我國(guó)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法綜述

湯淑娟，劉安迪

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 江蘇，南京 210095）

耕地是人類(lèi)社會(huì)最寶貴的生產(chǎn)資料。人口劇增和經(jīng)濟(jì)發(fā)展導(dǎo)致我國(guó)人地矛盾日益突出，耕地資源短缺。2019年我國(guó)人均耕地面積僅有1.2畝/人，遠(yuǎn)低于世界水平。現(xiàn)今我國(guó)耕地中等和高等耕地不足總面積的1/3，耕地后備資源開(kāi)發(fā)接近飽和。總體而言，耕地?cái)?shù)量不斷減少，質(zhì)量下降嚴(yán)重。土壤質(zhì)量方面，土壤侵蝕等問(wèn)題造成了肥力下降、土層變薄等不良現(xiàn)象。在環(huán)境質(zhì)量方面，存在工業(yè)廢棄物亂排、農(nóng)業(yè)面源污染等問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)質(zhì)量方面，中低產(chǎn)田面積持續(xù)增加。耕地管理質(zhì)量方面，大量耕地的非糧化和非農(nóng)化利用讓中國(guó)1.2公頃耕地“安全底線”面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。耕地質(zhì)量每況愈下，對(duì)社會(huì)、生態(tài)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

這樣的背景下，完善耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，探尋不同評(píng)價(jià)方法對(duì)不同耕地研究的適宜性對(duì)于緩解我國(guó)耕地壓力、政府出臺(tái)科學(xué)合理的耕地管理決策以及保證國(guó)家糧食安全和耕地可持續(xù)利用具有重要意義。

1 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.1 耕地質(zhì)量?jī)?nèi)涵

耕地質(zhì)量作為一種綜合屬性，可以體現(xiàn)耕地的內(nèi)在基礎(chǔ)條件和外在利用特征。2016年農(nóng)業(yè)部《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)辦法》將耕地質(zhì)量定義為由耕地地力、土壤健康狀況和田間基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成的滿足農(nóng)產(chǎn)品持續(xù)產(chǎn)出和質(zhì)量安全的能力。

隨著城鎮(zhèn)化水平提高與社會(huì)需求改變，耕地質(zhì)量的內(nèi)涵逐漸趨于完整，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)其認(rèn)識(shí)也在不斷深化。基于現(xiàn)有研究，耕地質(zhì)量的內(nèi)涵包括耕地土壤質(zhì)量、耕地環(huán)境質(zhì)量、耕地管理質(zhì)量和耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量四個(gè)方面。耕地土壤質(zhì)量作為耕地質(zhì)量的基礎(chǔ)，主要評(píng)價(jià)耕作土壤本身的優(yōu)劣程度；耕地環(huán)境質(zhì)量指地質(zhì)、氣候、水文等耕地所在地的環(huán)境條件；耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量是上述三個(gè)方面的綜合作用，具體指耕地的綜合產(chǎn)出能力與產(chǎn)出效率；耕地管理質(zhì)量常用耕地的平整化、水利化和機(jī)械化水平來(lái)界定，反映人類(lèi)對(duì)耕地的影響程度。

1.2 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)發(fā)展進(jìn)程

耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)是專項(xiàng)的、綜合的、基于特定目的的評(píng)價(jià)。我國(guó)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)源于稅收對(duì)耕地進(jìn)行等級(jí)的劃分，經(jīng)歷了面向耕地的適宜性評(píng)價(jià)到面向自然生態(tài)、人地關(guān)系和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)要素的綜合性評(píng)價(jià)。

1.2.1 面向耕地的評(píng)價(jià) 新中國(guó)成立后最早是財(cái)政部進(jìn)行的查田定產(chǎn)。該時(shí)期評(píng)價(jià)主要針對(duì)耕地的適宜性，注重土地資源的合理開(kāi)發(fā)利用。于20世紀(jì)50年代開(kāi)展了宜農(nóng)荒地資源大考察，為后續(xù)的土地資源利用奠定了基礎(chǔ)。隨著工業(yè)化和糧食需求的增加，我國(guó)進(jìn)入了生產(chǎn)力評(píng)價(jià)階段，20世紀(jì)60年代“改堿治土”后，糧食產(chǎn)量增加上百倍。于20世紀(jì)80年代，為探明國(guó)土資源現(xiàn)狀和生產(chǎn)潛力狀況，我國(guó)進(jìn)行了土地承載力評(píng)價(jià)，并編制了《1：100萬(wàn)土地資源圖》。

1.2.2 面向多要素的評(píng)價(jià) 原國(guó)土資源部將經(jīng)濟(jì)因素納入生產(chǎn)力評(píng)價(jià)之中，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了農(nóng)用地分等定級(jí)工作。在此之后，進(jìn)入了土壤健康評(píng)價(jià)階段，綜合治理耕地污染問(wèn)題，并發(fā)布了《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。為了平衡耕地生產(chǎn)力與土壤健康，頒布了《耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》和《耕地質(zhì)量等級(jí)》。2016年原國(guó)土資源部頒發(fā)了《高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)評(píng)價(jià)規(guī)范》，在保證國(guó)家糧食安全的同時(shí)，提高了耕作效率。

2 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 選取原則

影響耕地質(zhì)量的因素很多，涉及自然、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和區(qū)位條件等多方面因素，這對(duì)指標(biāo)體系的全面性提出了挑戰(zhàn)。而保證指標(biāo)體系公正、客觀和可操作的先決條件是指標(biāo)體系構(gòu)建原則的確立。梳理總結(jié)前人選取原則的經(jīng)驗(yàn)，得出主導(dǎo)性原則、生產(chǎn)性原則、實(shí)用性原則、保護(hù)性原則四個(gè)常用基本原則。

不同尺度范圍的研究適用原則不同。沈仁芳認(rèn)為應(yīng)選擇影響大，穩(wěn)定性強(qiáng)且能精準(zhǔn)反映耕地質(zhì)量差異的因素來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，建議全國(guó)性耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取應(yīng)遵循主導(dǎo)性原則、統(tǒng)一性原則、敏感性原則、實(shí)用性原則、獨(dú)立性原則和穩(wěn)定性原則。石淑芹指出區(qū)域耕地利用在考慮主導(dǎo)性原則外應(yīng)當(dāng)遵循空間變異性原則、地域性與普適性原則和可操作性原則。

由于研究的實(shí)際需要和側(cè)重點(diǎn)不同，學(xué)者會(huì)基于基本常用原則，新增部分具體工作所需的原則。區(qū)位條件上，許樹(shù)輝綜合考慮地塊所在區(qū)位、交通通達(dá)狀況等狀態(tài)因素，新增了綜合性、相對(duì)性、區(qū)域性、定量與定性相結(jié)合、動(dòng)態(tài)發(fā)展性幾個(gè)原則。人地關(guān)系上，辛蕓娜從人類(lèi)對(duì)耕地的需求出發(fā)，以農(nóng)用地質(zhì)量分等、基礎(chǔ)地力評(píng)價(jià)以及綠色食品產(chǎn)地環(huán)境要求為基礎(chǔ)新增了保護(hù)性、社會(huì)認(rèn)可性的選擇原則。

2.2 主要耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)體系以糧食產(chǎn)量水平為主要衡量指標(biāo)，客觀地反映出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所具有的發(fā)展?jié)摿ΑＴu(píng)價(jià)指標(biāo)要素在涵蓋資金、生產(chǎn)資料、政策的同時(shí),能夠?qū)δ茉础⒎柿系确矫婵蒲泄ぷ鬟M(jìn)行評(píng)價(jià),以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。

評(píng)價(jià)的主體與對(duì)象的全面化，評(píng)價(jià)要素的具象化，是評(píng)價(jià)結(jié)果具有針對(duì)性的前提。賈萬(wàn)軍新增政策調(diào)控、科技研究、科研成果、資金投入等重點(diǎn)要素,分析政府相關(guān)政策調(diào)控總結(jié)出對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生的影響。楊帆從農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)投入、產(chǎn)出水平和生產(chǎn)環(huán)境三個(gè)角度構(gòu)建農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2.2 土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立是對(duì)自然資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和綜合觀測(cè)的必需條件。構(gòu)建土壤肥力指標(biāo)時(shí)應(yīng)遵守主導(dǎo)性、生產(chǎn)性和穩(wěn)定性原則和土壤本身的物理化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，以及如氣候、地形、水文、土壤管理等耕地環(huán)境要素指標(biāo)。

我國(guó)地域廣闊，土壤地帶差異性明顯，且土壤肥力水平在時(shí)間尺度上也存在明顯變化。綜合各種原因，導(dǎo)致我國(guó)在土壤肥力方面研究不斷增多，但仍未建立起統(tǒng)一的指標(biāo)體系。裴小龍等從土壤的化學(xué)、物理和生物學(xué)三個(gè)不同性質(zhì)方面構(gòu)建了土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為長(zhǎng)期于固定位置觀測(cè)和評(píng)價(jià)土壤資源提供科學(xué)依據(jù)。羅敏強(qiáng)研究我國(guó)西北地區(qū)的壓砂地土壤肥力狀況時(shí)對(duì)空間變異特征進(jìn)行了研究。

2.2.3 耕地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 耕地適宜性評(píng)價(jià)用于研究農(nóng)作物種植的適宜性程度。其評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取一方面需具有代表性,能夠充分體現(xiàn)地形地貌、氣候、土壤和農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施四大要素的特點(diǎn)。另一方面需要具有較高數(shù)據(jù)精度,能夠于市縣行政邊界內(nèi)精確表明空間范圍，有更精細(xì)的空間區(qū)分度。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)已由單一的生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)”三位一體的評(píng)價(jià)，指標(biāo)體系呈現(xiàn)出生產(chǎn)力、環(huán)境、健康與可持續(xù)發(fā)展的綜合統(tǒng)一。劉康等建立了耕地后備資源開(kāi)發(fā)適宜性綜合評(píng)價(jià)體系，全面考慮沿海灘涂資源開(kāi)發(fā)的影響。唐秀美等利用層次分析法和綜合評(píng)價(jià)法在對(duì)山東省章丘市耕地進(jìn)行了適宜性評(píng)價(jià)。

2.2.4 農(nóng)用地分等定級(jí)評(píng)價(jià) 農(nóng)用地分等定級(jí)評(píng)價(jià)為在標(biāo)準(zhǔn)耕作制度、光溫或氣候生產(chǎn)潛力等國(guó)家指定的參數(shù)的控制下，由省級(jí)國(guó)土資源部門(mén)統(tǒng)一組織，以縣級(jí)行政區(qū)為基本單元區(qū)域，通過(guò)逐級(jí)修訂得到縣域內(nèi)部可比的農(nóng)用地分等成果。

《農(nóng)用地分等規(guī)程》和《農(nóng)用地定級(jí)規(guī)程》是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中《農(nóng)用地分等規(guī)程》建立的農(nóng)用土地分等體系與土壤普查、土地詳查的成果相銜接，且全國(guó)范圍內(nèi)可比，具有很高的參考價(jià)值。

3 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

隨著時(shí)間發(fā)展，耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)逐漸從定性走向定量。定性評(píng)價(jià)以專家的經(jīng)驗(yàn)判斷為主，簡(jiǎn)單的計(jì)算為輔，是從人類(lèi)認(rèn)知的角度來(lái)研究的，因此很難避免個(gè)人看法的片面性。定量評(píng)價(jià)則有所側(cè)重和取舍，再結(jié)合相關(guān)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，可以得到準(zhǔn)確、有針對(duì)性的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。然而這類(lèi)方法對(duì)依據(jù)的數(shù)學(xué)理論要求較高，可能造成參與度不高以及缺少定性分析等問(wèn)題。

而在具體評(píng)價(jià)過(guò)程中，由于不同的評(píng)價(jià)目的和內(nèi)容各有所側(cè)重而形成了不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系。

3.1 應(yīng)用基于樣本信息類(lèi)評(píng)價(jià)。

此類(lèi)方法是現(xiàn)國(guó)土資源部門(mén)進(jìn)行日常農(nóng)用地分等的常用辦法，這種方法依靠專家經(jīng)驗(yàn)確定其影響因子的權(quán)重，其結(jié)果很大程度上會(huì)被個(gè)人主觀意見(jiàn)所影響。

3.1.1 經(jīng)驗(yàn)判斷法 經(jīng)驗(yàn)判斷法主要應(yīng)用于早期的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)，是一種偏向定性分析的方法。它根據(jù)評(píng)價(jià)研究有關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷而確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。一般在缺乏數(shù)據(jù)和計(jì)算技術(shù)的情況下使用。由于主觀性較強(qiáng)，易造成指標(biāo)選取不全面、權(quán)重分配不恰當(dāng)、缺乏系統(tǒng)性等問(wèn)題。

3.1.2 層次分析法（AHP）該方法分為目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，是一種定性和定量分析結(jié)合的決策方法。適合于指標(biāo)層次復(fù)雜、目標(biāo)值難于定量描述的評(píng)價(jià)。然而這種評(píng)價(jià)方法也存在分析結(jié)果模糊，權(quán)重確定主觀性較強(qiáng)等缺點(diǎn)。

3.1.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)是一個(gè)系統(tǒng)的、綜合的評(píng)價(jià)過(guò)程，有些數(shù)據(jù)無(wú)法量化，傳統(tǒng)的分析方法無(wú)法應(yīng)用。模糊綜合評(píng)價(jià)將被評(píng)價(jià)對(duì)象的各方面因素都加以考慮，無(wú)法量化的指標(biāo)通過(guò)綜合評(píng)判、加權(quán)等方法得以進(jìn)行計(jì)算，從而得出科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)結(jié)果。

3.2 地學(xué)信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）類(lèi)評(píng)價(jià)

該評(píng)價(jià)方法是一種決策支持系統(tǒng)，也是一種空間信息系統(tǒng)。其特點(diǎn)在于具有優(yōu)越的空間數(shù)據(jù)處理能力，在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中可以同遙感（RS）技術(shù)相結(jié)合，能夠超越常規(guī)方法和一般的信息系統(tǒng)獲取更為有效的信息與數(shù)據(jù)，從而反映耕地質(zhì)量的空間分布與變異狀況，使評(píng)價(jià)結(jié)果具體化、可視化。

3.3 人工智能學(xué)習(xí)技術(shù)類(lèi)評(píng)價(jià)

其代表性的方法有決策樹(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)技術(shù)和元胞自動(dòng)機(jī)技術(shù)等，在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)研究中受到了廣泛的關(guān)注。此類(lèi)方法的優(yōu)勢(shì)在于具有感知、記憶、聯(lián)想和思維、自適應(yīng)等能力，可解決耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中分類(lèi)和回歸等難以處理的問(wèn)題。

4 未來(lái)發(fā)展方向

我國(guó)正處于鄉(xiāng)村振興第一階段的重要時(shí)期，作為“三農(nóng)”工作的重要管控對(duì)象，耕地資源被賦予了新的要求。耕地質(zhì)量研究應(yīng)立足于已有研究基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)土地管理的新形勢(shì)與新模式，以各學(xué)科背景下綜合的研究視角，逐步完善研究思路、研究視域、研究?jī)?nèi)容與研究方法。

4.1 指標(biāo)體系方面

我國(guó)土壤肥力評(píng)價(jià)相關(guān)研究已經(jīng)較為深入，但因?yàn)橥寥赖貛Р町愋浴⒎柿λ降脑跁r(shí)間尺度變化明顯等因素，我國(guó)在土壤肥力評(píng)價(jià)相關(guān)方面仍然缺乏統(tǒng)一的具有引領(lǐng)性的標(biāo)準(zhǔn)。

時(shí)間上，在研究范圍內(nèi)把握不同時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化和未來(lái)演變趨勢(shì)，將時(shí)間因素納入考慮，整合衛(wèi)星長(zhǎng)期序列數(shù)據(jù)，整理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年代、更新時(shí)限。

空間上，注重耕地質(zhì)量的空間分布特征與規(guī)律。考慮區(qū)域重點(diǎn)限制因素，促進(jìn)耕地集中共同提升，并采取農(nóng)田水利建設(shè)等工程措施。改變傳統(tǒng)以行政區(qū)劃為界限劃定研究區(qū)域的方法，運(yùn)用如網(wǎng)格法等其他方法，更注重耕地形

成的原生肌理與自然空間條件。與高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中耕地的集中連片性開(kāi)發(fā)與建設(shè)要求相契合。

4.2 評(píng)價(jià)方法方面

隨著研究的不斷深入，人們對(duì)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確度、科學(xué)性、全面性做出了更高的要求，單一的評(píng)價(jià)方法逐漸難以滿足多樣化的研究需求在現(xiàn)實(shí)研究中，一方面，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)新興技術(shù)的應(yīng)用。另一方面，可以有針對(duì)性地將多種評(píng)價(jià)方法結(jié)合，做出更綜合、更系統(tǒng)、更精確的評(píng)價(jià)。這樣的評(píng)價(jià)結(jié)果能更全面準(zhǔn)確地反映耕地健康生產(chǎn)能力的空間分布規(guī)律，并為土地資源管理提供了更科學(xué)的數(shù)據(jù)與理論支持。

綜上所述，目前我國(guó)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)已經(jīng)進(jìn)行到了面向多種要素綜合評(píng)價(jià)的階段。評(píng)價(jià)過(guò)程中主要依據(jù)研究區(qū)自然本底和土壤環(huán)境的具體情況以及研究目的的差異性構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。通過(guò)文獻(xiàn)的梳理與歸納，當(dāng)今主流耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力評(píng)價(jià)、土壤肥力評(píng)價(jià)、耕地適宜性評(píng)價(jià)、農(nóng)用地分等定級(jí)評(píng)價(jià)。結(jié)合所構(gòu)建的指標(biāo)體系，選擇適宜的評(píng)價(jià)方法，目前主要評(píng)價(jià)方法分為應(yīng)用基于樣本信息、使用地學(xué)信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）和人工智能學(xué)習(xí)技術(shù)三大類(lèi)。在文獻(xiàn)分析研究的同時(shí)，本文也發(fā)現(xiàn)了目前國(guó)內(nèi)耕地質(zhì)量研究在指標(biāo)體系建立和評(píng)價(jià)方法方面仍然存在一定的研究缺口，今后可以在這些方面進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查研究，注重跨時(shí)空、過(guò)程精細(xì)化、多方法綜合的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)。