左華貴 黃勝自 黃慶裕

摘要? ? 本研究在野外調(diào)查和室內(nèi)化驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，利用測(cè)土配方施肥項(xiàng)目所獲得的數(shù)據(jù)，篩選出有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、pH值、土壤質(zhì)地、成土母質(zhì)、耕層厚度、障礙因素、農(nóng)田建設(shè)、灌溉能力等10個(gè)評(píng)價(jià)因子，組成昭平縣耕地評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用GIS對(duì)耕地地力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將昭平縣14 173.9 hm2耕地地力分為7個(gè)等級(jí)。實(shí)踐表明，以“3S”技術(shù)進(jìn)行耕地地力評(píng)價(jià)能準(zhǔn)確地反映耕地地力狀況，對(duì)耕地的高效、可持續(xù)利用具有重要意義。

關(guān)鍵詞? ? 耕地地力;評(píng)價(jià)體系;“3S”技術(shù);廣西昭平

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的寶貴資源，是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，耕地地力的優(yōu)劣直接影響其生產(chǎn)能力。昭平縣地處桂東，是一個(gè)“九山半水半分田”的山區(qū)縣，屬桂中氣候帶，境內(nèi)地形地貌復(fù)雜，轄12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，159個(gè)村（街），農(nóng)業(yè)人口37.59萬人，縣面積達(dá)327 300 hm2，僅有耕地14 173.9 hm2，且分布零散、地力變化大，人多地少矛盾突出，進(jìn)行耕地地力評(píng)價(jià)顯得尤為重要。

傳統(tǒng)的耕地質(zhì)量調(diào)查和評(píng)價(jià)方法得到的只是點(diǎn)上的數(shù)據(jù)信息，不能全面反映整個(gè)區(qū)域內(nèi)土壤養(yǎng)分和土體結(jié)構(gòu)等的空間差異及變化，應(yīng)用“3S”技術(shù)將RS、GIS、GPS 3種獨(dú)立技術(shù)領(lǐng)域中的有關(guān)部分有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)耕地資源信息的快速采集和處理，為耕地地力評(píng)價(jià)提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)信息資料和決策支持，特別是利用GIS強(qiáng)大的空間分析和圖形編輯功能，直觀、高效、準(zhǔn)確地反映出當(dāng)?shù)氐母氐亓顩r[1]。為了解昭平縣耕地的質(zhì)量、分布和利用現(xiàn)狀，找出耕地管理中的經(jīng)驗(yàn)和問題，為高效、可持續(xù)利用耕地資源提供科學(xué)依據(jù)，應(yīng)用“3S”技術(shù)進(jìn)行昭平縣耕地地力評(píng)價(jià)。本研究成果2012年12月已通過自治區(qū)級(jí)驗(yàn)收，現(xiàn)將結(jié)果總結(jié)如下。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 數(shù)據(jù)來源

1.1.1? ? 基本圖件。主要包括地形圖、等高線圖、行政區(qū)劃圖、土地利用現(xiàn)狀圖、土壤圖等。

1.1.2? ? 經(jīng)濟(jì)資料。以行政區(qū)劃為基本單位的土地面積、人口、各種農(nóng)作物面積及其投入、產(chǎn)出等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。

1.2? ? 試驗(yàn)方法

1.2.1? ? 野外調(diào)查。主要包括地理位置、地形地貌、土壤母質(zhì)、水文、土壤厚度、表層質(zhì)地、排灌條件、利用現(xiàn)狀、作物產(chǎn)量、管理水平等。

1.2.2? ? 化驗(yàn)分析。包括有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等大量養(yǎng)分，以及鋅、硫等中微量養(yǎng)分含量，pH值、土壤污染元素等。

1.2.3? ? 評(píng)價(jià)方法。使用GPS定位采集土樣分析測(cè)試，使用RS獲取航片勾繪出土地利用現(xiàn)狀等圖件，使用GIS軟件作為空間數(shù)據(jù)處理工具，建立耕地資源信息管理系統(tǒng)。然后，確定評(píng)價(jià)因子和評(píng)價(jià)單元，評(píng)價(jià)因子的權(quán)重和隸屬度;在耕地資源信息管理系統(tǒng)中導(dǎo)入耕地地力評(píng)價(jià)單元圖;最后，采用累積頻率曲線法劃分出評(píng)價(jià)結(jié)果[1-3]。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 耕地資源信息系統(tǒng)建立

耕地資源信息系統(tǒng)包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、資源管理信息系統(tǒng)，是耕地地力評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，集成相關(guān)數(shù)據(jù)資料、分析模型和知識(shí)庫(kù)，可有效地管理、分析利用包括測(cè)土配方施肥在內(nèi)的數(shù)據(jù)資料，并為耕地地力評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)來源。

2.2? ? 評(píng)價(jià)因子確立

耕地地力評(píng)價(jià)實(shí)質(zhì)就是評(píng)價(jià)地形地貌、成土母質(zhì)、土壤理化性狀等自然要素對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響程度。參評(píng)因子的選擇直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，選取評(píng)價(jià)因子時(shí)遵循重要性、穩(wěn)定性、差異性、精簡(jiǎn)性和易獲取原則，專家組按照特爾斐法及本地實(shí)際反復(fù)研究，篩選出有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、pH值、質(zhì)地、成土母質(zhì)、耕層厚度、障礙因素、農(nóng)田建設(shè)、灌溉能力等10個(gè)評(píng)價(jià)因子，并確定為3個(gè)層次，組成昭平縣耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1）。

2.3? ? 評(píng)價(jià)單元確定

耕地地力評(píng)價(jià)是通過對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)單元的評(píng)價(jià)定級(jí)，然后得出某個(gè)地區(qū)的耕地地力狀況。本次評(píng)價(jià)按照《全國(guó)耕地類型區(qū)、耕地地力等級(jí)劃分》（NY/T 1309—1996）為標(biāo)準(zhǔn)，以土壤圖和土地利用現(xiàn)狀圖拓?fù)浏B加的方法劃分出1 823個(gè)評(píng)價(jià)單元。

2.4? ? 因子隸屬度確定

對(duì)定性型數(shù)據(jù)，采取專家打分法，經(jīng)過歸納、反饋、逐步收縮、集中最后獲得相應(yīng)的隸屬度（表1）。對(duì)于定量型數(shù)據(jù)，則采用特爾斐法與隸屬函數(shù)法結(jié)合的方法確定各評(píng)價(jià)因子的隸屬函數(shù)[3]，即根據(jù)專家打分評(píng)價(jià)，經(jīng)系列運(yùn)算生成戒上型、戒下型和峰型函數(shù)（表2），最后將各評(píng)價(jià)因子的值代入隸屬函數(shù)，計(jì)算相應(yīng)的隸屬度。

2.5? ? 因子權(quán)重確定

由于每個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)耕地質(zhì)量影響的程度不同，因而應(yīng)賦予相應(yīng)的權(quán)重，本次研究用層次分析法來確定各個(gè)因子的權(quán)重[4]。首先要建立層次結(jié)構(gòu)，如對(duì)于目標(biāo)層A，則要對(duì)準(zhǔn)則層B中的各因素進(jìn)行相對(duì)重要性判斷，請(qǐng)專家采用打分法分別給予評(píng)估，從而得到準(zhǔn)則層B對(duì)于目標(biāo)層A的判斷矩陣。同理，可得到指標(biāo)層C相對(duì)于準(zhǔn)則層B的判斷矩陣。通過求它們的特征向量就可以得到準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的權(quán)重系數(shù)，這樣就可以求得每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)耕地地力的權(quán)重;每個(gè)指標(biāo)對(duì)相應(yīng)準(zhǔn)則層的權(quán)重系數(shù)（Ci）乘以準(zhǔn)則層對(duì)耕地地力影響的權(quán)重系數(shù)（Bi）求得各評(píng)價(jià)因素的組合權(quán)重（表3）。

2.6? ? 耕地地力綜合評(píng)分定級(jí)

在縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)（CLRMIS）中導(dǎo)入隸屬函數(shù)模型和層次分析模型，根據(jù)綜合指數(shù)的變化規(guī)律，采用累積頻率曲線法確定分級(jí)方案，將昭平縣耕地分為7級(jí)（表4）。經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)算，自動(dòng)完成各評(píng)價(jià)單元定級(jí)，并可打印出各種成果圖件（圖2）。