耕地质量评价文献综述

2021-12-25 10:15卢润可
南方农业 2021年36期
关键词:耕地土壤质量

卢润可

(黑龙江大学,黑龙江哈尔滨 150080)

耕地是维系和加快社会经济发展和繁荣的土地资源[1]。农业、农村和农民问题始终是中国建设发展的根本问题。乡村治理作为国家治理体系的重要环节之一,其治理水平直接影响中国治理的现代化水平。乡村治理的重要体现途径之一就是通过提升耕地质量改善农业效益,因此对耕地质量评价的研究意义重大。

1 耕地质量评价的理论基础

1.1 耕地质量的内涵

“耕地”是指开垦后可以用来种植农作物的土地[2],“耕地质量”的概念由“土壤质量”引申而来[3]。美国土壤学会认为,土壤质量关系到人们的生活条件和粮食生产能力,良好的土壤质量不仅具有较高的土地生产力,而且对区域水资源和周边生态环境的改善起着重要作用[4]。

随着粮食安全、耕地弃耕、退化及生态安全威胁等问题的日益突出,研究人员对土壤质量的关注逐渐转向对土地质量和耕地质量的关注[5]。国外的研究主要集中在包括耕地在内的土地质量的演变和可持续利用上[6],而国内的研究主要集中在以耕地质量为代表的粮食生产力上。

从目前的趋势来看,“耕地质量”反映为耕地的生产能力、耕地的环境和耕地的产品质量相结合[7]。

1.2 耕地质量评价的涵义

耕地质量评价是对耕地资源的质量状况或耕地资源的功能对人类需求满足程度的体现。耕地质量评价可以充分体现耕地质量的空间异质性、变异规律和驱动因素的作用程度,为耕地质量的保护提供依据[8]。耕地质量评价首先由国外的土地质量评价和土壤质量评价演变而来,经过国内学者对其内涵和评价体系的不断完善,逐渐形成了一套完整的科学体系。

2 耕地质量评价的研究进展

2.1 土壤质量评价

20 世纪90 年代末,土壤质量概念的引入,使我国耕地质量保护理论和技术得到发展[9]。孔祥斌等学者从耕地利用系统角度,基于要素—过程—功能的物质能量循环与人类需求的匹配,构建了耕地质量认识框架,并提出了未来发展趋势[10]。在分析土壤质量评价方法的基础上,胡月明等学者基于GIS 与灰色关联综合评价模型相结合,解决了土壤评价中的变权问题[11]。

2.2 土地生产潜力评价

1961 年,美国农业部提出了土地潜力分类的系统,多目标的耕地质量评价得以发展,包括耕地地力的监测评价、耕地生产潜力的分级、土地承载力评价、国家或区域尺度区划平均值等[12]。20 世纪80 年代,美国建立了包括土地评价和立地条件分析2 个部分的评价体系[13]。

2.3 耕地质量评价方法

目前,国内外常用耕地质量评价的方法主要有P-S-R 框架模型法、层次分析法、基于实测产量的评价方法、耕地潜力评价法及耕地适宜性评价法等。随着耕地质量评价理论的发展,在传统评价方法的基础上,有学者建立了反映耕地质量等级分布规律和成因的数学模型,如生态风险分析模型等[14]。从评价技术手段来看,地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、遥感(Remote Sensing,RS)等技术在耕地质量评价研究中的应用,促进了研究数据更新和评价精度的质的飞跃。

2.3.1 RS 技术的应用

RS 技术在耕地质量评价中的应用,体现在利用多光谱多时相遥感影像提取研究区的地质地貌、土地覆盖状况和植被生产力等重要因子[8]。将这些因子作为耕地质量评价的重要指标,结合其他指标共同构建耕地质量评价体系,以此分析研究区耕地质量的时间空间格局变化。

2.3.2 GIS 技术的应用

GIS 技术的应用使得耕地质量评价的指标和方法的研究更加全面。应用GIS 技术可以更准确地评价耕地质量,及时掌握土地数量和质量上的动态变化信息,提高农业决策的客观性、及时性,保障粮食安全,最大限度地发挥耕地潜力。

3 耕地质量评价指标体系的构建

3.1 选取耕地质量评价指标的原则

耕地质量评价指标的科学性、合理性和综合性对评价结果有重要的影响。由于影响耕地质量的因子之间普遍存在着相关性,因此进行耕地质量评价时,指标因子的选取标准尤为重要。农业农村部认为,对于全国性的耕地质量评价指标选取应遵循统一性、主导性、敏感性、实用性、独立性和稳定性原则[15]。

3.2 耕地质量评价指标的选取

农业农村部根据全国气候、地形地貌、成土母质等成土因素的不同类型特点,综合建立了一个指标体系作为公共评价标准,用于专门评价我国不同地方的地力等级。这个指标体系中主要包括气候、地形、剖面形状、耕层土壤理化性状、耕层土壤养分状况及障碍因素和当地土壤管理七大类共64 个评价指标[15]。赵春雨等认为,耕地质量指标体系应包括2 种功能、5个层次和24 个具体指标。2 种功能是指生态和生产功能,5 个层次分别是土壤质量、气候质量、生物多样性质量、景观生态质量和耕地生产力[16]。由此可见,耕地质量大致从土壤、气候、地形3 个指标进行评价,结合地域差异、人文差异进行具体分析。

4 耕地质量评价研究现状

4.1 耕地质量评价尺度需进一步完善

由于土壤数据收集困难,选择采用最新的抽样数据受限于统计范围的获取成本,因而土壤样品侧重于小尺度的土壤养分研究。而对于大尺度土壤有机质的空间变异性及其影响因素的分析,目前很少有基于大规模土壤实测数据的研究[17]。

4.2 耕地质量评价标准不一

从我国耕地质量监管体系来看,涉及耕地保护的部门包括农业农村部、自然资源部、环境保护部等。由于各部门职责和侧重点不同,耕地质量评价标准也不尽相同[18]。其中,由自然资源部牵头的原农用地分等制度以耕地生产能力和农用地分类保护为重点,分等结果主要用于耕地生产能力核算、高标准农田建设等。以农业农村部为首的原耕地质量评价体系侧重于耕地肥力评价和障碍因素调查,强调耕地利用的自然属性。评价结果主要用于加强耕地资源利用和管理,实现国家粮食安全和粮食安全。由环境保护部牵头的耕地环境质量评价,主要是对耕地的环境和健康状况进行评价,评价结果主要用于耕地的污染治理和环境保护[19]。

4.3 耕地质量评价的综合性研究需要进一步完善

目前,利用统计数据,耕地质量评价更多地针对耕地的数量、质量的某一方面,或者某一时间点进行评价[20]。关于耕地质量的综合评价,耕地数量、质量的空间格局变化的关系分析尚少[21]。随着社会的发展,耕地质量的内涵在不断丰富,耕地质量评价目的多样化,对耕地资源的价值和质量的综合性评价研究仍有待深入。这就要求耕地质量评价的研究需要不断地完善指标体系,在不同的研究尺度下应该合理的选取指标和方法来适应研究目标。

5 耕地质量评价的研究趋势

5.1 建立并完善基于农户视角的耕地质量综合评价体系

国内外的研究现状表明,我国长期以农民为主体的耕地生产经营方式占据较大比重,以农户视角来进行耕地质量评价[22],涉及土壤科学、地理学等知识,综合评价社会的可持续发展和耕地的生态安全,使耕地质量评价具有更快速、高效、准确的效果,实现耕地资源的合理利用[23]。

5.2 建立并完善基于GIS、RS 的耕地的质量评价体系

我国农业农村部、自然资源部、环境保护部等行政部门根据耕地的不同用途制定了不同的评价标准,使得评价结果的可比性也不一样。在全国范围内建立统一完善的耕地质量评价标准,建立并完善耕地质量评价体系,通过GIS 和RS 技术的应用促进耕地质量评价的量化、自动化和智能化。RS 技术的应用可以提高应用成果的精确性、实时性和可视化。GIS 技术可以实时掌握耕地质量的空间动态变化状况,为农业和国土政策的制定奠定基础。

5.3 构建综合性耕地质量的评价体系

耕地质量评价需要从多方面多学科进行综合性的研究。由于耕地的位置差异,不同耕地质量评价方法的实践性和适用性较差,评价结果也有较大的差异,目前为止尚未建立统一完善的耕地质量评价体系。创建并完善基于多学科、多部门交流的耕地质量评价体系,创建统一完善的耕地质量评价结果的评价标准,使评价者能够更好地进行耕地质量的评价。

6 结语

为应对耕地资源紧缺等问题,我国在耕地质量评价领域的研究不断深入,在耕地质量评价的研究理论、指标体系和模型方法等方面逐渐完善,GIS 和RS 技术在耕地质量评价中的应用趋于成熟,为实现耕地资源的可持续发展发挥了有效作用。

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