第七章 土壤资源评价

第七章土壤资源评价第一节土壤资源评价的目的与原则•土壤资源是指具有农、林、牧业生产力的各种土壤类型的总称，是人类赖以生存的最基本、最广泛、最重要的生产资料和自然资源。•土壤资源是一种特殊的农业生产资料，主要在于它是一种可以不断更新的自然资源，是地球陆地生态系统或土壤生态系统中重要的组成部分。•土壤学、土壤管理的根本目标是合理利用土壤，科学合理利用土壤资源又是以土壤资源评价为基础的。•土壤资源评价是指对土壤资源的质量、适宜性和限制性作出评定，并综合评定其生产潜力。•评价的实质是分析土壤质量与土壤用途两者之间的关系。•土壤的含义及基本特性，决定了土壤评价是一个多指标的评价系统，必须同时考虑土壤用途、各种土壤性状及其影响因素等。•土壤资源评价又是一个多目标的评价系统，要同时兼顾生态、经济、社会效益。•土壤资源评价的目的是在摸清土壤资源底细的基础上，合理利用与保护土壤资源，充分发挥土壤资源的生产潜力，为农业生产与管理服务。•按不同的评价目的，土壤资源评价可以分为三个层次，即土壤自然适宜性评价、土壤生产潜力评价、土壤经济评价。•土壤资源评价的主要依据是土壤生产力的高低，它主要从土壤质和量两方面来衡量。质的方面主要表现在土壤对发展农、林、牧业生产的适宜性和限制性。•量的方面主要体现在作物、饲草、树木的单位面积产量。•土壤资源评价是综合农业区划、林业区划、农业种植区划、土壤资源开发利用分区与规划、以及科学地管理土壤资源极其重要的基础工作。为此，土壤资源评价必需回答下列问题：⑴各种土壤资源类型的数量、质量及其关系。⑵各种土壤资源类型的生产潜力大小，以及当前生产条件下，土壤生产潜力的发挥如何？⑶各种土壤资源类型分别有哪些限制因子，可能改变的程度如何？采取什么措施提高土壤资源生产潜力？•土壤资源评价遵循土地评价的原则和方法，但它是针对土壤资源而言的，以大农业利用为方向的因地制宜、综合利用、以及生态、经济与社会3个效益相协调为指导思想，按以下4条基本原则进行评价：•(1)土壤生产力高低评价：这是评价的核心内容。一般以耕地的农作物产量作为土壤当前生产力的综合指标，也要对土壤资源类型的形成、演变与特性进行综合分析，并对经过调整和采取高科技措施以后的生产潜力作出评价。(2)土壤资源对农林牧业生产的适宜性评价：这里要特别注意土壤资源潜在的适宜性及其长远利用的后果，要求使经济、生态和社会3个效益相互协调，并且以生态效益为基础进行评价。•(3)土壤资源对农林牧业生产的限制因素及强度评价：要求在全面分析土壤资源自然要素之间的相互联系、相互制约的基础上，找出影响土壤资源自然生产力的主导限制因素，分析研究改造限制因素的可能性及应采取的措施，并预测其改变后的生产潜力。(4)综合分析与主导因素相结合的评价原则：即在多因素分析的基础上抓住对土壤资源的利用起主要限制作用的几个因素进行评价。第二节土壤资源评价的程序和步骤•一、评价单元的划分•土壤资源评价的评价单元是土壤资源评价的基本单位。在进行土壤资源评价之前，先要确定土壤资源评价的评价单元。•土壤资源评价的评价单元的确定有4种基本方法，即以土壤类型为基础确定、以土壤资源类型为基础确定、以土地利用现状为基础确定、或以评价因素的组合确定。•以土壤类型为基础、以土地利用现状为基础和以土壤资源类型为基础确定土壤资源评价单元，是传统的土壤资源评价中确定评价单元的3种基本方法。•以土壤类型为基础确定土壤资源评价单元。该分类将对农业生产影响一致的土壤类型归在一起划成一个个土地生产潜力单元。以土壤类型为基础确定土壤资源评价单元，可用于各种比例尺的土壤资源评价。•这种评价单元能够充分反映土壤在土壤资源各要素中的重要地位，同时也能够充分利用土壤普查成果。•但是，这样的评价单元在许多情况下往往和自然地块及行政界线不一致。•以土地利用现状为基础确定土壤资源评价单元，多用于大、中比例尺、较小范围的土壤资源评价。•这样确定的土壤资源评价单元的界限与自然地块相一致，便于基层生产单位应用及土地利用结构调整。•但是，当一个土地利用类型含有多个土壤资源类型时，这种土壤资源评价单元的土地性质选取就很困难，使得土壤资源评价难以进行，或者评价结果不准确。•以土壤资源类型为基础确定土壤资源评价单元，多用于中小比例尺、大范围的土壤资源评价。•土壤资源类型反映了土壤资源的全部自然属性及人类活动对土壤资源的影响。它不仅体现了土壤和土地利用的差异性，而且还体现了土壤资源其它要素及人为活动结果的相对均一性与差异性。•因此，以土壤资源类型为基础确定土壤资源评价单元更具有科学性。•目前存在的主要问题是许多地方土壤资源类型划分与制图不能满足土壤资源评价的要求。二、评价因素及其权重的确定•土壤资源评价的评价因素应从影响土壤利用的自然因素、经济因素、社会因素和生产潜力因素4个方面来选择。•自然因素主要包括：①地形地貌。如坡度、坡向、海拔高度、相对高度等；②土壤特性。如有效土层厚度、耕层厚度、障碍土层深度、土壤质地、石砾含量、岩石裸露程度、母质类型、土壤有机质、土壤养分、土壤酸度及土壤水温状况等；③气候因素。包括温度、光照、降雨量、干燥度、无霜期、干旱季节及强度等。•经济因素主要包括农林牧业的单位面积产量和产值、投入产出比等。社会因素主要包括生产方式及条件、人土比、劳土比、农业年收入及其所占比重等。生产潜力因素包括光温理论单产、现有最高产量、现有复种指数、多层多种程度预测、理想产量及净产量预测等。•确定土壤资源评价中各评价因素权重的定量方法有经验评分法、回归分析法、层次分析法和主因子分析法等多种。•经验评分法根据调查资料，广泛吸收有经验的专家、技术人员参加，按照各评价因素对土壤资源影响的大小或比例，将各个因素排列秩序并给予适当的分数，综合多位专家的评分确定各评价因素的权重。•回归分析法亦可用于确定土壤资源评价的参评因素及其权重。先将初选的影响土壤资源的多种因素与其生产力（以单位面积的产量等来表达）之间的关系近似地描述为线性相关关系，并建立线性回归模型，如：y=b0+b1x1+b2x2+...bixi+...+bnxn•层次分析法。•层次分析法是系统分析中经常使用的一种方法。这种方法特别适用于处理多目标多层次的系统问题和难于完全用定量方法来分析与决策的系统工程中的复杂问题。它的一个基本步骤是要比较若干因素对同一目标的影响，从而确定它们在目标中所占的比重。因此在土壤资源评价中应用层次分析法确定各因子的权重是合适与可行的。•主因子分析法是把许多错综复杂的因子归结为较少的几个综合因子的一种多元统计方法，用于确定土壤资源评价的参评因素及其权重时，关键是要消除不同因素量纲的不同所带来的误差，如地面坡度、坡向、海拔高度、土层厚度等因素的量纲就各不相同，因而要先对它们进行标准化处理，然后计算每个因素的特征值及特征向量。特征值的大小反映了主因子包含数据信息量的多少，一般情况下，能反映数据信息80％以上的因子，即可确定为主因子。主因子确定之后，根据特征值的累积贡献率确定其权重。•三、评价指标的确定•土壤资源评价因素等级指标可以采用模糊线性隶属函数图的方法或经验方法来确定。土壤资源的分布范围很广，在不同的地区、对于不同的利用对象，评价因素等级指标会有很大的差异。因此，应在专家经验和实地调查的基础上进行综合分析，依据区域土壤资源的属性特点进行划分。•四、质量等级的评定•土壤资源等级的评定可以是定性的评定或定量的评定。评定的方法主要有文字评述法、参数法及数理统计方法等。第三节土壤资源评价的方法•一、文字评述法•它是一种传统的评述方法。•这种方法的特点是，文字叙述比较全面、详尽，若评价者的知识和经验丰富，对各类土壤资源可以做出比较准确的评价。缺点是它们属于一种定性的评价，缺少定量化指标，容易产生片面论断。如果能与指标化、数量化评价相结合，将会使评价效果更好。•二、参数法•参数法使运用各参评项目所提供的指标予以数学统计，获得具有数量化级差的一种技术，它主要包括累计积分法和斯托利指数法两种，它可以用来对各种类型的土壤资源进行分等定级。•（一）累计积分法土壤有效P指标，以15ppm为良好，定作1级；10－15ppm，好，2级；5－10ppm，较差，3级；1－5ppm，差，4级；1ppm，很差，5级，余均类推。但是，必须明确每种因子的指标界限与分析化验方法相关联，如所速有效P高低的级次数值指标划分限额，因土壤和分析方法不同而各异。•（二）权重数定级法•根据诸参评因子对土壤生产力所起作用的大小划分主次位置，并给以不同的权重比例，以此突出主要的项目压缩次要的项目，避免均衡评断产生的误差，使之更加与实际情况相吻合。•（三）斯托利指数法•斯托利指数法也是一种参数法，只是属于指数值相乘的体系。此法首先是将参评项目中对土壤资源利用限制性作用较大的因素加以突出，对一般性的项目则予以合并作总体表达，诸参评因子的指标又是通过相乘获得。因此，此方法能够比较显著而符合实际地反映出不同土种（或变种）之间的差别。•三、数理统计方法•数理统计方法的应用主要是根据土壤资源诊断指标属性和特征的相似或亲疏程度，把各种土壤资源类型（或土壤种类）进行分类组合，使属性和生产能力相似的予以联合，反之，给予离异。它们不能象参数法那样，对每一种土壤资源都能够指标化和数量化，并确定出级次。但是，它可以作为文字评述法和参数法的补充和检验。目前，可以应用的数理统计方法种类繁多。第四节土壤质量评价•土壤质量是一种指示土壤条件和理化性质动态变化最敏感的指标，它既能反映土壤管理的的变化，也能反映土壤恢复退化的能力。•土壤质量主要依据土壤功能来进行定义，传统上土壤质量，主要是指土壤肥力的高低，即土壤生产力的高低。现在认为土壤质量主要包括三个方面：一是生产力，即土壤提高植物和生物生产力的能力；二是环境质量，即土壤降低环境污染物和病菌损害的能力；三是动物健康，即土壤质量影响动植物和人类健康的能力。•土壤质量评价是以土壤为中心，以土壤类型和土被结构为评价对象，基于土壤的属性以评价土壤资源的生产潜力，从不同的利用目的评价土壤的适宜性。•由于土壤资源是土壤资源的基本组成部分，所以土壤质量评价也是土壤资源评价的基础和重要组成部分。•土壤资源评价就包含了土壤质量评价。•土壤质量评价，是以不同的土壤利用为目的，估价土壤生产潜力和土壤适宜性的过程，其实质是对土壤生产力(生物产量或经济价值)高低的鉴定。•土壤质量评价的基本特征是对土壤利用要求与土壤质量供给进行比较分析；是根据土壤本身的理化性状，环境条件等对于某种特定的用途或利用方式的适宜性和适宜程度进行鉴定和评价。•评价的结果，能够反映出土壤对于该种利用方式所表现出的适宜性和生产潜力，为土壤的因土治宜、合理利用提供科学的依据。由于宜农土壤对土壤理化性质要求相对较高，一般说来，适宜农业的土壤，基本上能满足其他用途对土壤基本条件的要求。因此，土壤质量评价主要以对农业的适宜程度为标准。•一、土壤质量综合评价的原则•1．针对性原则：由于不同的利用方向和利用类型对于土壤的理化性质有着不同的要求，土壤对于不同的利用方向和用途也会表现出不同的适宜性和限制性。因此，对于土壤质量的鉴定，总是相对于具体的某种用途而言的。在一般情况下，主要是根据土壤的各种自然属性对于农业利用的适宜性和限制性进行评价。•2．适宜性与限制性相结合的原则：由于土壤是由多种自然、经济、社会因素构成的一个复杂的历史自然综合体，既使是针对某一具体的利用方向和利用类型来说，土壤的某些方面的属性可能表现为较好的适宜性，而另外一些因素则可能会表现为较强的限制性。•在对土壤进行质量评价时，必须综合分析土壤的各种属性对于某种用途所表现出的适宜性和限制性，以便作出更为准确、合理的评定。•3．主导因素与综合因素相结合的原则：土壤的质量是由土壤的各种属性特征的综合表现，因此，影响土壤质量的因素很多，不同的因素可能会从不同的方面，通过不同的作用方式影响土壤的质量等级。•但对于某种具体的用途而言，其中的一些因素对于土壤的适宜性或者是限制性的影响较之于其它因素更大，对于土壤质量等级的评定起着主要的甚