1、耕地地力評價方法與應用1 相關概念1.1土壤質量(健康) 土壤在生態系統的范圍內，維持生物的生產力、保護環境質量以及促進動植物健康的能力，土壤具有不同等級的質量，這是與土壤的各種形成因素以及土壤耕作引起的動態變化有關的一種固有的土壤屬性。它是土壤的許多物理、化學和生物學性質，以及形成這些性質的一些重要過程的綜合體。簡言之，即“土壤運行能力”。單一的土壤性質無法定量表達土壤質量狀況，土壤質量評價工作是根據已知的土壤外部性質對土壤的內在屬性進行量化表達。常用評價方法是指數和評分法，簡稱指數法。1.2 耕地地力在當前管理水平下，由土壤本身特性、自然背景條件和基礎設施水平等要素綜合構成的耕地生產能力。

2、2 耕地地力評價方法2.1 耕地地力評價方法 耕地地力評價大體可分為以產量為依據的耕地當前生產能力評價和以自然要素為主的生產潛力評價。本次耕地地力評價是指耕地用于一定生產方式下，在各種自然要素相互作用下所表現出來的潛在生產能力。生產潛力評價又可分為以氣候要素為主的潛力評價和以土壤要素為主的潛力評價。在一個較小的區域范圍內（縣域），氣候要素相對一致，耕地地力評價可以根據所在地的地形地貌、成土母質、土壤理化性狀、農田基礎設施等要素相互作用表現出來的綜合特征，揭示耕地潛在生物生產力的高低。耕地地力評價結果表達方法一：指數法IFI= b1X1+b2X2+bnXn式中： IFI耕地地力指數; Xi耕地自

3、然屬性(參評因素); bi該屬性對耕地地力的貢獻率(層次分析方法或專家直接評估求得)。耕地地力評價結果表達方法二： 回歸模型法Y=b0+b1X1+b2X2+bnXn式中：Y單位面積產量; Xi耕地自然屬性(參評因素); bi該屬性對耕地地力的貢獻率(解多元回歸方程求得)。2.2 評價內容耕地地力評價實質是評價立地條件、土壤理化性狀、障礙因素等要素對作物生長限制的強弱。由于影響耕地地力的因子間普遍存在著相關性，甚至信息彼此重疊，因此進行耕地地力評價時沒有必要將所有因子都考慮進去。篩選能全面反映當地耕地地力的主導評價因子并計算出各評價因子的權重是著手耕地地力評價的關鍵環節。2.3 評價因子確定原則

4、 l 主導性原則。選取的因子對耕地地力有比較大的影響。如地形、土壤、灌排等；l 差異性原則。選取的因子在評價區域內的變異較大，便于劃分耕地地力的等級。如坡度、有效土層厚度等； l 穩定性原則。選取的評價因子在時間序列上具有相對的穩定性。如土壤質地、有機質等，評價的結果能夠有較長的有效期；l 現實性原則。選取評價因素與評價區域的大小有密切的關系如氣候因素等。 2.4耕地地力評價技術流程圖建立縣域耕地資源基礎數據庫確定評價單元選擇評價要素評價單元獲取數據建立縣域耕地資源管理信息系統計算單因素評價評語確定田間調查取樣點位土肥歷史資料，本次測土施肥外業調查、化驗數據與田間試驗等數據省專家組全國指標體系

5、中篩選土壤圖與土地利用現狀圖疊加Kirging空間插值法與專家經驗法屬性提取空間與屬性數據庫、專家知識庫指數法、模型綜合評判法計算單因素權重確定地力綜合指數分級方案 計算耕地地力綜合指數歸入國家地力等級體系評價成果層次分析法累加法、累乘法及二法相結合等距法、累計頻率曲線法電子圖件、表格及報告全國耕地類型區、耕地地力等級劃分NY/T309-1996標準3 耕地地力評價指標體系3.1 全國耕地地力評價指標體系根據全國氣候、地形地貌、成土母質等成土因素的差異特點，農業部多次召集專家研討全國耕地地力評價指標體系，最后建立了一個全國共用的地力評價指標體系，并出版了縣域耕地資源管理信息系統數據字典，該字典

6、對每一個指標的名稱、釋義、量綱、上下限給出了準確、統一的定義。這一指標體系中包含了氣候、立地條件、剖面性狀、耕層土壤理化性狀、耕層土壤養分狀況、障礙因素、土壤管理七大類共64個指標。全國耕地地力評價因子總集1氣象00積溫、 100積溫、年降雨量、全年日照時數、光能輻射總量、無霜期、干燥度等7個因子2立地條件經度、緯度、海拔、地貌類型、地形部位、坡度、坡向、土壤侵蝕類型、土壤侵蝕程度、成土母質、地面破碎情況、地表巖石露頭狀況、地表礫石度、林地覆蓋率、田面坡度等15個因子3剖面性狀剖面構型、質地構型、有效土層厚度、耕層厚度、腐殖層厚度、田間持水量、冬季地下水位、潛水埋深、水型等9個因子4耕層理化性

7、狀質地、容重、pH、CEC等4個因子5耕層養分狀況有機質、全氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有效鋅、水溶態硼、有效鉬、有效銅、有效硅、有效錳、有效鐵、交換性鈣、交換性鎂等14個因子6障礙因素障礙層類型、障礙層出現位置、障礙層厚度、耕層含鹽量、一類土層含鹽量、鹽化類型、地下水礦化度等7個因子7土壤管理灌溉保證率、灌溉模數、抗旱能力、排澇能力、排澇模數、輪作制度、梯田化水平、蔬菜用地設施類型等8個因子3.2 湖南省耕地地力評價指標體系背景：2002年 ，省土肥站在組織寧鄉縣農業局開展耕地地力調查與質量評價項目試點工作期間，邀請省內土肥、環保、地質、國土等部門的專家在長沙召開了湖南省耕地地力評價指標體系

8、研討會，該會重點研究了全國共用的耕地地力評價指標體系框架，針對湖南省耕地土壤資源的特點，選擇了21個評價因子作為湖南省耕地地力評價指標體系。湖南省耕地地力評價指標體系框架圖1氣象100C積溫1個因子2耕層理化性狀質地、pH 2個因子3耕層養分狀況4立地條件有機質、有效磷、緩效鉀3個因子海拔、地貌類型、地形部位、坡度、成土母質5個因子5剖面性狀剖面構型、有效土層厚度、耕層厚度、冬季地下水位4個因子6障礙因素障礙層類型、障礙層厚度、障礙層出現位置3個因子7土壤管理排澇能力、灌溉保證率、輪作制度3個因子湖南省縣域耕地地力評價指標體系形成過程自2002年以來，省土壤肥料工作站先后組織寧鄉(2002年)

9、，沅江(2003年)，漢壽、衡東(2004年)，漣源、湘陰(2005年)等6個縣實施了農業部下達的耕地地力調查與質量評價項目。在項目實施過程中，通過專家研討，各項目縣從湖南省耕地地力評價21個指標體系中選擇10-13個不等評價因子作為各自耕地地力評價指標。表1 湖南省縣域耕地地力評價指標體系A層B層C層寧鄉沅江漢壽衡東耕 地 地 力立地條件地形部位YYYY地貌類型YNNN成土母質YNNN障礙層類型YYYY理化性狀質地YYYYpHYYNN有機質YYYY有效磷YYYY緩效鉀YYYY土壤管理排澇能力YYYY灌溉保證率YYYY剖面性狀剖面構型YYYY耕層厚度YYYY4 湖南省縣域耕地地力評價要素層次結

10、構描述與打分表篩選測土配方施肥項目縣10%的有代表性的采樣點（800個左右），即骨干樣點進行縣域耕地地力評價，要求項目實施第一年采回來所有耕地評價的骨干樣點，骨干樣點要覆蓋全縣所有的鄉（鎮），土種和耕作制度。表2 湖南省縣域耕地地力評價指標體系專家打分表A層目標層B層基準層C層指標層得分統計在本大類指標該層次的排名分值耕地地力立地條件（B1）理化性狀（B2）土壤管理（B3）剖面性狀(B4)立地條件地形部位(C1)障礙層狀況(C2)理化性狀質地(C3)有機質(C4)有效磷(C5)緩效鉀(C6)土壤管理排澇能力(C7)灌溉保證率(C8)剖面性狀剖面構型(C9)耕層厚度(C10)耕地地力評價指標體系

11、專家打分表的說明（1）請專家比較同一層次各因素對上一層次的相對重要性，并給出數量化的評分（分數從1-10分）。將專家打分結果經數學處理后反饋給各位專家，請專家重新修改或確認。（2）分數等級說明7-10分表明該指標是本大類指標中最重要的指標; 5-7分表明該指標是本大類指標中重要的指標; 3-5分表明該指標是本大類指標中較重要的指標; 2-3分表明該指標是本大類指標中一般重要的指標; 1-2分表明該指標是本大類指標中一般的指標; 二個因素打分可以一樣，也可以不一樣。表3 地形部位隸屬度及其描述描 述高岸田二排田梯田上部梯田中部梯田下部沖田上部沖 田中 部隸屬度描 述沖田下部沖田出口垅田上部垅田中

12、部垅田下部垅田出口山間峽谷隸屬度描 述碟形田低洼田河流一級階地河流二級階 地臺地丘間緩坡地丘 間平 地隸屬度描 述高湖田平湖田上 部平湖田中 部平湖田下 部低湖田湖心灘河心灘隸屬度描 述丘頂部山坡上部山坡中部坡 麓低位河漫灘中位河漫灘高位河漫 灘隸屬度說明：1、山間峽谷、沖田、垅田劃分指標。山間峽谷：谷寬100m；沖田：沖寬100m1000m；垅田：垅寬1000m4000m；2、碟形地：專指石灰巖地區漏斗（天坑）中的水田和旱土，以四周高，中間低平為主要特征。表4 障礙層狀況隸屬度及其描述障礙層狀 況高位強度障 礙高位中度障 礙高位輕度障 礙中位強度障 礙全層障礙隸屬度障礙層狀 況中位中度障 礙

13、中位輕度障 礙低位強度障 礙低位中度障 礙無障礙層隸屬度說明：高位指30cm以上，中位指3060cm，低位指60cm以下。表5 耕層質地隸屬度及其描述描 述輕粘土中粘土重粘土重壤中壤輕壤砂壤松砂土緊砂土隸屬度表6 有機質隸屬函數擬合專家評估打分表（質地為粘土中壤）有機質含量（g/kg）35333129272523211917151311專 家評估值表7 有機質隸屬函數擬合專家評估打分表（質地為輕壤砂土）有機質含量（g/kg）302826242220181614121086專 家評估值表8 有效磷隸屬函數擬合專家評估打分表（質地為粘土-中壤）有效磷（mg/kg）28262422201816141

14、2108642專 家評估值表9 有效磷隸屬函數擬合專家評估打分表（質地為輕壤砂土）有效磷（mg/kg）20.519.017.516.014.513.011.510.08.57.05.54.02.51.0專 家評估值表10 緩效鉀隸屬函數擬合專家評估打分表緩效鉀（mg/kg）5004704404103803503202902602302001701401108050專 家評估值表11 排澇能力隸屬度及其描述排澇能力強較強中較弱弱專家評估值表12 灌溉保證率隸屬度及其描述灌 溉保證率100%95%95%90%90%85%85%80%80%75%75%70%隸屬度灌 溉保證率70%65%65%60%

15、60%55%55%50%50%45%45%40%隸屬度灌 溉保證率40%35%35%30%30%隸屬度表13 剖面構型隸屬度及其描述剖 面構 型A-P-W-CA-AB-CA-P-W-GA-P-CA-P-S-CA-B-C隸屬度剖 面構 型A-BC-CA-P-Wg-CAg-GA-GA-P-E-CA-Pg-Wg-C隸屬度剖 面構 型A-P-W1-W2-CA-Pg-GA-B1-B2A-P-We-CA-B-DA-B1-B2-C隸屬度剖 面構 型A-B-C-DA-P-S-CA-P-T-CA-P-G隸屬度表14 耕層厚度隸屬函數擬合專家評估打分表耕層厚度（cm）2221201918171615141312專

16、 家評估值耕層厚度（cm）1110987專 家評估值關于10個耕地地力評價指標打分（評估值）說明表3-14分別對10個耕地地力評價指標(地形部位、障礙層狀況、耕層質地、有機質、有效磷、緩效鉀、排澇能力、灌溉保證率、剖面構型、耕層厚度)進行了不同文字描述或已賦不同值，請專家根據不同描述或賦值對耕地地力的權重在每個表對應的隸屬度或專家評估值欄中給出相應的分值（分值從0.1-1.0分）。5 耕地地力評價步驟5.1 單因素指標數據標準化處理根據模糊數學的理論，將選定的評價指標與耕地生產能力的關系分為戒上型函數、峰型函數和概念型3種類型的隸屬函數。邀請專家對系概念型隸屬函數的評價指標（如地形部位、耕層質

17、地、排澇能力、灌溉保證率、障礙層狀況、剖面構型等）直接打分給出隸屬度；對系戒上型函數的評價指標（如有機質、有效磷、緩效鉀、耕層厚度等）和峰型函數的評價指標（如pH值）專家給出其隸屬函數的擬合值。鑒于質地對土壤有機質、土壤有效磷的影響，為此，對這二個評價指標按粘土至中壤土、輕壤至砂土二類分別進行擬合。5.2確定各指標的權重采用層次分析法與專家經驗法確定各指標的權重值(Ki)。層次分析法的基本原理是把復雜問題中的各個因素按照相互之間的隸屬關系排成從高到低的若干層次，根據對一定客觀現實的判斷就同一層次相對重要性相互比較的結果，決定層次各元素重要性先后次序。首先要把問題層次化，根據問題的性質和要達到的

18、總目標，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關聯影響以及隸屬關系將因素按不同層次聚合，形成一個多層次的分析結構模型。湖南省縣域耕地地力評價指標體系專家打分表A層目標層B層基準層C層指標層得分統計平均值推薦值確認值耕地地力立地條件（B1）5.836.06.0理化性狀（B2）4.934.84.8土壤管理（B3）5.205.25.2剖面性狀（B4）3.733.73.7立地條件地形部位（C1）5.935.95.9障礙層狀況（C2）5.095.15.1理化性狀質地（C3）5.595.65.6有機質（C4）5.135.15.1有效磷（C5）4.194.14.1緩效鉀C63.773.73.7土壤管

19、理排澇能力(C7)6.766.66.6灌溉保證率(C8)4.314.44.4剖面性狀剖面構型(C9)4.584.64.6耕層厚度(C10)5.135.25.2AB1B2B3B4B116.0/4.86.0/5.26.0/3.7B24.8/6.014.8/5.24.8/3.7B35.2/6.05.2/4.815.2/3.7B43.7/6.03.7/4.83.7/5.21B1C1C2C115.9/5.1C25.1/5.91基準層之間比較指標層之間比較B2C3C4C5C6C315.6/5.15.6/4.15.6/3.7C45.1/5.615.1/4.15.1/3.7C54.1/5.64.1/5.114.1/3.7C63.7/5.63.7/5.13.7/4.11B3C7C8C716.6/4.4C84.4/6.61B4C9C10C914.6/5.2C105.2/4.61立地條件B1、理化性狀B2、剖面性B3狀、土壤管理B4組合權重（XiCi）B層0.3040.244 0.2640.188地形部位（C1）0.5360.163障礙層狀況（C2）0.4640.141耕層質地（C3）0.3030.074有機質（C4）0.2760.067有效磷（C5）0.2210.054緩效鉀（C6）0.2000.04