耕地质量评价的研究综述与趋势(2)

　　2.3.1 国家尺度上的农业生产条件、耕地资源和耕地环境质量评价工作
　　
　　（1）农业生产条件评价，包括生产潜力、适宜性、耕地管理、分等定级。国际上，1976年联合国粮食与农业组织（FAO）的《土地评价纲要》[13]进行了土地生产力、安全性以及稳定性等方面的土地适宜性评价；美国农业部土壤保持局于20世纪80年代制订了土地评价与立地分析 1∶2 贡献比的农用地评价（Land Evaluation and Site Assessment,LESA）体系[46],掌握了耕地生产潜力及现状；20世纪90年代，美国、澳大利亚及欧洲国家迅速发展了基于农田空间与时间信息的精细农业。我国于1951年首次针对耕地开展了全国性的查田定产，但调查与评价较为定性且不够系统；1983年中国科学院自然资源综合考察委员会采用“土地潜力区-土地适宜类-土地质量等-土地限制型-土地资源单位”五级分类的方案[42],编制完成了《中国1∶100万土地资源图》，这是我国第一套全面系统反映土地资源潜力和质量的专业性地图，也是一项规模较大的耕地适宜性评价工作；1984年起，农业部在全国200个点上持续开展耕地地力监测和评价工作，建立了数据库[47],1996年又把全国划分为7个耕地类型区和10个地力等级；1999- 2008年间国土资源部基于农用地分等、定级、估价标准完成了全国统一可比的1∶50万耕地质量等别数据库、《中国耕地质量等级调查与评定》（全国卷及分省卷）[48]等，全国耕地质量平均等别为9.8（共15等），总体偏低；2012年农业部颁布的《高标准农田建设标准》，对农田建设质量作了统一的要求[20].耕地质量评价工作逐步标准化、定量化、精细化。

　　（2）耕地资源清查。1930年，英国率先开展了全国土地调查并编制了土地利用图，之后国家地理联合会（IGU）及欧洲各国相继开展了土地资源清查工作，为耕地规划、利用、保护及监测提供基础。我国于1958年、1979年分别进行的两次全国土壤普查[49]基本上确定了耕地资源的总体状况；继1984-1997年第一次全国土地调查之后，国土资源部于1999年启动了“新一轮国土资源大调查”,并在此基础上将于 2015“补充对耕地后备资源的调查”[50].已有结果显示，我国耕地资源总体质量欠佳，且空间分布不均衡、后备资源匮乏[51].

　　（3）耕地环境。20世纪80年代，加拿大农业部开展了“土壤健康”项目，在土壤健康指标体系和机理方面取得了进展[12];自1993年起，瑞典环境保护署（EPA）也开展了“综合土壤分析”研究，为田间条件下人类活动对土壤的影响评价提供方法[52];我国对于耕地土壤及环境健康的关注较晚，2005-2013年间首次开展了全国土壤污染状况调查，并将启动重金属污染、农业面源污染及地下水超采等耕地治理工程。

　　2.3.2 区域尺度上的耕地质量优劣、差异及时空结构和影响因子
　　
　　（1）区域耕地质量评价及比较需考虑本底值。由于背景值、主要影响因子及农业生态定位不同，区域间耕地质量评价重点差异较大，如东北平原集中于粮食生产能力及由于土壤侵蚀、过度开垦等造成耕地质量降低的研究；黄淮海地区主要集中在中低产田改良、土壤盐渍化、土壤板结、城镇化占用耕地等问题的研究；长江中下游平原面临建设用地占用、土壤潜育化、土壤酸化以及农药、重金属、有机物等污染引起的耕地质量降低；而黄土高原地区主1土壤结构等引起的耕地质量降低的研究。另外，即使同一区域，平原与山区耕地质量差异较大，故区域耕地质量评价需要考虑本底基础，不宜盲目采用统一标准比较。

　　（2）耕地质量空间格局及时空变化分析。基于耕地质量的空间相关及分异性，不同学者运用了传统或空间统计方法进行了耕地质量空间格局分析，如张金萍等结合最小二乘法（OLS）、Moran's I指数及散点图探索了基于GWR模型的县域粮食单产的空间异质性[53];同时，耕地质量时间与空间的信息是精细农业的基础，如Makela-Kurtto开展1987-1998年间芬兰耕地土壤监测[54].而时空格局与变化的评价难点在于不同来源数据的空间化及不同尺度的结合与转换。耕地质量数据来源有采样点、调查、统计及遥感等，存在不同来源的匹配问题及历史数据的获取困难；耕地质量空间分布存在尺度效应，某一尺度的研究只能揭示该尺度下的空间结构特征，多尺度结合才能更好地揭示客观规律，由于时空复杂性，尺度转换虽然方法较多但仍然是难点。

　　（3）耕地质量影响机理研究。气象、地形地貌、水文、土壤、植被及人类活动等多要素通过直接、间接、协同或拮抗作用影响耕地质量及空间分异，不同学者对此进行了定性或定量的探索，如Mojiri等分析了土地利用变化及坡位对土壤质量分布的影响[55].由于耕地质量的多指标性及影响因子的复杂性，很难建立耕地质量与环境因子的定量关系，耕地质量评价的规律性总结及外推演绎有待继续发展。

　　2.3.3 地块尺度上的耕地质量机理分析
　　
　　（1）作物与耕地质量的匹配关系及作用机理研究，包括作物对耕地及环境的适宜性、耕地生产潜力与作物产量的关系、耕地土壤对作物的作用等。如王露等评估了木薯种植的自然适宜性[56],张月平等以地块为单位采用耕地生产潜力确定了水稻的目标产量[57],邱建军等以玉米为例研究表明提高土壤有机碳含量能增加作物产量[58].根据作物匹配性及耕地生产潜力，可以得出具体耕地的适宜作物及1作用机理研究，可以为更好地提高产量、改善耕作条件提供依据。

　　（2）耕地质量改良。不同学者针对具体的耕地质量问题开展了改良的理论与实践研究，如樊自立等针对新疆盐渍化土提出合理开发利用地下水的耕地改良措施[59];杨尽开展了利用矿物改良土地整理新增耕地贫瘠土壤的研究[60];陈同斌团队研发了一整套利用植物修复污染土壤的方法，并发现和“驯化”了砷超富集植物蜈蚣草[61],均对提高耕地质量做了很好的探索。

　　（3）农业管理措施影响[62]及敏感性指标监测。相较于其他土地利用类型，耕地受人为影响最大，施肥[63]、轮作[63]、灌溉[64]、免耕[65]、秸秆还田[66]等影响土壤物理、化学、生物过程[66],如Dantas等研究表明耕作会降低土壤有机质、土壤结构稳定性以及增加水分渗透[67],Van Groenigen等用示踪法评价了耕作措施以及秸秆覆盖对土壤微生物碳利用效率的影响[68].耕地质量变化并不直观，可以通过土壤微生物[69]、酶活性[70]及土壤动物等敏感性指标监测，包括土壤有机质分解、硝化、固氮及土壤呼吸、矿化、污染修复等，如Tahira等开展了基于化学及微生物健康的土壤质量评价[71].总之，地块尺度耕地质量受人类活动的农田管理显着影响，其质量变化可利用敏感性指标监测。

　　综合以上三个尺度的耕地质量评价工作可以看出：各个尺度上耕地质量内涵在逐步扩大，评价目的及评价内容趋于多样化，但综合性的评价较为缺乏；各个尺度评价结果虽然耕地规划管理具有重要作用，但多是某一时间点的静态评价；在耕地质量评价过程中，形成了很多不同的标准、纲要、体系等，这给标准化评价提出了新的要求。