醴陵市耕地質量等級評價與特征分析

李江林，黃永泉，龍玉斌，趙二毛，高 宇，戴思展，許勛祺

（醴陵市農業農村局，湖南 株洲 412205）

耕地是人類生存必不可少的生產資料[1-2]，是農業生產最基本的資源，是實現可持續發展的重要物質基礎[3]；一定數量與質量的耕地對保障糧食安全、實現經濟持續健康發展和社會和諧穩定具有重要的現實意義[4-6]。開展耕地質量調查評價工作，有助于全面摸清耕地質量家底，查明耕地質量主要性狀及地力等級，并針對耕地生產障礙因素提出耕地質量保護與提升的對策與建議[7-8]。進一步完善耕地質量等級調查與評價制度，可為落實國家糧食安全戰略和實施藏糧于地、藏糧于技戰略，守牢耕地質量紅線，推進農業供給側結構性改革，優化耕地資源配置，加強耕地質量建設，促進農業綠色發展提供重要支撐[9-10]。因此，該研究以醴陵市第三次國土調查耕地質量評價為契機，開展2021 年醴陵市耕地質量等級調查評價工作，對不同等級耕地質量特征進行分析，并提出相應關于耕地質量提升的對策建議，以為醴陵市更好地保護耕地、提升耕地質量，實現糧食持續增產和農業綜合生產能力提升提供基礎資料、理論依據和數據支撐。

1 區域概況、數據來源與研究方法

1.1 區域概況

醴陵市地處湖南省東部，位于長沙、株洲、湘潭“金三角”經濟區東南部，地理坐標為113°9′E～113°45′E，27°22′N～27°58′N，屬亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫為18 左右，年平均降水量為1 300 mm 以上。醴陵市地貌以山地、丘陵和崗地為主，母巖以沉積巖、變質巖為主，巖漿巖次之。全市現轄19 個鎮、5 個街道，總面積為2 157 km2，總人口為106 萬人。

1.2 數據來源

在對2017—2020 年歷史耕地質量區域評價樣點、測土配方施肥取土樣點、耕地質量長期定位監測點進行整理的基礎上，該研究遵循科學性、代表性、均勻性和時效性等原則，根據醴陵市耕地數量和分布狀況，結合行政區劃、地貌類型、土壤類型、土地利用、管理水平等情況，以土種為基本單元確定2021 年醴陵市耕地質量調查采樣點位置。該研究布設了760 個調查采樣點，具體布設情況如圖1 所示。由于該研究基于2017—2020 年的歷史點位數據確定調查采樣點，且2021 年新設立的長慶街道是從醴陵市王仙鎮和來龍門街道拆分出來的，行政區劃變更后，醴陵市行政區域范圍保持不變，故該研究仍按照以前的行政區劃進行具體分析。

圖1 2021 年醴陵市耕地質量調查采樣點布設情況

1.3 研究方法

1.3.1 評價指標及其權重確定 根據GB/T 33469—2016 耕地質量等級，醴陵市屬于長江中下游區下的江南丘陵山地農林區。該研究采用特爾菲法確定耕地自然質量參評因素及其權重，醴陵市耕地質量評價指標包括地形部位、有效土層厚度、有機質含量、耕層質地、土壤容重、質地構型、生物多樣性、清潔程度、障礙因素、灌溉能力、排水能力、農田林網化率、pH 值、有效磷、速效鉀15 項指標，其權重如表1 所示。

表1 醴陵市耕地質量評價指標及其權重

1.3.2 耕地質量等級劃分 該研究采用環刀法測定土壤容重；采用電位法測定土壤的pH 值，水土比為2.5 ∶1；分別采用重鉻酸鉀容量法、氟化銨-碳酸氫鈉-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法和乙酸銨浸提-火焰光度法測定土壤的有機質含量、有效磷和速效鉀[11]。通過計算耕地質量綜合指數，該研究最終將醴陵市耕地質量劃分為10 個等級，并把一、二、三等地歸為高產耕地，把四、五、六等地歸為中產耕地，把七、八、九、十等地歸為低產耕地，耕地質量等級劃分標準如表2 所示。

表2 醴陵市耕地質量等級劃分標準

1.3.3 數據處理 該研究利用ArcGIS 和縣域測土配方施肥專家系統計算各項指標的隸屬度函數，使用SPSS 19.0 軟件進行數據統計分析，采用單因素方差分析法、Duncan 多重比較法和Pearson 相關性分析法進行數據差異分析。

2 結果與分析

2.1 醴陵市耕地質量等級評價

2.1.1 耕地質量加權等級 如表3 所示，該研究將2021 年醴陵市耕地質量劃分為10 個等級，應用縣域耕地資源管理信息系統軟件對耕地質量評價結果的外部屬性數據庫進行檢索，統計各等級耕地的面積及圖幅總面積，得出2021 年醴陵市耕地質量加權等級為4.86 級，較2020 年醴陵市耕地質量加權等級4.88 級提升了0.02 個級別[10]。

表3 2021 年醴陵市耕地質量加權等級

2.1.2 耕地質量等級劃分 由表4 可知，2021 年醴陵市耕地總面積為42 639 hm2，主要有水田和旱地2種類型。其中，水田面積為40 821.91 hm2，占耕地總面積的95.74%；旱地面積為1 817.07 hm2，占耕地總面積的4.26%。根據2021 年醴陵市耕地質量評價結果可知，高產耕地的面積為7 813 hm2，占耕地總面積的18.32%；中產耕地的面積為29 752 hm2，占耕地總面積的69.78%；低產耕地的面積為5 074hm2，占耕地總面積的11.90%。

表4 2021 年醴陵市各等級耕地的面積及比例

2.1.3 不同等級耕地分布區域 由表5 可知，2021年醴陵市高產耕地的面積為7 813 hm2，占耕地總面積的18.32%；高產耕地主要分布在李畋鎮、白兔潭鎮、明月鎮、楓林鎮，分布面積分別為829.85、812.54、740.73、730.14 hm2，占高產耕地總面積的比例分別為10.62%、10.40%、9.48%、9.35%。中產耕地的面積為29 752 hm2，占耕地總面積的69.78%；中產耕地主要分布在船灣鎮、茶山鎮、石亭鎮、均楚鎮、明月鎮、左權鎮，分布面積分別為2 463.18、2 459.99、2 322.89、2 321.08、2 300.60、1 991.55 hm2，占中產耕地總面積的比例分別為8.28%、8.27%、7.81%、7.80%、7.73%、6.69%。低產耕地的面積為5 074 hm2，占耕地總面積的11.90%；低產耕地主要分布在均楚鎮、茶山鎮、左權鎮，分布面積分別為555.40、547.69、505.12 hm2，占低產耕地總面積的比例分別為10.95%、10.79%、9.96%。

表5 2021 年醴陵市不同等級耕地分布區域

2.2 醴陵市耕地質量特征分析

2.2.1 耕地土壤理化性質 由表6 可知，總體來看，2021 年醴陵市土壤pH 值平均值為5.54，處于偏酸水平；有機質含量平均值為35.06 g/kg，處于較高水平；有效磷和速效鉀平均值分別為22.51 和109.23 mg/kg，處于中低水平。但高、中、低產耕地土壤的理化性質指標數據差異顯著。與低產耕地相比，高產和中產耕地的土壤容重分別降低0.10 和0.04 g/cm3，不同等級耕地按土壤容重從大到小排列依次為低產耕地、中產耕地、高產耕地；高產和中產耕地的土壤pH 值分別提高0.28 和0.08，不同等級耕地按pH值從大到小排列依次為高產耕地、中產耕地、低產耕地；高產和中產耕地的土壤有機質含量分別提高61.98%和51.69%，不同等級耕地按有機質含量從高到低排列依次為高產耕地、中產耕地、低產耕地；高產和中產耕地的土壤有效磷含量分別下降8.80%和25.47%，不同等級耕地按有效磷含量從高到低排列依次為低產耕地、高產耕地、中產耕地；高產和中產耕地的土壤速效鉀含量分別提高46.89%和18.47%，不同等級耕地按速效鉀含量從高到低排列依次為高產耕地、中產耕地、低產耕地。

表6 2021 年醴陵市耕地土壤理化性質

2.2.2 耕地土壤質地 由表7 可知，2021 年醴陵市高產耕地的土壤耕層質地以壤質為主，重壤、砂壤和輕壤面積占高產耕地面積的比例分別為42.91%、27.89%和22.78%；土壤通氣狀況良好，有利于土壤形成良好的結構。73.94%的中產耕地土壤質地為黏土、重壤，其中，黏土面積最大，為13 482.00 hm2，占中產耕地面積的45.31%；中壤面積占中產耕地面積的比例最小，為3.15%，土壤質地較差，有向黏砂兩極分化的趨勢，土壤結構水平也相應下降。低產耕地的質地同樣較為黏重，黏土和重壤面積占比達到74.48%，其中，黏土面積最大，為2 098.24 hm2，占低產耕地面積的41.35%；中壤面積占低產耕地面積的比例偏小。

表7 2021 年醴陵市耕地土壤質地情況

2.2.3 耕地立地條件 由表8 可知，2021 年醴陵市高產耕地主要分布在丘陵下部和寬谷盆地，分布面積分別為6 210.30 和1 034.07 hm2，占高產耕地面積的比例分別為79.49%和13.24%；分布在丘陵上部的耕地面積所占比例極低，面積為24.42 hm2，占比為0.31%；高產耕地總體立地條件好。相比于高產耕地，全市中產、低產耕地的立地條件較差。中產耕地主要位于丘陵下部和丘陵中部，分布面積分別為17 249.12 和7 084.04 hm2，占中產耕地面積的比例分別為57.98%和23.81%；分布在丘陵上部的耕地面積所占比例也有大幅提高。低產耕地主要分布在丘陵下部和丘陵中部，分布面積分別為2 625.62和1 483.00 hm2，占低產耕地面積的比例分別為51.75%和29.23%；分布在丘陵上部的耕地面積所占比例進一步上升。總體來看，2021 年醴陵市大部分耕地分布在丘陵下部和中部，立地條件較好。

表8 2021 年醴陵市耕地分布的地形部位情況

2.2.4 耕地基礎設施 由表9 可知，2021 年醴陵市高產耕地的灌溉及排水設施均較好，灌溉能力級別為“充分滿足”和“滿足”的高產耕地面積分別占高產耕地總面積的32.12%和67.88%，排水能力級別為“充分滿足”和“滿足”的高產耕地面積分別占高產耕地總面積的0.79%和99.20%。相比于高產耕地，醴陵市中產耕地的灌溉和排水能力均有所下降，部分中產耕地灌溉能力和排水能力級別為“基本滿足”或“不滿足”：灌溉能力級別為“基本滿足”和“不滿足”的中產耕地面積分別占中產耕地總面積的1.28%和0.81%，排水能力級別為“基本滿足”和“不滿足”的中產耕地面積分別占中產耕地總面積的2.93%和4.74%。相比于中、高產耕地，醴陵市低產耕地的灌溉能力和排水能力進一步下降，灌溉能力級別為“不滿足”的低產耕地面積達到1 439.50 hm2，占低產耕地總面積的28.37%，排水能力級別為“不滿足”的低產耕地面積達到1 547.87 hm2，占低產耕地總面積的30.51%。總體來看，2021 年醴陵市耕地的灌溉能力和排水能力級別多為“滿足”，基礎設施比較完善。

表9 2021 年醴陵市耕地基礎設施情況

3 結論與建議

3.1 結 論

研究結果顯示，就耕地質量等級評價而言，2021 年醴陵市耕地質量加權等級為4.86 級，較2020年加權等級4.88 級略有提升：耕地總面積為42 639 hm2，其中，高產耕地（1～3 級）面積為7 813 hm2，占耕地總面積的18.32%，主要分布在李畋鎮、白兔潭鎮、明月鎮、楓林鎮；中產耕地（4～6 級）面積為29 752 hm2，占耕地總面積的69.78%，主要分布在船灣鎮、茶山鎮、石亭鎮、均楚鎮、明月鎮、左權鎮；低產耕地（7～10 級）面積為5 074 hm2，占耕地總面積的11.90%，主要分布在均楚鎮、茶山鎮、左權鎮。就耕地質量特征分析而言，2021 年醴陵市耕地土壤處于偏酸水平，有機質含量處于較高水平，有效磷和速效鉀處于中低水平，但高、中、低產耕地土壤的理化性質指標數據差異顯著；高產耕地土壤質地以壤質為主，中、低產耕地土壤質地以黏土、重壤為主；大部分耕地分布在丘陵下部和中部，立地條件較好，高產耕地主要分布在丘陵下部和寬谷盆地，中、低產耕地主要位于丘陵下部和丘陵中部；耕地的灌溉和排水能力級別多為“滿足”，基礎設施比較完善，不同等級耕地按灌溉和排水能力從強到弱排列依次為高、中、低產耕地。

3.2 建 議

2021 年醴陵市高產耕地的pH 平均值為5.73，整體偏酸性，同時，土壤有效磷含量平均值為26.43 mg/kg，有效磷含量的水平偏低。因此，針對高產耕地，醴陵市首先應采取適當施用酸性土壤調理劑、增施有機肥、秸稈還田等措施，調節土壤酸堿度，增加土壤有機質含量，提升土壤有效磷含量的水平，從而進一步提高高產耕地的質量；其次應完善灌排溝渠等基礎設施的配套建設并加強維護，確保灌排溝渠暢通，提高排水和灌溉效率。醴陵市中、低產耕地面積較大，分布較廣，因此，醴陵市要從實際出發，因地制宜地分類配套改良技術措施，以進一步提高耕地質量。研究表明，當土壤pH 值為5.18 時，施用石灰1.2 g/kg 可使pH 值提升0.63[12]，故醴陵市可適量施用石灰改良劑和土壤改良劑，以中和土壤酸性，改善土壤理化性質和土壤養分狀況，并對土壤微生物產生積極影響，從而提高土壤的生產力。合理的耕作方式能夠顯著改善土壤團粒結構，提高土壤通透性和保水率，減緩土壤酸化，故醴陵市可以采用壟播和深耕土層的措施，提高土壤中的微生物活性，改善土壤團粒結構，提高土壤肥力[13-15]。此外，醴陵市還需完善中、低產耕地的基礎設施建設。