土壤酸化的农业主驱因素概述

　　0 引言

　　耕地资源的数量和质量是粮食安全最基本的约束因子。开展耕地自然、社会、经济属性的调查，可以了解耕地的生产性能、准确评价耕地质量，对充分发挥土地生产潜力，促进农业持续、稳定、协调发展具有重要意义[1-2].国内外学者都非常重视耕地土壤的质量状况[1,3]及变化规律研究[4-6].中国对耕地的评价有悠久历史，早在2000多年前就有按土壤色泽、性质、水分状况来识别土壤肥力和分类的记载[7-8].1951年，财政部曾组织了查田定产研究，对全国耕地生产力等级进行了评定。1958年开展的全国第一次土壤普查中对全国耕地资源的土壤类型、数量、分布和肥力进行了调查。

　　1979 年开始进行的第二次土壤普查首次在全国范围内对全部土壤类型进行了调查，并对耕地土壤的基础性状和生产能力进行了较为全面的评价[2,9].20世纪80 年代末期，随着“3S”（GIS、GPS、RS）技术和地图、自动制图技术等高新技术的发展与应用，推动了耕地质量的评价工作，研究内容涉及评价指标体系[10]、评价方法探讨[11- 12]、GIS 技术应用[13- 16]和信息系统建立[17].

　　2002 年以来，农业部在全国 30 个省（市、区）开展了耕地地力评价指标体系建立工作，并进行了全国耕地分等定级数据库和管理信息系统的建设工作[14-21].目前，中国耕地地力评价的方法主要包括经验判断指数和法、层次分析法、模糊综合评价法、回归分析法和灰色关联度分析法等多种。随着新技术、新方法在耕地评价中的应用，考虑的评价因子更为全面，逐渐向定量化和实用化方向发展，尤其是地理信息系统在耕地评价中得到了广泛的应用[22-23].近年来，桐庐县耕地数量与人口增加之间的矛盾日益突出，保护耕地、提高耕地质量已成为桐庐县农业可持续发展的一项重要工作。桐庐全县有红壤、黄壤、岩性土、潮土和水稻土5个土类，11 个亚类，29 个土属，56 个土种。特色优势产业主要有粮油、茶叶、水果、蚕桑、水产、瓜菜、中药材、畜禽、蜂业等9大类。复杂多变的地形地貌条件、种类繁多的土壤类型及多样的利用方式与种植模式导致了区内耕地质量有较大的变化，但至今对县内耕地质量状况及限制耕地质量的因素尚缺乏全面的认识。为了准确了解桐庐县耕地质量现状及其影响农业生产的主要障碍因素，在GIS技术的支持下，应用测土配方施肥项目成果资料，开展了桐庐县耕地综合质量评价。

　　1 材料与方法

　　1.1 样点布设和土样采集

　　桐庐县位于浙江省西北部，地处钱塘江水系中游，介于北纬29°35′-30°05′，东经119°11′-119°58′，是一个“八山半水分半田”的县份。该县属亚热带季风气候区，全年四季分明，光照充足，温暖湿润，雨量充沛；年平均气温16.6℃，全年>10℃的总积温5262℃；无霜期252 天，年降雨量 1462 mm.按照农业部测土配方施肥技术规范和要求，根据县内种植结构、模式和分布情况，制订了详细的采样规划。布点在充分考虑地形地貌、土壤类型与分布、肥力高低、作物种类等要素的前提下，保证了采样点的典型性、代表性和均匀性。一般粮油作物平均10 hm²取1个土样，茶叶、水果、瓜果、蔬菜、蚕桑平均6.67 hm²取1个土样。采样时间为作物收获后或播种施肥前，设施蔬菜在晾棚期采集，果园在果品采摘后的第一次施肥前采集，幼树及未挂果果园在清园扩穴施肥前采集。采样田块用GPS定位仪进行定位，每个地块取10~15个分样点土壤，同时挑出植物根系、秸秆、石块、虫体等杂物，各分样点充分混合后，用四分法留取1 kg左右组成一个土壤样品。采样深度0~20 cm.土壤样品分析测定严格按照农业部《测土配方施肥技术规范》和《浙江省测土配方施肥项目工作规范》进行，具体方法见文献[24].

　　1.2 数据来源

　　评价底图为 1:50000 土地利用现状图和 1:50000土壤图，二者叠加形成的图斑作为评价单元，共划分出27333 个评价单元。根据各评价因子的空间分布图或属性数据库，将各评价因子数据赋值给评价单元；对点位分布图，采用插值或赋值的方法将其转换为栅格图，再与评价单元图叠加，通过加权统计给评价单元赋值；对矢量分布图，将其直接与评价单元图叠加，通过加权统计，属性提取给评价单元赋值；对线形图，使用数字高程模型，形成坡度图、坡向图等。

　　1.3 评价方法

　　本次耕地质量评价工作通过数据库建立、构建评价模型及其与GIS空间叠加等分析模型的结合，实现了全数字化、自动化的评价流程，在一定的程度上代表了当前土地评价的最新技术方法[1,11,18].其工作程序为：（1）从全国指标体系库中筛选出耕地质量评价指标；（2）利用土地利用现状图和土壤图划定评价单元；（3）应用专家打分法对评价因素分级及确定权重；（4）采用空间插值、属性提取及以点代面对评价单元属性赋值（；5）采用线性加权法确定耕地质量综合指数并进行分级。

　　1.4 评价指标及权重的确定

　　为了能比较正确地反映桐庐县耕地质量水平，以分出全县耕地质量等级，在参照浙江省耕地质量分等定级方案的基础上，结合桐庐县实际，选择了立地条件、土壤条件和管理水平等3个方面的地貌类型（0.15,为权重，下同）、冬季地下水位（0.05）、地表砾石度（0.06）、土体剖面构型（0.04）、耕层厚度（0.08）、耕层质地（0.08）、容重（0.04）、pH（0.06）、阳离子交换量（0.08）、坡度（0.05）、有机质（0.10）、有效磷（0.05）、速效钾（0.06）、排涝抗旱能力（0.10）等14项因子作为耕地质量评价的指标体系。

　　1.5 耕地质量分级

　　应用线性加权法计算每个评价单元的综合质量指数（IFI）。计算公式为：IFI=∑（Fi×Wi）。式中：Fi为单元第i个评价因素的分值，Wi为第i个评价因素的权重，也即该属性对耕地质量的贡献率。应用等距法确定耕地质量综合指数分级方案，将桐庐县耕地质量等级分为以下6级。见表1.

　　2 结果与分析

　　2.1 耕地质量等级

　　本次耕地质量评价的总面积为31002.3 hm².根据表1分级标准，桐庐县耕地质量可分为三等四级（表2,无一级和六级地）。其中，一等地是桐庐县的高产耕地，面积为3086.0 hm²,占耕地总面积的10.0%;二等地属中产耕地，面积为27755.0 hm²,是桐庐县耕地的主体，占耕地总面积的89.5%;三等地属低产耕地，面积较少，为161.4 hm²,仅占0.5%.总体上桐庐县耕地质量中等为主。统计表明，桐庐县一等耕地全为二级质量耕地，面积为3086.0 hm²,占耕地总面积的10.0%;三级质量耕地面积为 19604.6 hm²,占耕地总面积的63.2%;四级质量耕地面积为 8150.4 hm²,占耕地总面积的26.3%;三等耕地全为五级地，面积有161.4 hm²,占全县耕地面积的0.5%.桐庐县的耕地主要有二级、三级和四级组成。桐庐县一等耕地主要由水稻土构成，其次为红壤；二等耕地主要由水稻土和红壤构成；三等耕地主要由红壤构成。