限制程度為輕度的耕地面積為80798.59hm2，占全縣平原耕地總面積的82.4%，共有圖斑17136塊。限制程度為無的耕地面積為17209.68hm2，占全縣耕地總面積的17.6%，共有圖斑3808塊。即濮陽縣耕地土壤受到鹽漬化影響，但影響程度不大。見表11、圖5。

圖5 濮陽縣鹽漬化程度限制程度分布圖

表11 濮陽縣鹽漬化程度限制程度情況表

從圖5可以看出，濮陽縣耕地土壤受鹽漬化影響區(qū)域主要分布在中部、南部、西部和東部，限制程度為輕度；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)限制程度以無為主，局部地塊為輕度限制。

3.2.6 排水條件限制程度

經(jīng)測算，濮陽縣耕地排水條件的限制程度為無和輕度，沒有中度和重度限制。其中限制程度為無的耕地面積為56565.75hm2，占全縣平原耕地總面積的57.7%，共有圖斑11780塊。限制程度為輕度的耕地面積為41442.52hm2，占全縣平原耕地總面積的42.3%，共有圖斑9164塊。即濮陽縣耕地排水條件整體較好，對耕地質(zhì)量影響較小。見表12、圖6。

圖6 濮陽縣排水條件限制程度分布圖

表12 濮陽縣排水條件限制程度情況表

從圖6可以看出，濮陽縣耕地排水條件受限制的區(qū)域主要分布在南部和中部，限制程度為輕度；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)限制程度以無為主，局部地塊受輕度限制。

3.2.7 剖面構(gòu)型限制程度

經(jīng)測算，濮陽縣耕地剖面構(gòu)型的限制程度包括無、輕度和中度限制，沒有重度限制。限制程度為輕度的耕地面積占比最大，面積為46698.36hm2，占全縣平原耕地總面積的47.7%，共有圖斑9314塊。其次是中度限制程度，面積為39654.26hm2，占全縣平原耕地總面積的40.4%，共有圖斑8400塊。限制程度為無的耕地面積為11655.65hm2，占全縣平原耕地總面積的11.9%，共有3230塊。即濮陽縣耕地剖面構(gòu)型的整體條件較差，將近88%的耕地受到了限制，而且是集中連片分布，剖面構(gòu)型是濮陽縣耕地的重要限制因素，對耕地質(zhì)量影響較大。見表13、圖7。

圖7 濮陽縣剖面構(gòu)型限制程度分布圖

表13 濮陽縣剖面構(gòu)型限制程度情況表

從圖7可以看出，濮陽縣耕地受剖面構(gòu)型限制的區(qū)域分布在除了東北部和西北部的范圍之外，并且輕度限制區(qū)域主要分布在中部、北部和南部，中等限制區(qū)域主要分布在西部、東部和南部。

4 主導(dǎo)限制因素分析

濮陽縣耕地7種限制因素的限制程度測算結(jié)果見表14。

表14 濮陽縣耕地質(zhì)量限制因素的限制程度測算結(jié)果表

從表14可以看出，表層土壤質(zhì)地和灌溉保證率的限制程度以無限制為主，少量地塊為輕度限制，即濮陽縣耕地表層土壤質(zhì)地和灌溉保證率整體條件好，對耕地質(zhì)量不造成影響；土壤酸堿度和排水條件的限制程度包括無限制和輕度限制，并且2個(gè)程度占比相當(dāng)，沒有中度和重度限制，即濮陽縣耕地土壤酸堿度和排水條件整體條件較好，對耕地質(zhì)量影響較小；鹽漬化程度的限制程度以輕度限制為主，受鹽漬化影響的耕地面積比率達(dá)82.4%，僅局部地段未受鹽漬化影響，即濮陽縣耕地鹽漬化整體條件一般，廣泛受到鹽漬化影響，影響程度較輕；土壤有機(jī)質(zhì)含量的限制程度全部為輕度和中度，其中中度限制耕地面積比率達(dá)58.2%，而土壤剖面構(gòu)型的限制程度以輕度和中度為主，僅少量地塊為無限制，輕度和中度限制耕地面積比率達(dá)82.4%，并且中度占比超過了40%，即濮陽縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤剖面構(gòu)型整體條件較差，對耕地質(zhì)量影響較大。

綜上所述，濮陽縣耕地質(zhì)量主導(dǎo)限制因素為土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤剖面構(gòu)型，并且這兩項(xiàng)限制因素對耕地質(zhì)量影響較大。

5 結(jié)論

本文以地類圖斑為研究尺度，從而科學(xué)構(gòu)建耕地質(zhì)量等級評價(jià)指標(biāo)體系，對濮陽縣耕地質(zhì)量現(xiàn)狀、限制因素、限制程度進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究[16]。通過本次研究，可以發(fā)現(xiàn)濮陽縣耕地質(zhì)量條件總體較好，耕地限制因素的限制程度主要為輕度限制和中度限制，其中，輕度限制共有4種限制因素，即表層土壤質(zhì)地、土壤酸堿度、灌溉保證率和耕地排水條件和鹽漬化程度，但鹽漬化現(xiàn)象較普遍，即濮陽縣耕地表層土壤質(zhì)地和灌溉保證率條件整體好，濮土壤酸堿度和排水條件整體較好，而鹽漬化整體條件一般，耕地廣泛受到鹽漬化影響，但影響較輕；中度限制程度共有2種限制因素，即剖面構(gòu)型和土壤有機(jī)質(zhì)含量，并且中度限制耕地面積比率較高，即濮陽縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量和剖面構(gòu)型整體條件較差，對耕地質(zhì)量影響較大。

綜上分析，確定濮陽縣耕地主導(dǎo)限制因素為土壤有機(jī)質(zhì)含量和剖面構(gòu)型，對耕地質(zhì)量影響較大，其他限制因素限制程度較輕，對耕地質(zhì)量不造成影響或者影響較輕。