陽泉市郊區耕地生產潛力提升策略研究

張曉雯 安祥生 李豪

摘要 [目的]對陽泉市郊區耕地生產潛力進行測算，分析當前耕地生產短板，提出相應提升策略。[方法]通過建立耕地生產潛力階乘修正模型，逐級訂正，以氣候因子為主，結合土地因素，將耕地生產潛力劃分為4個層面進行測算。[結果]全區土壤生產潛力以高于18 000 kg/hm2為主，生產潛力短板主要在于水分因素。[結論]陽泉市郊區耕地生產主要限制性因素可以總結為水資源狀況、土地條件、土壤條件、災害以及人為管理5個因素，針對于此，潛力提升可以從自然生產力與管理生產力兩方面進行。

關鍵詞 耕地生產潛力;階乘修正模型;耕地質量提升策略;陽泉市郊區

Abstract [Objective]This paper calculated the production potential of farmland in the suburb of Yangquan， analyzed the current short production of cultivated land， and put forward corresponding promotion strategies. [Method]Through the establishment of the factorial correction model of cultivated land production potential， step by step revision， mainly based on climate factors， combined with land factors， the cultivated land production potential was divided into four levels to calculate.[Result]The soil production potential of the whole area was higher than that of 18 000 kg/hm2， and the deficiency of production potential was mainly due to the water factor.[Conclusion]The main restrictive factors of cultivated land production in the suburbs of Yangquan can be summarized as five factors： water resources， land conditions， soil conditions， disasters and manmade management. In view of this， the improvement of potential can be carried out from two aspects： natural productivity and management productivity.

Key words Cultivated land productive potential;Factorial correction model; Quality improvement strategy of cultivated land;Suburb district of Yangquan City

耕地是人類得以生存和發展最重要的物質基礎，如何合理有效地利用、保護、管理耕地資源，提高農業綜合生產能力，保障國家糧食安全，是我國長期面臨的重大課題，而工礦城市所面臨的挑戰更為嚴峻[1]。陽泉市郊區作為一個典型的工礦城市近郊，工礦企業集中、鄉鎮企業比較發達的，有著豐富的礦產資源。但由于礦產資源的無序開采及城市不斷擴張的要求，導致耕地數目減少，同時水資源匱乏這一先天不足造就其耕地情況始終不容樂觀。為了保證耕地的可持續發展，國家提出占補平衡制度，隨著制度的不斷完善，已從單純的重視轉變為對于耕地數量、質量及生態“三位一體”的保護階段，在此背景下，對于現有耕地質量的提升成為一種行之有效的途徑[2-3]。而農業生產潛力研究是測算土地人口承載力的基礎，以揭示耕地自身條件、環境條件與農作物產量的相互作用機制[4]。筆者通過量化的方式來了解陽泉市郊區耕地生產提升潛力，并根據其結果提出相應的提升策略，為區域土地、環境、人口的研究及農業結構調整、人口布局提供了一定的科學依據。

1 研究區概況

陽泉市郊區地處山西省東部、太行山中段，全區總面積62 701 hm2，呈現出西北高、東南低，中部丘陵起伏的地勢狀況，海拔在628.0～1 495.2 m，氣候溫和，四季分明。陽泉市郊區屬水資源貧乏地區，水資源破壞嚴重，主要自然災害為旱災，尤以春旱為主，指定作物為春玉米。

春玉米為喜溫、喜光的短日照作物，且需水較多，影響其生長發育的最低溫度為10 ℃，生育期不同品種要求≥10 ℃的活動積溫在2 500～3 000 ℃·d、耗水量大約500 mm左右，可在多種土壤上種植，生育期一般為4月中下旬至9月中下旬[5-6]。

根據2017年土地利用變更數據，全區土地面積62 701 hm2，其中，耕地面積10 652 hm2，其中絕大部分為旱地;以耕地質量來說，陽泉市郊區耕地涉及國家自然等別9等、10等、11等及12等地，以10等地為主。

2 耕地生產潛力階乘修正模型

影響耕地生產潛力的因素有很多，該研究主要以氣候因素為主，同時參考耕地土壤條件建立耕地生產潛力階乘修正模型。該研究建立的模型共包含4個層次以代表不同的生產潛力水平，由高到低分別為光合生產潛力、光溫生產潛力、氣候生產潛力與土壤生產潛力[7]。前3個層次只考慮氣候因素對耕地生產力的影響，從光照、熱量和水分這3個植物生長所必須的因素進行層層修正，其中光合生產潛力代表生產潛力的最高水平，即只考慮太陽輻射的影響下，耕地的最大生產力;在光合生產潛力的基礎上，加以考慮溫度得出光溫生產潛力，加之降水因素得出氣候生產潛力，作為下一步土壤因素修正的基礎[8-11]。在氣候生產潛力的基礎上，參考耕地本底，利用土壤有效系數（表1）進行修正，得出土壤生產潛力[11]，最終結果與當前耕地實際生產潛力，即作物實際單產進行比較。此次研究耕地生產潛力階乘修正模型詳見表2。

3 陽泉市郊區耕地生產潛力測算

光合生產潛力是植物在太陽輻射利用率最高情況下的農作物產量的理論最大值，主要由生長季內作物所吸收的太陽總輻射所決定，太陽輻射因地區而異[11]，最終得出陽泉市郊區光合生產潛力共分為兩區：37°N區域為35 544.37 kg/hm2，38°N區域為35 464.60 kg/hm2。光溫生產潛力是灌溉農田產量的上限，由熱量資源條件進行修正，在光合生產潛力的基礎上得出37°N區、38°N區光溫生產潛力分別為32 937.8、32 873.87 kg/hm2。基于對水分條件的修正得出氣候生產潛力，氣候生產潛力是旱作農田產量的上限，陽泉市郊區缺乏灌溉條件，全區98.34%為旱地，因此該研究只考慮春玉米的非灌溉條件。最終得出陽泉市郊區氣候生產潛力分為4級，其值分別為 20 546.17、20 586.16、21 915.91、21 958.57 kg/hm2。

考慮到土壤有機質含量、表層土壤質地、地形坡度、有效土層厚度及土地塌陷情況對于農作物產量的影響，在氣候生產潛力的基礎上加以土壤因子修正最終得出土壤生產潛力。經測算，全區耕地地塊土壤生產潛力主要集中于17 500～19 000 kg/hm2，其中以18 000～19 000 kg/hm2分布最為廣泛，占全區耕地面積的62.41%;按鄉鎮來看，除開發區耕地土壤生產潛力主要為小于17 500 kg/hm2外，其余鄉鎮均主要以18 000～19 000 kg/hm2為主，具體分布情況見表3。

造成氣候生產潛力與土壤生產潛力差距的主要是由于水分因素的作用下形成，由此可以看出就耕地質量提升潛力而言，水分條件可以被視為一個重要提升因素，全區的提升潛力整體較大。土壤生產潛力是自然條件下農作物產量的最高上限，經過實地調查，得出與春玉米實際單產相比陽泉市郊區土壤生產潛力明顯要高出很多，且不同地區的耕地生產提升潛力也不同。從圖1可以明顯看出，耕地生產提升潛力高的區域集中于陽泉市郊區西部的舊街鄉與平坦鎮，東部地區較西部地區明顯要低，但在西南舁鄉、河底鎮與蔭營鎮中部的提升潛力亦明顯較高。

4 陽泉市郊區耕地質量提升的關鍵因素與措施

4.1 關鍵因素

耕地質量是由耕地的自然因素與人為管理狀況共同作用下決定的，具體表現為耕地生產能力的高低、耕地環境狀況優劣以及耕地產品質量的高低[12]。光照、氣溫以及水分被廣泛認為是影響耕地最重要的三大氣候因素，根據以上計算可發現，光照和氣溫并不是影響陽泉市郊區的最主要因素，針對相關生產潛力與耕地生產提升潛力的計算，可以得出影響陽泉市耕地質量的因素主要涉及以下幾個方面。

4.1.1 水資源狀況。

陽泉市郊區作為一個資源型缺水地區，水資源較為匱乏，降水量少且蒸發量大，區內河流以桃河、溫河2條季節性河流為主，缺乏灌溉條件，因此對于陽泉市郊區而言水資源是影響耕地質量的一個重要因素。經過生產潛力的計算也可以看出，單純考慮光照與氣溫的情況下，陽泉市郊區可達到一年兩熟，而經過水分條件的修正，生產潛力明顯下降，可見水資源確實是制約陽泉市郊區春玉米產量的一個關鍵性因素。

4.1.2 土地條件。

土地條件也可以被稱為地形地貌條件，陽泉市郊區地勢起伏明顯，屬于低山丘陵區，坡度、高程等地形地貌因素對耕地影響十分明顯，尤其對于現代化規模農業的建設，土地條件是制約農業精準化、機械化的一個極為重要的因素。

4.1.3 土壤條件。

土壤是構成土地的核心自然要素，是農田生態系統的重要組成部分[13]。陽泉市郊區地處太行山區，巖石山廣布，土層極薄。土壤作為植物生長的溫床，為其生長提供了所需養分，因此土壤條件的好壞很大程度上影響了農作物的產量，具體包括表層土壤質地、有效土層厚度、土壤有機質含量等因素。

4.1.4 災害發生。

除了以上耕地本底特性外，一些地質災害的發生也會影響春玉米當年的產量。山西省自然條件復雜多樣，生態環境較為脆弱，自然災害頻繁，由自然災害引起的水土變化，影響了土壤的形成與發育，進而使耕地質量下降。此外，陽泉市郊區作為一個典型的工礦城市近郊，常年的采礦工業一定程度上影響到耕地質量，水土流失與采煤沉陷表現尤為明顯。

4.1.5 人為管理因素。

除了以上自然條件的影響外，土地作為人類的主要活動場所和重要的自然資源，受人類的影響也很大[1]。隨著科技的進步與社會的發展，人類對耕地的影響越發明顯，尤其是在現代農業日趨發展的今天，如種子、農藥化肥、種植條件與灌溉條件均對耕地質量有較大的影響。

4.2 措施

4.2.1 自然生產力方面。

4.2.1.1 水分條件。關于水分條件可以從多方面進行，包括引水、保水與節水。引水方面可采用黃河水等外來水資源以提升當地水資源量;另一方面就是保持農作物水分減少其蒸發，對此可以發展現代農業種植，如大棚種植、地面覆蓋地膜等方式進行保水;在節水方面可以引進農田水利資源配置技術，加強水利基礎設施建設，如集水水窖等，中、小、微型工程并舉，大力發展節水灌溉，為農作物的生長提供基礎灌溉條件，擺脫過去單純靠天吃飯的模式。

4.2.1.2 土地及土壤條件。①采取土地流轉模式，進行耕地集約化管理，規模化、機械化種植，建立合作社與農產品生產基地，實施農用地所有權、承包權、經營權分置模式，充分配套種植前、種植時、收獲后的技術支持與服務，以達到向土地資源優化配置與現代化農業種植的逐步過渡轉化。②采取土地整治的方式，如土地平整、填土造地、耕作層剝離再利用、土地復墾等技術，從而降低耕地坡度，提高土層厚度。

4.2.1.3 災害治理。

加強農田防護工程建設，結合土地整治實際情況，注意災害治理，布置必要的農田防控水土流失與煤炭塌陷等農田基本防護措施，已達到優化農田生態景觀與維護農田生態系統安全并重的目標。

4.2.2 管理生產力方面。

4.2.2.1 合理定位。目前，針對陽泉市郊區的農業建設目標為城郊型農業，發展大棚蔬菜水果種植及養殖業等城郊型農業，趨向于設施化與集約化種植。

4.2.2.2 合理種植。①選取良種。選取適宜陽泉市郊區的高產良種進行種植，如春玉米可采用裕豐201、吉農大778、華農887、正成018、聯創808、金島99、A1589、豫禾601、爍源558等。②合理密植。依據當地獨特的氣候條件、土壤條件、生產條件及種植物的品種特性來確定最佳的春玉米種植密度。③合理施肥。通常看來，越高產量水平的農作物需要吸收的肥量也越多，具體而言，生育期、高稈品種、種植密度、土壤肥力都是影響農作物吸肥量的重要因素，應因地、因種合理有效地進行施肥[14]。④合理灌溉。采取滴灌等精準灌溉方式。

4.2.2.3 科學管理。①資源整合。采用土地流轉的方式將零散土地進行集中種植與管理，為規模化、機械化與集約化種植土地資源與管理奠定基礎。②加大投入。包括資金、農業基礎設施建設及相關技術人員的投入，為現代化農業提供資金與技術的雙支柱。③提高服務。加強農業產業化服務，可從產前良種選擇，種植密度指導;產中合理施肥，精準灌溉;產后收割與銷售等方面進行，具體可采用合作社、大戶承包等產權分離政策。

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