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罗田县凤三养生走廊农地资源现状调查与综合评价


2015-04-01

  摘要:通过对罗田县凤三养生走廊农业用地的自然条件、土壤主要养分条件、基础设施条件进行综合评价,明确罗田县典型农业区的农地资源现状,并进行农地资源分等定级。综合评价结果表明,①区域内农地以低丘岗地为主,土壤主要为砂质土;②区域内土壤有机质含量、碱解氮、速效钾的含量整体偏低,但土壤的酸碱度与有效磷含量较好,其中pH以中性和弱酸性为主;③区域内无一级农田,且以四级和五级的农田居多,农地资源总体状况处于中等偏下水平。

  关键词:农地资源;调查;综合评价;罗田县凤三养生走廊
  中图分类号:F301.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)11-2695-05
  农地资源利用效率直接影响到我国农业的可持续发展,而准确的农地资源评价是农地资源合理利用的基础[1,2]。随着人们对农地资源系统性认识的加深,农地资源评价研究经历了从单项资源评价到资源整体综合评价的发展过程。当前单项资源评价集中在水、土地、气候和化肥等方面,如采用频度统计法、专家咨询法、谱系聚类法之分裂法、理论分析法等多种方法相结合构建农地资源利用评价指标体系[3-6]。更多的农地资源评价研究着眼于区域农地资源整体,逐步走向农地资源综合性评价,并开始注重农地资源可持续利用评价研究。有利用综合指数法、区位熵法等评价方法对主要农地资源(土地资源、气候资源与社会资源)进行定量分析,并在此基础上利用资源优势度分析法进行综合评价[7-10]。而当前对大别山地区农地资源的研究较为缺乏,因此本研究以罗田县凤三养生走廊典型农地为研究对象,对该区域农地资源进行调查,并构建指标体系,进行综合评价,以期对该区域今后农地资源可持续利用和综合开发提供依据。
  1 研究区域概况
  以罗田县凤三养生走廊为研究区域,范围涉及罗田县凤山镇、三里畈镇和大河岸镇3个镇的33个村或街道办事处,包括三里畈镇的温泉村、桥头湾、尤河嘴、古塘河、新铺村、叶家湾、宜林村、六家坳等11个村,凤山镇的鸟雀林、中石源河、花石桥、栗子坳、土门坳、河东街、三里桥、黄道山等15个村或街道办事处,大河岸镇的高庙村、罗家嘴、周家嘴、石井头、枫树湾、滚石坳、闵家河等7个村。
  根据罗田县凤三养生走廊确定的行政范围,结合2009年底罗田县第二次土地现状调查数据分析表明,凤三养生走廊土地总面积为13 599.94 hm2,其中农用地为11 096.55 hm2,占土地总面积的81.59%;建设用地1 621.60 hm2,占土地总面积的11.92%;其他土地881.79 hm2,占土地总面积的6.49%。
  2 农地资源调查取样
  2.1 调查单元的划分
  根据罗田县凤三养生走廊农地资源分布情况及行政村范围,结合实际踏勘线路,将凤三养生走廊划分为39个评价单元,其中农地资源评价单元为35个(图1)。
  2.2 调查取样
  以35个农地资源评价单元为依据,分别组织土壤测验、农业规划相关人员于2012年2月27日~3月5日先后3次对评价单元逐一取土采样,采样覆盖了凤三养生走廊区内全部典型农地地块,符合农地资源评价调查标准,可满足农地资源评估的需要。
  3 农地资源调查评价指标体系与测度
  3.1 指标体系的建立
  根据农地资源调查评价指标体系科学性与可操作性、系统性与完整性、评价指标相对独立性的构建原则[11],结合罗田县凤三养生走廊农地资源实际,构建农地物理指标、土壤主要养分指标以及基础设施指标等三大项目层,并在此基础上明确具体指标[12,13],共确定10项指标:地貌类型、坡度、耕层质地、pH、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮、农田灌排条件、交通通达能力,见表1。
  构建的指标体系中有定性描述性指标,为使构建指标可量化,需对指标进行度量,具体指标赋值说明如下。
  1)地貌类型:根据农地资源调查评价相关标准,结合罗田县实际地貌情况,进行度量确定:水网平原赋值为1.0,河谷平原赋值为0.7,低丘赋值为0.5,高丘地貌赋值为0.3。
  2)坡度:根据全国第二次国土资源调查的相关数据,确定小于2°为1级,赋值为1.0;2°~6°为2级,赋值为0.8;6°~15°为3级,赋值为0.7;15°~20°为4级,赋值为0.4;20°~25°为5级,赋值为0.1。
  3)根据实际踏勘采集土壤样本,明确评价单元内耕层质地情况,确定黏壤土赋值为1.0;壤土赋值为0.9;黏土赋值为0.7;砂土赋值为0.5。
  4)pH:根据农地资源调查评价相关标准,确定pH<4.50或>8.50的赋值为0.2;4.50~5.50的赋值为0.4;5.50~6.50的赋值为0.8;6.50~7.50的赋值为1.0;7.50~8.50的赋值为0.7。
  5)有机质:根据农地资源调查评价相关标准确定:农地有机质含量小于10 g/kg的赋值为0.3;10~20 g/kg的赋值为0.5;20~30 g/kg的赋值为0.8;30~40 g/kg的赋值为0.9;大于40 g/kg的赋值为1.0。
  6)有效磷(碳酸氢钠法):根据农地资源调查评价相关标准确定:农地有效磷含量小于5 mg/kg赋值为0.2;5~10 mg/kg赋值为0.5;10~15 mg/kg赋值为0.7;15~20 mg/kg赋值为0.8;20~30 mg/kg赋值为0.9;30~40 mg/kg赋值为1.0;当有效磷大于40 mg/kg反而起到副作用,赋值为0.8。
  7)速效钾:根据农地资源调查评价相关标准确定:农地速效钾含量小于50 mg/kg赋值为0.3;50~80 mg/kg赋值为0.5;80~100 mg/kg赋值为0.7;100~150 mg/kg赋值为0.9;有效磷大于150 mg/kg赋值为1.0。   8)碱解氮:根据农地资源调查评价相关标准确定:农地碱解氮含量小于50 mg/kg赋值为0.3;50~80 mg/kg赋值为0.5;80~100 mg/kg赋值为0.7;100~150 mg/kg赋值为0.9;有效磷大于150 mg/kg赋值为1.0。
  9)农田灌排条件:根据对凤三养生走廊实际踏勘确定:有新建硬化沟渠,认为其农田灌排条件很好,赋值为1.0;如仅有老旧的土质灌排系统,认为其农田灌排条件一般,赋值为0.6;如农田无明显灌排系统,则认定其农田灌排条件很差,赋值为0.3。
  10)交通通达能力:根据对凤三养生走廊的农地交通通达能力调查情况,确定:如有县级以上道路,认为其农田交通通达能力很好,赋值为1.0;如有县级道路,认为其交通通达能力较好,赋值为0.8;如有乡村道路,认为其交通通达能力一般,赋值为0.4;如仅有田间机耕道,则认定其农田交通通达能力较差,赋值为0.3;如仅有田间人行道,则认定其农田交通通达能力很差,赋值为0.1。
  3.2 指标权重的确定
  在多指标定量综合评价中指标权重的确定尤为重要。目前关于指标权重的确定方法主要有主观赋权法和客观赋权法两类。其中主观赋权法是由具有丰富专业知识的专家凭借经验来确定指标权重,但在实际应用中由于客观因素的复杂性和不确定性,导致主观上对各因素的重要程度难以作出精确的判断,因而需与客观赋权法相结合。客观赋权法得出的权重独立于人的偏好以及经验,克服了主观赋权法的不足。本研究采用主观赋权法和客观赋权法相结合综合确定各指标的权重。首先由具有丰富专业知识的专家凭借经验认为土壤常规5项养分指标对农地资源评价的影响最大,其次为农地物理指标,最次为基础设施指标。因此,综合指标权重确定农地物理指标为0.20,土壤养分指标为0.70,基础设施指标为0.10。采用客观赋权法中的熵权法确定各指标的权重,对主观赋权和客观赋权再进行平均确定综合权重,见表2。
  3.3 综合指数的测度
  根据农田评价单元各指标权重和土壤调查、分析测试结果,计算出综合分值,结合农地地力分等定级综合评价指数方案(表3),即可得出农地资源评价单元综合等级状况。
  4 农地资源综合评价结果与分析
  农地资源包括耕地、园地、林地、草地以及养殖水域等,但根据凤三养生走廊农地资源中林地多为有林地,以及养殖水域和草地很少的现状,本研究主要对区域内的耕地和园地进行综合评价。根据现场踏勘取样获取的现状信息和实验仪器对土壤主要养分指标的检测结果,以罗田县土地利用现状图作为工作底图,利用ArcGIS软件对指标体系确定的10项指标进行单要素分析。
  4.1 农地物理指标分析
  4.1.1 地貌类型 凤三养生走廊区内农地资源以低丘和河谷平原为主,其中河谷平原主要分布在新昌河新浦村、义水河宜林村、鸟雀林村、罗田河石井头村、闵家河村;花石桥村附近部分为高丘地貌;其他区域主要以低丘地貌为主。对应评价单元最终确定第1、2、6、8、35、36、37评价单元为河谷平原地貌;第27评价单元为高丘地貌;其余评价单位为低丘地貌。
  4.1.2 坡度 研究区域内的农地资源坡度以二、三级为主,其占总量的78.10%;一级占总农地资源的16.18%;4级和5级比例较小,占总量的5.72%。农地资源坡度等级一级主要集中在新昌河新浦村、义水河宜林村、鸟雀林村、罗田河石井头村、闵家河村;二、三级主要分布在以低丘地貌为主的大部分区域,四、五级零星分布在花石桥村、登场坳村等区域。就坡度一项而言,凤三养生走廊内的农地资源土地平整度状况一般,农地坡度主要集中在10°~15°。
  4.1.3 耕层质地 耕层土壤质地是土壤物理性质之一,指土壤中不同大小的矿物颗粒的组合状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系;土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据。虽然土壤质地主要决定于成土母质类型,有相对的稳定性,但耕作层的质地仍可通过耕作、施肥等活动进行调节。调查结果表明,罗田县凤三养生走廊区内农地资源耕层质地主要是砂土和黏土,其中黏土分布在新昌河、义水河、罗田河的河谷平原区域;低丘岗地等主要是砂质土。
  4.2 土壤主要养分指标分析
  4.2.1 土壤pH 对照我国土壤pH划分,研究区域内的农地酸碱度较好,pH在6.05~7.25,以中性和弱酸性为主。主要位于6.50~7.50和5.50~6.50两个区间,其中6.50~7.50主要分布在中部低丘地区,5.50~6.50主要分布在新昌河和罗田河河谷平原区。
  4.2.2 土壤有机质 研究区域土壤有机质含量差异性较大,最小值仅0.17 g/kg, 最大值达43.45 g/kg,含量较高的主要分布在三里畈镇内新昌河以东义水河以北的区域,含量较低的分布在凤山镇及大河岸镇,但总体有机质含量较低,大多数区域的有机质含量在30 g/kg以下。
  4.2.3 土壤有效磷 在农业生产中一般采用土壤有效磷的指标来指导施用磷肥。土壤有效磷含量是决定磷肥有无效果以及效果大小的主要因素。
  研究区域内土壤有效磷含量的差异性很大,最高值为84.88 mg/kg位于鸟雀林村,最小值位于枫树湾村,仅1.12 mg/kg。整体上土壤有效磷含量较好,大部分属于三级以上。但需指出的是有部分地区土壤有效磷含量明显超出40 mg/kg的合理值,实践证明,土壤有效磷含量过高并不利于作物增产。
  4.2.4 土壤速效钾 钾肥能够促进作物的光合作用,促进作物结果和提高作物的抗寒、抗病能力,从而提高农业产量。研究区域内土壤速效钾的含量处于四级和五级两个级别之间,无一、二、三等级,其土壤速效钾含量远低于一级150 mg/kg的标准值,最高值为72.76 mg/kg位于三里畈镇新铺村,最小值仅7.53 mg/kg,位于枫树湾村。其中四级主要集中在大金湾、古塘河村、新铺村附近。可见,凤三养生走廊内土壤速效钾的含量整体偏低,因此,建议在今后一段时期内对调查范围区内的农业用地增大钾肥施用量。   4.2.5 土壤碱解氮 元素氮对作物生长起着非常重要的作用,研究区域内土壤碱解氮的含量处于三、四、五级三个级别,无一、二等级,其土壤碱解氮含量远低于一级150 mg/kg的标准值,最高值为98.73 mg/kg,位于三里畈镇宜林村,最小值仅28.04 mg/kg,位于大河岸镇高庙村。其中含量较高的三级主要集中在宜林村、叶家湾村、大金湾村附近。由此可见,凤三养生走廊内土壤碱解氮的含量整体偏低。
  4.3 基础设施指标
  4.3.1 农地灌排条件 排水良好的农地不易受侵蚀,易于机械化耕作。因此,在农地资源评价过程中需考虑到农田灌排情况。在对凤三养生走廊35个农地评价单元进行实地踏勘后,发现其范围内主要存在有因农田土地整理而修建的硬化沟渠,有20世纪70年代修建开挖的老旧灌排系统,也有相当部分区域无明显灌排系统。
  4.3.2 农地交通通达能力 凤三养生走廊位于罗田凤三镇、三里畈镇以及大河岸镇的核心区,区内有318国道、省道长三线、胜麻线等,主要村湾也已由乡村硬化道路相连,整体农地交通通达能力较好。但也有少量区域农地因低丘冲积扇改造而成,农地内部道路等级较低,通达能力较弱。农地通达能力较弱的区域主要分布在罗家嘴村、七里牌村、登场坳村、花石桥村、古唐河村等区域。
  4.4 农地资源综合评价结果
  结合各单要素数据,计算各评价单元的综合得分,见表4。根据各评价单元综合得分,结合农地资源综合指数测度方案,利用ArcGIS对单要素叠加分析,得到农地资源综合评价分级图(图2),从图2可以看出,凤三养生走廊区内没有一级农田,只有二到六级农田,且以四级和五级的农田居多,由此可见,凤三养生走廊区域内农地资源总体状况处于中等偏下水平。但区域内农地资源也存在较大差异性,其中较好的二级农田主要分布在宜林村、大金湾村一带,其次主要分布在新昌河与义水河冲积河谷平原地带,如古塘河村、叶家湾村、新铺村等。
  5 结语
  1)该研究利用GIS空间分析和多源信息复合分析对罗田县凤三养生走廊农业用地进行综合评价,比较深入地分析了研究区自然土壤要素、基础设施条件的地域差异。同时,所选基本单元不是采用传统的以行政单元为基础,而是依据现状地类, 打破了行政区界,使得各行政单元内部的综合评价状况有了较大变化,从而为乡(镇)、行政村内部因地制宜的管理提供了参考。
  2)研究表明区域内无一级农田,且以四级和五级的农田居多,农地资源总体状况处于中等偏下水平。主要原因是:区域内农地以低丘岗地为主,土壤主要为砂质土,土壤有机质、碱解氮、速效钾的含量整体偏低。
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