耕地地力评价及其成果报告编写的探讨.ppt

耕地地力评价及其成果报告编写的探讨2010-11-16,浙江大学环境与资源学院章明奎（E-）,2008年测土配方施肥项目县,报告内容,耕地地力评价原理与方法耕地地力评价报告的编写（含成果总结）,1、耕地地力评价的概念；2、耕地地力评价的目的与任务;3、耕地地力评价的程序;4、评价指标的选取；5、权重确定的方法；6、评价指标体系的建立;7、评价方法简介；8、指标体系的验证,耕地地力评价原理与方法,耕地地力是指在特定气候区域以及地形、地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施及培肥水平等要素综合构成的耕地生产能力，由立地条件、土壤条件、农田基础设施条件及培肥水平等因素影响并决定。是耕地内在的、基本素质的综合反映。因此，耕地地力也就是耕地的综合生产能力。耕地地力评价是以利用方式为目的，评估耕地生产潜力和土地适宜性的过程，主要揭示生物生产力的高低和潜在生产力，其实质是对耕地生产力高低的鉴定。耕地地力评价的对象是耕地的生产能力，是一种一般目的的评价。,1、耕地地力评价的概念,耕地地力评价是土壤肥料工作的基础，是加强耕地质量建设、提高农业综合生产能力的前提；是摸清区域耕地资源状况，提高耕地利用效率，促进现代农业发展的重要基础工作。按照农业部办公厅关于做好耕地地力评价工作的通知（农办农200766号）、农业部办公厅关于加快推进耕地地力评价工作的通知（农办农200875号）以及项目县与农业部签订的“测土配方施肥资金补贴项目”合同要求，各项目县应抓紧做好耕地地力评价工作。,2-1、耕地地力评价的目的,2-2、耕地地力评价的任务,（1）对测土配方施肥数据、第二次土壤普查空间数据和属性数据进行数字化管理；（2）利用县域耕地资源管理信息系统，编制数字化土壤养分分布图、耕地地力等级图、中低产田类型分布图等。（3）在此基础上，编写县域耕地地力评价工作报告、技术报告以及耕地改良利用、作物适宜性评价和种植业布局等专题报告。（4）项目县耕地地力评价成果最终体现：一个系统：即XX县城耕地资源管理信息系统，包括耕地地力分级图、耕地养分图以及属性、空间数据库；一套图件：包括XX县耕地地力分级图、XX县XX养分图等；一组数据：包括耕地地力分级面积统计、中低产田类型与面积统计、耕地养分分级面积统计数据；一批报告：技术报告、工作报告、专题报告(内容自拟)；一本专著：即xx县耕地(可不正式出版)。,3、耕地地力评价程序,程序,（1）建立县域耕地资源数据库收集整理所有相关历史数据和测土配方施肥数据，建立以县为单位的耕地资源基础数据库。包括属性数据库和空间数据库两类。（2）建立耕地地力评价指标体系一是评价指标：即从国家或省耕地地力评价因素中选取用于本县的评价指标；二是评价指标的权重和组合权重；三是单指标的隶属度，即每一指标不同表现状态下的分值。,3）确定评价单元耕地地力评价单元是指潜在生产能力近似且边界封闭具有一定空间范围的耕地。根据耕地地力评价技术规范的要求，此次耕地地力评价单元采用县级土壤图（到土种级）和土地利用现状图叠加，进行综合取舍和技术处理后形成不同的单元。用土壤图（土种）和土地利用现状图(含有行政界限)叠加产生的图斑作为耕地地力评价的基本单元，使评价单元空间界线及行政隶属关系明确，单元的位置容易实地确定，同时同一单元的地貌类型及土壤类型一致，利用方式及耕作方法基本相同。,程序,4）建立县域耕地资源管理信息系统将建立的各类属性数据和空间数据按照“县域耕地资源管理信息系统”的要求导入。并建立空间数据库和属性数据库联接，建成县域耕地资源管理信息系统。（5）评价指标数据标准化与评价单元赋值根据空间位置关系将单因素图中的评价指标提取并赋值给评价单元。（6）综合评价采用隶属函数法或其它方法对所有评价指标数据进行隶属度计算，算出每一单元的耕地地力指数。采用耕地地力指数累积曲线法划分耕地地力等级。,程序,耕地地力评价中的几个关键问题,评价的指标体系建立；评价的方法选择；评价单元确定（前面已讲）；田间调查与采样（已经完成）。,4、评价指标的选择,评价指标可分为：定性指标（描述性指标）:简单的分成差、一般和好等3个等级或获得土壤的部分描述性指标，如坡度、坡位和质地。定量指标（分析、测定指标）:分成4方面:化学指标、物理指标、生物学指标和其它非土壤方面的指标。,可用于耕地地力评价的指标很多，但选用的指标越多，工作量越大，评价越复杂。如果能选用最少指标数来评价土壤质量，是最为理想的。这就是最小数据集（因为许多指标之间有相互联系的，信息可以相互替代的）；,最小数据集问题,选择起主导作用的因子，初始因子的选择不宜过多，过多的因子将使得因子的区分困难，影响因子的简化；考虑土地的差异，体现评价土地的特点；选取比较稳定的因子；选择差异性较大（空间上有明显变化）、相关性较小的因子等。,评价指标选择的一般原则,（1）生产性原则:野外诊断指标应选取那些影响农用地生产性能的土地性质。（2）标准化原则:最好是采用国家标准或行业标准，以便获取或利用已有的数据资料;如耕地分类根据土地利用现状调查技术规程，地形坡度按照土壤侵蚀分类分级标准，土壤盐化程度根据全国第二次土壤普查盐渍土分级标准。（3）区域性原则：根据区域特点选取指标、指标分级、指标赋值、指标权重。我国地域辽阔，土地类型复杂，影响土地质量的因素各不相同。（4）简单、易获取原则：所选指标应尽可能是野外可以鉴别的，或是可以从已有的土地资源调查成果资料或相关成果资料中提取的。,耕地地力评价指标选择的其它原则,根据文献统计，我国在土壤质量评价中，所选取的土壤的指标范围很广，涵盖了土壤质量的各个方面，其中土壤物理性质的因子达到22个，环境指标和肥力因子分别是17和10个，而生物指标仅有2个。最常用的频率由高至低依次为：有机质(100%)、速效钾(65%)、速效磷(65%)、pH(63%)、全氮(60%)、土壤质地(58%)、土层厚度(50%)、全钾(45%)、全磷(45%)、CEC(43%)、水解氮(40%)、水分(38%)、粘粒(30%)、地貌(28%)、成土母质(25%)、容重(18%)、孔隙度(18%)、地下水埋深(12%)、土体构型(15%)。,我国土壤质量评价研究中所选取的指标情况,实际工作中如何选取耕地地力评价指标,尽可能选择少的指标；选择的指标能反映区内耕地质量的差异（相对差异）；指标之间相关性较小。重点可考虑按以下原则进行：（1）根据稳定性原则选取指标；（2）根据生产性原则选取指标；（3）根据空间变异性原则选取指标（与尺度有关）；（4）根据主导性原则选取指标。,即选择相对稳定的性状作为指标（长期影响）。特征响应时间大于10000年的土壤障碍层；特征响应时间大于1000年的土壤质地和由不同质地变化组合的剖面土体构型；特征响应时间在100-1000年之间的土层厚度；特征响应时间为10100年之间的土壤有机质含量等作为农用地分等野外诊断指标。而特征响应时间小于10年的土壤性质，如土壤速效养分含量、养分形态等可以作为小范围耕地分级诊断指标。此外，地形坡度、地表岩石露头度、灌溉条件、排水条件等也是相对稳定的农用地质量影响因素。,根据稳定性原则选取指标,大量研究结果证明，土壤质地、有机质含量，以及由不同质地的土层组成的土壤剖面构型对土壤的水、肥、气、热影响重大;有效土层厚度不但影响作物根系立地条件，并通过对土壤水分而间接影响作物生长;土壤盐渍化程度影响作物生长;土壤pH影响植物营养元素，特别是微量元素的有效性;地形坡度影响水土流失;地表岩石露头影响耕作的难易;灌、排水条件对土地生产力的影响比土壤、地形等自然因素更大。它们都是影响农用地生产力的因素。,根据生产性原则选取指标,诊断指标在空间上变异应该越大越好。因为空间变异越大，越能区分出不同耕地质量。空间变异大的土地质量因素有:坡度、质地、土层厚度、pH、盐渍化程度等等。可通过计算变异系数，进行比较。CV%=标准差*100%/平均值。,根据空间变异性原则选取指标（与尺度有关）,依土壤学知识可知:土壤质地影响着土壤结构、土壤结持性、土壤耕性、土壤阳离子交换量、土壤容重、土壤空隙状况等;土壤质地还影响吸湿水含量和土粒密度;矿物化学组成和原始矿物组成与土壤质地有关;因此，选择土壤质地作为农用地分等定级的主导因素。土壤有机质含量也影响土壤结构、土壤结持性、土壤耕性、土壤阳离子交换量、土壤容重、土壤空隙状况和土壤养分等;,根据主导性原则选取指标,根据相关分析:土壤内排水状况或渗透性与土壤质地、地形坡度、剖面构型相关，所以不将土壤内排水状况作为诊断指标，而将后三者作为诊断指标;地下水埋深影响着土壤排水和盐渍化，既然已经考虑了排水和盐渍化，地下水埋深可以不再考虑;土壤盐渍化受地下水埋深和地下水的矿化度影响，考虑到盐渍化度数据资料容易获取，就将其作为诊断指标，而不要再考虑地下水矿化度。,根据主导性原则选取指标,评价指标选用时应注意区域特征,由于不同地区土壤质量分异规律不同，在评价不同地区土壤质量时，选用的评价指标也有所不同。不同县的专业人员可根据自己对当地农业土壤存在的问题来选择指标。,空间越大，土壤质量异化越复杂，许多指标都有差异，而且变化规律有所不同；空间越小，土壤质量的异化越简单，主要体现在个别质量指标上。县域的评价指标一般要比省级的少。用主成分分析表明，较小的评价空间土壤质量可用较少的指标来区分，而大的空间土壤质量需要较多的指标来区分。,评价指标选用时也应注意评价尺度,首先，从全国耕地地力评价因子总集66个因子中初步选取对当地比较重要的评价因子作为拟评因子；或从省确定的指标中选择（或增加）；然后逐一进行分析，对不合适的因子进行排除，最后确定一定数量（一般是812个因子以上）作为本县的评价因子。一个县范围较小，气候因素可以不考虑。,县域评价指标体系的建立,选择评价因素的数学方法,主成分分析逐步回归分析多元回归分析相关系数检验灰色关联度分析等；,5、权重确定的方法,所谓指标权重是指各项诊断指标对农用地质量影响的大小。权重越大，说明该性质对农用地质量的影响越大；权重越小，说明该性质对农用地质量的影响越小。,权重确定的数学方法,确定各因素的权重：层次分析、多元回归分析、主成分分析、逐步回归分析、灰色关联度分析等；其它方法：专家直接打分法。,几种确定指标方法对比表,层次分析法,层次分析法(AHP 法)的基本原理，是把所研究的复杂问题看作一个大系统，通过对系统的多个因素的分析，划分出各因素间相互联系的有序层次；再请专家对每一层次的各因素进行可靠的判断后，相应地给出相对重要性的定量表示；进而建立数学模型，计算出每一层次全部因素的相对重要性的权值，并加以排序；近年来不少学者利用层次分析法开展了地力评价方面的研究。,立地条件B2,土壤管理B3,养分状况B5,理化性状B4,剖面构型C2,耕层厚度C1,地形部位C4,坡 度C3,耕作制度C5,排涝能力C6,灌溉保证率C7,耕层质地C9,pH值C8,速效钾C11,耕地生产潜力 A,建立层次结构（A、B、C）,剖面性状B1,有机质C12,速效磷C10,目标层A,准则层B,指标层C,