耕地健康产能内涵及评价指标体系研究进展

耕地健康产能是保障国家粮食安全和农业可持续发展的基础。目前大多数研究只针对于土壤健康、土壤质量和耕地产能的某一方面展开,将耕地健康和耕地产能结合起来的研究较少,对耕地健康产能的认识也不够全面。本文采用文献回顾法,综述了国内外有关耕地产能和耕地健康相关的概念和指标,界定了耕地健康产能的内涵,并从气候、土壤、技术水平、生产环境、作物安全性、生产弹性6个方面构建了耕地健康产能评价指标体系,提出了评价思路。本文建议今后应进一步研究指标定量分析和获取方法,探索不同尺度、不同区域耕地健康产能评价指标体系和方法,加强对耕地健康产能的监测,识别限制健康产能的因子,为耕地保护和农业可持续利用提供支持。     

土壤健康指标体系与评价方法研究进展

健康土壤能够保障健康食物生产,维持土壤生态系统多功能性,是农业绿色发展的基础。明确土壤健康现状,系统开展土壤健康诊断是培育健康土壤和提高土壤生产力的基础。然而,以往人们基于单一土壤功能即土壤生产力开展了大量的指标选择和评价工作,忽视了其他土壤功能,评价指标中土壤生物学特性未引起足够重视,对土壤过程的动态监测少。随着对可持续发展的关注以及农业绿色发展的需求,土壤健康指标体系和评价方法正在不断完善。针对不同空间尺度和不同作物体系,建立多目标协同的土壤健康评价体系成为土壤可持续利用的热点和前沿。本文总结了土壤健康指标体系的选择原则,分析了生物学指标在土壤健康评价中的重要性,重点阐述了我国、美国、新西兰等国家土壤健康评价方法以及基于土壤功能和土壤管理等评价方法的进展、优缺点和应用区域,提出了完善土壤健康评价系统的途径。未来需要构建基于区域自然禀赋环境特征的土壤-作物管理大数据平台,发展生物学指标,建立长期和全程动态监测体系,并与快速无损测试技术、智能化信息技术相结合,形成多目标协同、适用于不同区域和作物体系的土壤健康评价方法,通过多主体参与,为农业绿色发展提供重要支撑。     

县域耕地健康产能评价

耕地的产能水平和健康状况是保障粮食安全和可持续发展的基础,对耕地健康产能进行研究,有利于指导优质耕地优先划入基本农田,全面落实耕地数量、质量、生态"三位一体"保护。在梳理土壤健康、耕地产能等研究基础上,界定耕地健康产能的内涵,并将生物活性、作物品质、系统弹性等指标纳入耕地健康产能评价指标体系,运用加权求和法、"1+X"累加模型、连乘积法、叠加法等方法对研究区进行了实证研究。结果表明:研究区耕地产能呈现出由东北地区向西南地区逐渐降低的趋势,耕地健康产能评价结果与耕地健康诊断结果具有相似的规律性,研究区耕地健康产能总体状况良好,级别较低的耕地主要分布在研究区的南部及S湖沿岸,南部大部分为丘陵区,土壤养分含量低,基础设施不完善,产能较低,又由于产业结构和S湖污染的影响,耕地重金属污染严重,导致耕地多为不健康类型。建立的评价指标体系能够反映研究区耕地健康产能的实际情况,能为县域耕地健康产能评价提供借鉴。今后还应重点研究其他尺度的评价指标体系,探索提升耕地健康产能的措施,建立长期的监测网络,为永久基本农田划定和耕地保护提供决策依据。     

农田土壤生态系统多功能性研究进展

健康土壤培育是耕地产能提升的先决条件,也是应对粮食安全和环境保护挑战,保障土壤可持续利用,实现农业绿色发展和构建生命共同体的基础。健康土壤培育的核心是实现土壤生态系统多功能性。在生态文明建设的新时代,土壤生态系统多功能性评价、培育过程及机制研究已成为全球土壤健康行动的焦点和前沿。本文系统梳理了土壤功能、土壤生态系统服务与土壤生态系统多功能性的概念,讨论了土壤生物多样性对多功能性的影响、土壤功能间的协同与权衡关系,总结了土壤功能评价及量化的方法,并提出了突破单一追求粮食高产目标,发展基于多功能性综合调控的农田健康土壤培育新思路。提出在不同层级上提高土壤多功能性的途径：在全国尺度调整土地利用方式及农业结构、区域尺度协调资源配置、景观尺度构建农业设施建设与景观格局、田块尺度优化田间土壤管理技术,全面提升土壤健康和多功能性。未来需要通过多学科交叉深入探索不同时空尺度的土壤多功能性形成与维持机理,与现代科技相结合,完善土壤功能管理相关政策与落地方案,强化土壤多功能性在可持续环境政策与管理中的多维作用,为山水林田湖草生命共同体协调发展和“碳达峰、碳中和”国家战略的实施提供重要支撑。     

基于生态系统多功能性的农田土壤健康评价

农田土壤健康状况不仅影响作物产量和品质,还影响大气、水环境质量和生物安全,因而农田土壤健康评价应将土壤生产能力与生态环境效应结合考虑。基于土壤生态系统多功能性,将土壤功能归纳为作物生产、持水净水、养分运移与缓冲、碳固存及栖息地与多样性等5项功能。进一步针对每项功能,按照固有属性和动态属性两个方面分别选取基础项指标,同时考虑具有区域特点的威胁土壤功能发挥的限制项指标,并采用2个乘数来体现限制因子对固有和动态属性影响的差异性,共同构建农田生态系统土壤健康评价指标体系。以中国生态系统研究网络(CERN)内位于黄淮海平原的封丘、栾城和禹城3个实验站典型农田生态系统为例,应用所建立的指标体系,采用灰色关联分析法对其土壤健康状况进行综合评价。结果显示,3个农业生态实验站土壤健康状况总体相当且处于较高水平,但仍有所差异,表现为禹城>栾城>封丘,且作物生产功能与产量R~2达到0.60,验证表明该评价体系比较合理。因此,基于多功能性的土壤健康评价方法可为进一步探究土壤健康长期变化趋势,实施土壤资源有效管理提供一定参考。     

耕地破坏程度评价指标及其量化研究

通过定性与定量相结合的方式,建立耕地破坏程度评价指标库,明确评价因子、量化分级标准及权重指数,计算得出综合鉴定得分,以确定耕地破坏的程度.旨在建立耕地破坏程度评价指标体系,为毁坏耕地行为认定提供科学依据,弥补耕地破坏程度鉴定中的标准空缺问题.研究结果:以地表现状破坏(土地压占、土地塌陷)、土壤质量破坏(土壤物理指标、土...     

珠三角丘陵区耕地质量综合评价及指标权重敏感性分析

快速工业化和城市化给珠三角地区的耕地造成一系列土壤环境污染问题,合理评价这些区域耕地质量对指导耕地的有效利用和保护以及实现耕地数量-质量综合平衡与管理具有重要意义。目前耕地质量评价中,较少考虑土壤污染因素,并且缺乏对指标的权重敏感性分析验证评价结果的可靠性。因此该文以珠三角土壤受污染区之一的增城区为例,综合考虑土壤肥力因素以及土壤环境评价指标,从土壤理化性质、农业生产条件、区位条件、土壤环境4个方面构建耕地质量综合评价指标体系,分析增城区耕地质量总体特征及空间布局与行政区域分布规律,在此基础上基于OAT(one-at-a-time)法来评估各指标权重的不确定性对评价结果的影响程度。结果表明:增城区耕地整体质量较高但优质耕地较少。在耕地质量综合评价中融入土壤污染因素,并对其进行微观定量分析,使得评价体系更全面。不同指标权重变化对耕地质量变化率影响的空间差异较大;对于同一指标,权重增加或减少的值相同时,其对耕地质量评价结果的敏感性相同。最大的MACR(mean absolute change rate)值3.558 2%远低于相应的权重变化率30%,表明评价结果总体相对稳定,该文初始确定的权重是合理的。该研究有助于国土相关部门更好地掌握土壤受污染区域的耕地质量,在空间多准则决策中减少不确定性影响。     

耕地质量的概念和评价与管理对策

耕地是最重要的农业资源之一,耕地质量是国家粮食安全和农产品质量安全的重要基础。本文根据文献资料,归纳总结了耕地质量概念及评价方法的研究现状,认为耕地质量是个多层次的概念,包含耕地的土壤质量、空间地理质量、管理质量和经济质量四层涵义,评价指标包含自然和社会经济两大因素。分析了我国耕地质量变化状况,结果表明,总体上我国耕地质量等级偏低,其中肥力质量、管理质量及经济质量逐渐趋好,但是健康质量和环境质量却日趋恶劣,部分区域耕地质量问题严重。文章还提出了针对我国国情的耕地质量建设及管理建议。     

基于3S技术的区域性耕地资源变化影响评价模式研究

针对目前尚未形成国内外公认的耕地资源变化影响评价方法,该文提出基于耕地生产能力评价指标体系、耕地质量评价指标体系以及耕地自然等和利用等指标体系的3种区域性耕地资源评价指标体系,确定3种基于3S技术的耕地资源变化影响评价模式.与基于粮食单产划分耕地等级进行评价的传统方法,共同构成了区域性耕地资源变化影响评价的4种方案.还分析了4种评价方案的思想基础、特点及实用性的差异.并以东北地区为案例,利用耕地自然等和利用等指标体系方法,分析了1993～2003年东北耕地变化对粮食生产能力的影响.此外,提出作物种植结构以及作物品种变化对粮食生产能力影响评价的建议.为区域性耕地资源变化影响评价方法体系提供参考和借鉴.     

基于耕地要素的耕地质量评价指标体系研究及其发展趋势

耕地质量评价作为衡量耕地内在基础条件与外在利用水平的重要手段,而科学合理的指标体系是评价的关键。本文在对耕地和耕地质量概念内涵梳理分析的基础上,基于耕地要素特征构建耕地质量评价指标体系,并提出了耕地质量评价的研究趋势。结果表明:耕地是气候、土壤、地貌、权籍、利用和基础设施等要素综合作用而形成的以种植农作物为主的土地利用类型;耕地质量是由自然因素与社会因素综合作用而形成的满足作物生长的适宜性程度,包括气候条件、地貌状况、土壤特性、利用特征、权籍属性和基础设施等方面,并具有保障国家粮食安全、满足公众对高效生产、绿色食品供给等多重效用的能力;基于耕地要素特征,从气候、地貌、土壤、基础设施、权籍和利用等层面构建耕地质量评价指标体系;耕地质量评价研究应注重多目标的综合评价,通过构建时间与空间的多尺度评价体系,借助遥感、地理信息系统等"3S"技术创建耕地质量诊断与评价新模式。     

土壤质量评价中文文献分析

基于中国知网(CNKI,http://www.cnki.net)1950~2016年关于土壤质量方面的中文文献查阅结果,概述了我国关于土壤质量的内涵认知、评价指标体系选择和权重确定方法以及土壤质量评价方法,旨在为今后的土壤质量评价提供参考。关于土壤质量的内涵,中国科研人员更接受土壤肥力和土壤质量这两个概念,进入21世纪后,中国开始更为关注基于"污染"的土壤环境质量;评价指标体系大致可以分为土壤物理指标、土壤养分和常规化学指标、土壤生物指标和污染物指标四类,土壤物理指标中,质地、含水量和耕层厚度使用频数最多,土壤养分与常规化学指标中,有机碳和pH使用频数最多,土壤生物指标中酶活性、细菌数量和真菌数量使用频数最多,但相比于物理指标和土壤养分和常规化学指标,生物指标的应用较少,污染物指标中重金属指标的使用频数最多;指标权重的确定方法中主观法的层次分析法和客观法的主成分分析占主导地位;土壤质量评价方法中综合指数法和内梅罗指数法应用的最多。土壤质量评价指标体系,因评价者、评价区域、评价对象和评价目的的不同而不同,随着我国经济、土壤微生物的研究技术的迅猛发展,预计微生物指标在土壤质量评价中将会得到越来越广泛和深入的应用。     

区域可持续土地利用管理评价指标体系探讨

借鉴国内外研究基础,探讨了区域可持续土地利用管理评价指标设计的结构和原则,并且以农用土地为侧重点,系统提出区域可持续土地利用管理评价的指标体系框架.该框架以整个区域农用土地为对象,以土地质量指标为主体,构建了5个方面的评价标准,即土地质量维持或提高、土地资源的供应与当前及未来需求目标的平衡、非再生资源合理使用、土地资源的非生产功能得到兼顾、良好的社会政策环境支持.并分别建议了评价指标.     

城市化驱动机制下的农用地健康评价

农用地健康评价是实现土地数量、质量和生态并重管理的基础研究,是粮食安全（产量与品质）的重要保证。文章选取位于京津冀接壤区的城郊农用地作为研究区域,在系统分析城市化驱动对城郊农用地影响的基础上,研究建立了包括质量目标、产能目标和土壤环境目标的农用地健康评价体系,并以农用地分等数据为基础,通过实地调查与化验分析获取指标属性,采用模糊评价模型评价研究区域的农用地健康状况,结果显示,区域内农用地分别隶属很健康、健康和亚健康3个级别,非模糊化处理后的农用地健康指数在0.539～0.736之间,区域内农用地健康状况较好,但城市化驱动使农业收益增加的同时,也导致一定的土壤环境污染风险。研究表明,建立的评价体系与方法对开展农用地健康评价有借鉴意义,针对评价指标的隶属度分析较好反映了城市化驱动对农用地健康状况的影响。     

中国耕地健康产能综合评价与试点评估研究

评价中国耕地健康产能状况,分析危及耕地健康的区域性关键问题,对探索可持续的耕地利用路径,维护国家粮食安全与生态安全具有重要意义。耕地健康产能是耕地自然系统与利用系统综合作用的结果,直接计算耕地健康产能状况是复杂困难的。因此,该文尝试采用一种简化的方法评价耕地健康产能,即分别评价耕地健康与耕地产能状况,并通过耦合耕地健康与产能,分析耕地利用合理程度与生产能力之间的相互作用特征。其中耕地健康状况强调从不同方面评价人对耕地利用的适宜程度并体现区域耕地不合理利用的主导因素。该文以全国范围65个县(市)作为研究对象,应用地形特征、土壤性状、耕作条件、环境状况和生物特性5类指标整合影响耕地健康的关键因子并评价耕地健康状况,在此基础上,通过分析指标标准差收敛特征与评价因子的评分规则定义各指标的临界健康与亚健康阈值,将试点县划分为健康、亚健康与不健康3类,进而分析不同健康状况的分布特征。同时,综合区域气候条件、耕地自然条件与耕作技术水平评价耕地产能水平,并分析区域耕地健康-耕地产能作用特征。结果表明,试点县耕地亚健康及不健康类型表现出显著区域性特征,不同试点县限制耕地健康的关键要素存在差异;一方面,耕作条件的亚健康状况普遍(数量占比约40%),表现为耕地破碎化严重以及农田基础设施不完善,也反映出高标准农田建设的迫切需求;另一方面,生物特性形式严峻,表明在气候条件-土壤结构-耕作技术等因素相互作用下耕地保障动物健康生长的能力正面临退化。此外,通过耕地健康与耕地产能耦合分析,该文将试点县耕地健康产能特征划分为"健康-高产能"、"健康-低产能"、"亚健康-高产能"、"亚健康-低产能"、"不健康-高产能"、"不健康-低产能"6类,并分析不同类型区域耕地保护的重点方向,其中"不健康/亚健康-高产能"区域分布广泛,是中国实施藏粮于地、藏粮于技战略的关键地带,应兼顾耕地健康与耕地产能,加强提升耕地健康状况的方法研究与实践。该项研究为耕地健康产能提升提供科学依据,为不同区域耕地资源保护路径设计提供有效支撑。     

农用地土壤重金属超标评价与安全利用分区

土地资源是大自然馈赠给人类的独特珍品,承载万物。开展区域农用地土壤重金属超标评价与安全利用分区、分类利用管控,促进区域土地资源合理、高效利用是新常态下耕地保护的基本要求。该文分不同p H值区间、8种不同地类,基于现行土壤环境质量评价和食品安全评价的众多标准集成土壤环境质量现状评价标准,以江苏省某市为例,运用单因子指数法、内梅罗综合指数法和潜在生态危害指数法开展土壤重金属超标评价,进而提出了安全利用等级划分方案和分区、分类利用与管理的管控策略。结果表明:将研究区农用地分为安全、基本安全、低风险、中风险和高风险5种综合分区,分别采取优先保护、综合监控、预警防控和限制利用等措施,以精细化管理思想为出发点,从源头控制、农艺措施调控、种植作物调整、地类转换以及土壤修复、综合整治等方面提出了各综合分区的安全利用管控策略。因此,开展区域农用地土壤重金属超标评价与安全利用分区研究为确保土地资源合理利用保护耕地提供了重要思路。     

基于GIS的土壤适宜性评价方法研究与系统实现

以漳州市为研究区域,采用矢量数据结构模型,以评价因子图层叠加后生成的图斑作为评价单元,在组件式GIS开发工具SuperMap软件支持下,建立一种可以由用户任意选择进行适宜性评价的农作物对象,确定适宜性评价指标和评价标准的适宜性评价咨询系统.系统支持用户事先将不作评价的地物类型剔除,同时可以通过将用户在使用系统过程中建立的各种农作物生态指标库保存起来,从而使系统在用户的不断参与下更加方便实用.同时系统能够对收集的各类数据进行动态管理,具有相关的统计、分析和管理功能,可方便及时地为地区引进农作物新品种,并为农业生产结构调整提供依据.结合土壤适宜性评价系统的开发实践,对土壤适宜性评价的实现过程与方法进行了探讨.