0 引言

耕地資源的數量和質量是糧食安全最基本的約束因子。開展耕地自然、社會、經濟屬性的調查，可以了解耕地的生產性能、準確評價耕地質量，對充分發揮土地生產潛力，促進農業持續、穩定、協調發展具有重要意義[1-2].國內外學者都非常重視耕地土壤的質量狀況[1,3]及變化規律研究[4-6].中國對耕地的評價有悠久歷史，早在2000多年前就有按土壤色澤、性質、水分狀況來識別土壤肥力和分類的記載[7-8].1951年，財政部曾組織了查田定產研究，對全國耕地生產力等級進行了評定。1958年開展的全國第一次土壤普查中對全國耕地資源的土壤類型、數量、分布和肥力進行了調查。

1979 年開始進行的第二次土壤普查首次在全國范圍內對全部土壤類型進行了調查，并對耕地土壤的基礎性狀和生產能力進行了較為全面的評價[2,9].20世紀80 年代末期，隨著“3S”（GIS、GPS、RS）技術和地圖、自動制圖技術等高新技術的發展與應用，推動了耕地質量的評價工作，研究內容涉及評價指標體系[10]、評價方法探討[11- 12]、GIS 技術應用[13- 16]和信息系統建立[17].

2002 年以來，農業部在全國 30 個?。ㄊ?、區）開展了耕地地力評價指標體系建立工作，并進行了全國耕地分等定級數據庫和管理信息系統的建設工作[14-21].目前，中國耕地地力評價的方法主要包括經驗判斷指數和法、層次分析法、模糊綜合評價法、回歸分析法和灰色關聯度分析法等多種。隨著新技術、新方法在耕地評價中的應用，考慮的評價因子更為全面，逐漸向定量化和實用化方向發展，尤其是地理信息系統在耕地評價中得到了廣泛的應用[22-23].近年來，桐廬縣耕地數量與人口增加之間的矛盾日益突出，保護耕地、提高耕地質量已成為桐廬縣農業可持續發展的一項重要工作。桐廬全縣有紅壤、黃壤、巖性土、潮土和水稻土5個土類，11 個亞類，29 個土屬，56 個土種。特色優勢產業主要有糧油、茶葉、水果、蠶桑、水產、瓜菜、中藥材、畜禽、蜂業等9大類。復雜多變的地形地貌條件、種類繁多的土壤類型及多樣的利用方式與種植模式導致了區內耕地質量有較大的變化，但至今對縣內耕地質量狀況及限制耕地質量的因素尚缺乏全面的認識。為了準確了解桐廬縣耕地質量現狀及其影響農業生產的主要障礙因素，在GIS技術的支持下，應用測土配方施肥項目成果資料，開展了桐廬縣耕地綜合質量評價。

1 材料與方法

1.1 樣點布設和土樣采集

桐廬縣位于浙江省西北部，地處錢塘江水系中游，介于北緯29°35′-30°05′，東經119°11′-119°58′，是一個“八山半水分半田”的縣份。該縣屬亞熱帶季風氣候區，全年四季分明，光照充足，溫暖濕潤，雨量充沛；年平均氣溫16.6℃，全年>10℃的總積溫5262℃；無霜期252 天，年降雨量 1462 mm.按照農業部測土配方施肥技術規范和要求，根據縣內種植結構、模式和分布情況，制訂了詳細的采樣規劃。布點在充分考慮地形地貌、土壤類型與分布、肥力高低、作物種類等要素的前提下，保證了采樣點的典型性、代表性和均勻性。一般糧油作物平均10 hm2取1個土樣，茶葉、水果、瓜果、蔬菜、蠶桑平均6.67 hm2取1個土樣。采樣時間為作物收獲后或播種施肥前，設施蔬菜在晾棚期采集，果園在果品采摘后的第一次施肥前采集，幼樹及未掛果果園在清園擴穴施肥前采集。采樣田塊用GPS定位儀進行定位，每個地塊取10~15個分樣點土壤，同時挑出植物根系、秸稈、石塊、蟲體等雜物，各分樣點充分混合后，用四分法留取1 kg左右組成一個土壤樣品。采樣深度0~20 cm.土壤樣品分析測定嚴格按照農業部《測土配方施肥技術規范》和《浙江省測土配方施肥項目工作規范》進行，具體方法見文獻[24].

1.2 數據來源

評價底圖為 1:50000 土地利用現狀圖和 1:50000土壤圖，二者疊加形成的圖斑作為評價單元，共劃分出27333 個評價單元。根據各評價因子的空間分布圖或屬性數據庫，將各評價因子數據賦值給評價單元；對點位分布圖，采用插值或賦值的方法將其轉換為柵格圖，再與評價單元圖疊加，通過加權統計給評價單元賦值；對矢量分布圖，將其直接與評價單元圖疊加，通過加權統計，屬性提取給評價單元賦值；對線形圖，使用數字高程模型，形成坡度圖、坡向圖等。

1.3 評價方法

本次耕地質量評價工作通過數據庫建立、構建評價模型及其與GIS空間疊加等分析模型的結合，實現了全數字化、自動化的評價流程，在一定的程度上代表了當前土地評價的最新技術方法[1,11,18].其工作程序為：（1）從全國指標體系庫中篩選出耕地質量評價指標；（2）利用土地利用現狀圖和土壤圖劃定評價單元；（3）應用專家打分法對評價因素分級及確定權重；（4）采用空間插值、屬性提取及以點代面對評價單元屬性賦值（；5）采用線性加權法確定耕地質量綜合指數并進行分級。

1.4 評價指標及權重的確定

為了能比較正確地反映桐廬縣耕地質量水平，以分出全縣耕地質量等級，在參照浙江省耕地質量分等定級方案的基礎上，結合桐廬縣實際，選擇了立地條件、土壤條件和管理水平等3個方面的地貌類型（0.15,為權重，下同）、冬季地下水位（0.05）、地表礫石度（0.06）、土體剖面構型（0.04）、耕層厚度（0.08）、耕層質地（0.08）、容重（0.04）、pH（0.06）、陽離子交換量（0.08）、坡度（0.05）、有機質（0.10）、有效磷（0.05）、速效鉀（0.06）、排澇抗旱能力（0.10）等14項因子作為耕地質量評價的指標體系。

1.5 耕地質量分級

應用線性加權法計算每個評價單元的綜合質量指數（IFI）。計算公式為：IFI=∑（Fi×Wi）。式中：Fi為單元第i個評價因素的分值，Wi為第i個評價因素的權重，也即該屬性對耕地質量的貢獻率。應用等距法確定耕地質量綜合指數分級方案，將桐廬縣耕地質量等級分為以下6級。見表1.

2 結果與分析

2.1 耕地質量等級

本次耕地質量評價的總面積為31002.3 hm2.根據表1分級標準，桐廬縣耕地質量可分為三等四級（表2,無一級和六級地）。其中，一等地是桐廬縣的高產耕地，面積為3086.0 hm2,占耕地總面積的10.0%;二等地屬中產耕地，面積為27755.0 hm2,是桐廬縣耕地的主體，占耕地總面積的89.5%;三等地屬低產耕地，面積較少，為161.4 hm2,僅占0.5%.總體上桐廬縣耕地質量中等為主。統計表明，桐廬縣一等耕地全為二級質量耕地，面積為3086.0 hm2,占耕地總面積的10.0%;三級質量耕地面積為 19604.6 hm2,占耕地總面積的63.2%;四級質量耕地面積為 8150.4 hm2,占耕地總面積的26.3%;三等耕地全為五級地，面積有161.4 hm2,占全縣耕地面積的0.5%.桐廬縣的耕地主要有二級、三級和四級組成。桐廬縣一等耕地主要由水稻土構成，其次為紅壤；二等耕地主要由水稻土和紅壤構成；三等耕地主要由紅壤構成。