莎車縣地形對耕地地力質量的影響及改良對策

饒曉娟　王治國　耿慶龍　李翔燁　陳署晃

摘 要：土壤發育與地形密切相關，而在土壤發育過程中不同的地形就會對耕地有效土層厚度、灌溉條件和植被產生一系列的重要影響，根據莎車縣的地形與土壤形成的關系將莎車縣地形概括為5種類型，分別為沖積洪積扇上、中、下部，沙漠邊緣，山前洪積平原；依據專家評定出對莎車縣耕地地力影響比較大的12個因素和耕地地力評價系統，以不同地形部位的尺度對莎車縣耕地地力質量等級劃分的影響進行系統分析，明確制約因素，提出更有效的改良利用措施，為提升莎車縣耕地高效利用提供科學依據。

關鍵詞：地力質量；地形部位；地力等級；改良

中圖分類號：S151+.3 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0438

0 引言

土壤肥力質量被公認為是農業可持續發展的一個重要組成部分。土壤肥力質量與土壤母質類型、地形環境有著十分重要的關系[1]。土壤發育與地形、植被密切相關[2-4]。水分是干旱和半干旱地區影響植被生長的重要因素，降水由于地形的重新分配直接影響植被的分布，植被影響土壤養分積累和分布[5]。土壤養分的不足或養分間不平衡也是一個重要的影響因子[6-7]，長期的水土流失直接影響了土壤顆粒和養分沿坡面或溝道重新分布[8-9]。地形是影響土壤理化性狀的重要因素[6，10-13]，而地形部位不同土壤水分[14]、鹽分[15]分布狀況也有差異。耕地自然質量是土地生產力評估的基礎，是進行農業生產的決定性因素[16]。縣域范圍內氣候條件及種植制度差異較小，自然質量分高低能夠客觀反映地形條件、土壤質地、土肥狀況、排灌設施等多重因素影響下的區域耕地質量[17]。莎車縣位于新疆西南邊陲、昆侖山北麓，帕米爾高原南面，地處塔克拉瑪干沙漠和布古里沙漠之間的葉爾羌河沖積扇平原中上游，地勢由西向東傾斜，包括布谷里—托合拉克東部沙漠、塔克拉瑪干西部沙漠和兩沙漠之間的葉爾羌河沖積平原上中游。地形對耕地質量要素產生重要影響，為此根據莎車縣的地形地貌與土壤形成的關系把莎車縣的地形地貌分為5種類型，對地形對耕地質量產生的影響進行系統分析。

1 材料與方法

1.1 研究區域基本情況

莎車縣現有土地總面積828400 hm2，其中山地328046.4 hm2，占39.6%，平原500353.6 hm2，占60.4%，平原中耕地面積124260 hm2，占總面積的15%，平均海拔1231.2 m，屬暖溫帶大陸性氣候，有得天獨厚的光熱水土資源，四季分明，氣候干燥，日照長，水分蒸發量大，年平均降水量56.6 mm。特殊的地理位置和氣候條件造就了莎車縣較為貧瘠的土壤，參照土壤養分評價標準，莎車縣土壤肥力基本屬于4級；此次耕地地力質量評價通過土壤發育的不同地形部位的尺度對莎車縣進行了系統的等級劃分，從而很有必要從土壤發育過程的角度進行土壤質量評價，進而提出更有效的改良措施。

1.2 調查方法

通過收集整合1982年第2次土壤普查珍貴的土壤圖件和土壤基礎資料，為該評價體系提供了基礎土壤圖；2008年莎車縣開展了全國第2次國土資源詳查，進行了土地資源匯編制圖，為本體系建立提供土地利用現狀圖；以上成果為耕地地力評價提供了便利，為莎車縣的耕地質量建設提供了依據。

耕地地力質量評價方法是根據專家打分選擇了12個對莎車縣耕地地力影響比較大的因素，包括地形部位、耕層質地構型、有效土層厚度、質地、灌溉保證率、林地覆蓋率、有機質、全氮、鹽漬化程度、速效磷、速效鉀、有效鋅。建立了評價體系，應用模糊數學法和層次分析法計算各評價因素的評價評語和組合權重，應用加權模糊計算耕地地力綜合指數，應用累積頻率曲線法，將莎車縣耕地地力分為6個等級。

1.3 數據處理方法

耕地質量評價中定量指標采用加權法，定性指標如土壤表層質地、地形部位、灌溉條件、質地構型、林地覆蓋率（防風林體系）等概念型評價指標，與耕地生產能力之間是一種非線性的關系，采用特爾斐法由專家根據各因素級別狀況賦予相應的分值（表1），此屬性值為無量綱。

2 結果與分析

2.1 地形部位與耕地地力等級的相關性

根據莎車縣耕地質量評價系統，把莎車縣耕地地力分為6個等級。由表2可以看出，隨著地力等級的降低，各等級中沖積洪積扇中部的耕地面積比例降低，而沙漠邊緣、山前洪積平原、沖積洪積扇上下部的耕地面積增加，地形部位與不同地力等級存在相關性，相關系數達到0.9697（表3）。為此本研究就以莎車縣不同地形部位來分析構成莎車縣不同耕地地力的原因進行評價分析。

2.2 山前洪積平原

山前洪積平原的耕地的62.4%為耕地地力等級6級，占全縣耕地質量評價等級中6級耕地面積的71.8%，所以沖、洪積扇上部的耕地是6級地的主要構成部分；沖、洪積扇上部處于6級地的原因是（表4）：（1）土壤養分偏低，其中全氮、速效磷、有效鉀低于全縣平均養分含量，由于母質含鹽較高，導致耕層含鹽量高；而有機質卻高于全縣平均值15.9%；（2）土壤物理性質差，其中有效土層厚度較低，普遍小于50 cm，存在石礫，造成耕地的可耕性差；（3）管理條件差，特別是灌溉保證率上，幾乎不能灌溉，由于所處的部位造成灌溉水利系統無法很好地供給水源，再肥沃的土地也無法在干旱區正常生長。

由上所述，造成山前洪積平原耕地質量低下的主要障礙因素是灌溉條件，其他因素由目前的農業種植水平基本都可以克服，為此本區的主要改良措施是：（1）完善水利設施，合理開采地下水以補充該區水源不足問題；（2）調整種植結構，擴大耐旱林果種植面積，合理進行退耕還林還草，提高本區耕地涵養水分的能力；（3）加強磷鉀肥投入，保證土壤磷鉀肥平衡供給。

位于山前洪積平原的鄉鎮有達木斯鄉、霍什拉唐鄉、喀群鄉，因而需加強相關改良措施的執行。

2.3 沙漠邊緣

沙漠邊緣的耕地的質量評價等級主要處于耕地質量評價等級的3～5級（表5），其中沙漠邊緣3級地占耕地的34.3%，占全縣3級耕地面積的10.1%；沙漠邊緣4級地占耕地的27.8%，占全縣4級耕地面積的34.8%；沙漠邊緣5級地有28.6%，占全縣5級耕地的46.4%；對于在沙漠邊緣的耕地存在于這3個等級的原因是有機質和氮素有所降低，因此主要原因還是灌溉條件影響其等級。

沙漠邊緣的耕地處于中下等級地的原因是：（1）土壤養分低于全縣平均養分含量；（2）土壤物理性質差，偏沙性，保水保肥能力差；（3）管理條件差，特別是灌溉保證率上，其中4～5級地幾乎不能灌溉，3級地基本滿足作物基本需求，由于所處的部位級質地造成水分利用率低下，灌溉水利系統無法很好的供給水源，本身土壤質地差，不能很好的涵養水分，致使本區域耕地地力質量較差。

由上所述，造成沙漠邊緣耕地質量低下的主要障礙因素是灌溉條件，為此本區的主要改良措施是：（1）完善水利設施，合理開采地下水以補充該區水源不足問題；（2）調整種植結構，擴大耐旱林果種植面積，合理進行退耕還林還草，加大種植綠肥、牧草面積，提高本區耕地涵養水分的能力。

2.4 沖、洪積扇中部

沖、洪積扇中部為本縣主要耕地區域，占總耕地面積的58.49%，也是莎車縣主要的糧棉高產區。主要處于耕地地力等級的1～3級，沖、洪積扇中部1級占耕地的24.16%，占全縣1級耕地的100%；沖、洪積扇中部2級占耕地的44.4%，占全縣2級耕地的91.8%；沖、洪積扇中部3級占耕地的29.71%，占全縣3級耕地的25.9%；1、2級耕地基本都處于沖、洪積扇中部，隨著等級的降低各項指標都有所降低，除了鹽分，其中灌溉條件變幅最大（表6）。

沖、洪積扇中部的耕地制約其耕地地力的原因是：（1）雖然本區在莎車縣處于1～3等級耕地，但并入全國耕地地力質量評價體系中處于6～8級水平，需要進一步提高土壤肥力，加強用地養地相結合，培肥地力；（2）氣候條件差，特別是灌溉條件上，不能完全滿足作物需求，雖然本區灌溉水利系統基本完善，但水資源有限；（3）鹽堿比較嚴重，接近重度鹽堿化標準，鹽堿化已經危害本區農業生長。

由上所述，造成沖、洪積扇中部提高耕地質量主要改良措施是：（1）科學調整種植結構，擴大耐旱林果種植面積，減少水資源消耗，提高水資源利用率，合理種植綠肥、牧草面積，提高本區耕地肥力和涵養水分的能力；（2）加快推廣節水滴灌面積，引進先進科技推廣項目，提高本區科技節水能力，提高單位水分利用率；（3）加強排水設施，疏通排堿渠，降低地下水位。

2.5 沖、洪積扇下部

沖、洪積扇下部主要處于耕地地力等級的3～4級，沖、洪積扇下部3級地占耕地的69.8%，占全縣3級耕地的29.8%；沖、洪積扇下部4級地占耕地的16.23%，占全縣4級耕地的29.3%；對于在沖、洪積扇下部的耕地存在于2個耕地地力等級的原因是，與沖、洪積扇中部相比有機質偏低，主要差異在于土壤質地、質地構型、林地覆蓋和灌溉條件上，而灌溉條件尤為關鍵。

沖、洪積扇下部與沖、洪積扇中部相比需要進一步加強土壤培肥，同時加強水利設施建設，提高灌溉條件。

2.6 沖、洪積扇上部

沖、洪積扇上部主要處于耕地地力等級的3～5級，沖、洪積扇上部3級耕地占耕地55.33%，占全縣3級耕地的14.22%；沖、洪積扇上部4級地占耕地的15.19%，占全縣4級耕地的16.5%；沖、洪積扇上部5級地占耕地23.87%，占全縣5級耕地的6.3%（表7）；對于在沖、洪積扇上部的耕地存在于3個等級的原因是，灌溉條件差，而5級地質地構型差，存在石礫。

針對以上存在問題的措施是加強水利設施建設，提高灌溉條件，同時在處于5級地的鄉鎮擴大退耕還林還草面積。

3 對策與建議

（1）加強水利建設，提高灌溉條件，特別是山前洪積平原和沙漠邊緣，從而有效提高耕地質量。（2）進一步完善和加快微灌節水農業系統推廣，節約有限的水資源，從而提高部分水資源短缺的鄉鎮，改善灌溉條件，提高耕地地力。（3）對于沖、洪積扇上部5級耕地區域和部分質地構型差的區域需擴大退耕還林還草面積，從而提高土壤涵養水分的能力。（4）提高地膜覆蓋面積，減少地表蒸發，提高水資源利用率。（5）增施有機肥和秸稈還田，改善土壤環境，培肥地力，提高土壤保水保肥能力。（6）加大測土配方施肥的推廣力度，實現平衡施肥，以滿足作物均衡吸收各種營養，維持土壤肥力水平，減少養分流失和對環境的污染，達到高產、優質和高效的目的。

參考文獻

[1] 張春.四川盆中丘陵區成土母質和地形對土壤肥力質量的影響研究[D].雅安：四川農業大學，2006：20-23.

[2] 馬世駿，王如松.社會—經濟—自然復合生態系統理論[J].生態學報，1984，4（1）：1-9.

[3] 王國梁，劉國彬，等.黃土丘陵區紙坊溝流域植被恢復的土壤養分效應[J].水土保持通報，2002（22）1：1-5.

[4] 楊文治，余存祖.黃土高原區域治理與評價[M].北京：科學出版社，1992：125-127.

[5] 郭勝利，劉文兆，李鳳民.半干旱區流域土壤養分分布特征及其與地形、植被的關系[J].干旱地區農業研究，2003，21（4）：40-43.

[6] 侯慶春，黃旭，韓世峰，等.關于黃土高原地區小老樹成因及其改造途徑的研究：Ⅱ.小老樹的成因及其改造途徑[J].水土保持學報，1991，5（4）：80-86.

[7] 侯慶春，黃旭，韓世峰，等.關于黃土高原地區小老樹成因及其改造途徑的研究：Ⅲ.土壤水分和養分狀況及其與小老樹生長的關系[J].水土保持學報，1991，5（2）：75-83.

[8] 畢銀麗，余存祖，郭勝利，等.黃土高原溝壑區壩系土壤養分特征與侵蝕環境的關系：Ⅰ壩地土壤的理化性狀及其數值分析[J].土壤侵蝕與水土保持學報，1997，3（3）：1-9.

[9] 畢銀麗，王百群，郭勝利，等.黃土高原溝壑區壩系土壤養分特征與侵蝕環境的關系：II壩地土壤的粒徑分布及各粒徑的養分狀況[J].土壤侵蝕與水土保持學報，1997，3（4）：37-43.

[10] 史竹葉，劉文兆，郭勝利，等.中連川小流域土壤水分物理特征及其與地形條件的關系[J].干旱地區農業研究，2003，21（4）：101-103.

[11] Aguilar R， Heil R D. Soil organic carbon， nitrogen， and phosphorus quantities in northern great plains rangeland [J]. Soil Sci Soc Am J，1988，52：1076-1081.

[12] Schimel D， Stillwell M A， Woodmansee R G. Biogeochemistry of C， N， and P in a soil catena of the short grass steppe[J]. Ecology，1985，66：276-282.

[13] Kleiss H J. Hillslope sedimentation and soil formation in Northeastern Iowa[J]， Soil Sci Soc Amer Proc，1970，34：287-296.

[14] 王澤，顏于川，蔣平安，等.不同因子對瑪納斯河流域農田土壤水分的影響[J].新疆農業科學，2013，50（10）：1879-1886.

[15] 顏安，王澤，盛建東.不同因子對瑪納斯河流域農田土壤鹽分的影響[J].新建農業大學學報，2013，36（4）：329-333.

[16] 奉婷，張鳳榮，李燦，等.基于耕地質量綜合評價的縣域基本農田空間布局[J].農業工程學報，2014，30（1）：200-210.

[17] 張鳳榮，徐艷，安萍莉，等.農用地分等成果在土地利用總體規劃中的應用探討[J].中國土地科學，2006，20（6）：21-25.