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摘 要:空心村复垦土壤可用于补充耕地资源。本研究选取澄城县空心村整治复垦土层,采用野外调查与室内分析相结合的方法,从客土层厚度、土壤理化性质、作物生长指标、田块设计、耕作方便性、灌溉条件、机械化程度等方面开展复垦土层宜耕性评价。研究结果对于评价复垦土壤的质量及宜耕性具有重要的参考意义。
关键词:空心村整治;复垦土壤;宜耕性评价;山地丘陵区
1. 引言
“空心村”是中国农村经济体制改革与农民生产生活方式变迁过程中出现的特殊现象,也是世界工业化、城市化、农业现代化“三化”联动过程中存在的普遍现象1-2。“空心村”的出现严重浪费土地资源,危害农村居住环境,影响社会稳定和发展,阻碍农村经济发展3-4。近年来国家开始了空心村的整治,其中重要的1项就是复垦后作为耕地补充资源,保障国家粮食安全。复垦过程中为快速提升土壤质量,同时节约土地资源,会因地制宜加入一些还田材料,比如粉煤灰、有机肥、绿肥、秸秆、木屑、老墙土以及土壤改良剂等5。不同的还田材料会对土壤有机质含量、pH值、EC值、速效磷和速效钾等理化性质长生影响6,进而影响土壤的质量。
但是复垦后的土壤是否适宜耕作,在现有的研究中还鲜有对其进行评价,本研究选取澄城县空心村整治复垦土层,采用野外调查与室内分析相结合的方法,从客土层厚度、土壤理化性质、作物生长指标、田块设计、耕作方便性、灌溉条件、机械化程度等方面开展复垦土层宜耕性评价。研究结果对于评价复垦土壤的质量及宜耕性具有重要的参考意义。
2. 材料与方法
2.1 研究区概况
澄城县位于陕西省渭北高原东北部。介于北纬34°55′45″—35°27′05″,东经109°40′30″—110°05′50″之间,总面积1121平方千米。澄城县地处温暖带半干旱气候区,成土母质多为黄土。澄城县是陕西省空心村整治的典型区域,复垦土壤面积大,研究具有代表性,澄城县下辖9个镇。
2.2 研究方法
本研究选取澄城县空心村整治复垦土层,采用野外调查与室内分析相结合的方法,从客土层厚度、土壤理化性质、作物生长指标、田块设计、耕作方便性、灌溉条件、机械化程度等方面开展复垦土层宜耕性评价。
2.2.1 宜耕性评价指标
整治后土地宜耕性指标的选取能够全面反映耕地所具有的条件特征,根据指标获取的难易程度,选择实际操作过程中能够获取的评价指标。坡度在很大程度上决定着农田基本建设以及整治还田技术设施的利用。因此,坡度作为评价宜耕性的基本因子之一。土壤是土地生产力的最重要组成部分,在评价中着重考虑土壤类型、土层厚度、土壤质地、酸碱度(pH值)、有机质、氮、磷、钾等速效营养元素的含量作为评价指标。同时宜耕性评价还需要良好的土壤环境,因此重金属、有机农药和硝态氮对土壤的污染状况也是重要评价指标。
由于整治还田土壤主要用于农业生产用地,所以宜耕性评价指标考虑以自然因素、养分要素为主。结合澄城县空心村拆除整治还田的现实情况,确定了宜耕性评价的指标,包括:对外交通、灌溉条件、规模度、土层厚度、地形坡度、土壤质地、土壤pH值、土壤养分、土壤污染等9项指标。
2.2.2 评价指标权重
综合考虑近些年来土地评价行业研究工作和空心村整治还田自身特点,采用特尔斐法作为宜耕性评价指标权重的确定方法。
2.2.3 评价模型确定
为保证各评价单元的均质性,本研究采用加权指数和法来评价各项目区整治还田耕地的宜耕等级,公式如下:
式中,D为被评价项目区分值;xi为评价指标的分值;pi为评价指标权重;i为评价指标编号;n为评价指标总数量。
2.2.4 评价指标分级方法
对外交通:采用崎岖指数RI表示;土壤养分:根据全国第二次土壤普查养分分级标准,将土壤养分的丰缺程度划分成极高、高、中、低四个等级;规模度:针对澄城县整治还田工程实施具体情况,将规模度按照整治面积划分为四个级别;灌溉条件:根据水源保证情况和灌溉设施(明渠、暗管、喷滴灌)综合确定;土层厚度、地形坡度:根据现场勘测与调研情况确定。
3. 结果与分析
根据评价指标分级方法,进行评价指标的分级。分级标准见表2.1-1。根据澄城县各项目区所得分值与评价指标的分级标准相比,可以明确澄城县各项目区土壤宜耕等级。
3.1 总体宜耕性评价分级
由空心村整治还田土壤宜耕性等级评价结果显示空心村整治还田区整治后土地达到较适宜耕作以上等次的区块占76%,其中有27%非常适宜耕作,49%较适宜耕作;一般适宜和不适宜的占24%,其中22%一般适宜耕作,不适宜耕作区块占2%。具体情况如下:
非常适宜耕地:主要分布在城关镇、冯原镇和寺前镇,总体还田面积123 ha,地形坡度均小于6度。城关镇受区位影响整治规模较小,但受益于其靠近行政商业中心,地形平坦、土壤肥沃,灌溉水源充足、土壤污染小,故总体评分值较高。冯原镇整治规模大,但土壤養分含量相对较低,这是因为空心村拆除物主要是老墙土,还田种植年限较短,生土熟化过程需要时间;
较适宜耕地:主要分布在刘家洼乡、安里镇、庄头镇等地,所占行政乡镇较多,总体还田面积224 ha,是面积分布最大的一类。坡度在6°-10°,这一等级耕地能够基本满足农田灌溉用水,土层厚度70-100 cm,土壤pH值大于7,偏碱性。土壤养分含量中等,短期能满足目前作物生长,但对长期土壤养分贡献不足。罗家洼乡和韦庄镇养分含量相对较高,但受还田规模的影响,机械化程度较低,人工耕种成本大,后期可考虑将整治还田用地同周边农户用地统一管理耕作,以增加机械化程度;
一般适宜耕地:主要分布在雷家洼乡、王庄镇、善化乡,总还田面积99 ha。此类耕地有个别指标成为限制性因子。雷家洼乡和庄头镇整治还田地形以山地和丘陵为主,灌溉引水困难;不适宜耕地:交道镇交通不便,整治还田规模度低,土壤贫瘠,众多的限制性因素导致交道镇宜耕性列为不适宜等级。 3.2 分项指标得分评价
为进一步明确9项指标对整治还田宜耕性评价的影响,根据总分由高到低顺序依次列明各乡镇分项指标得分情况,并对每一个指标进行方差分析,由变异系数评判评价指标在整治还田区的稳定性。
澄城县各乡镇整治还田区土壤质地、土壤厚度、地形坡度和土壤污染之间没有较大差异,变异系数分别为0.09、0.15、0.11、0.24。地形坡度平均得分最高,坡度变化范围为3°-10°,地形平坦,利于机械耕作;土壤质地均匀,90%以上耕地为粉壤土;土层厚度在65 cm-120 cm之间,能够满足作物种植要求。土壤污染小,整治还田区不存在氮源污染与重金属污染。
澄城县各乡镇整治还田区规模度、土壤养分、灌溉条件、土壤pH值和崎岖指数存在较大差异(表1)。其中规模度变异系数最大,为0.84,平均得分只有5.57分,规模度较高的冯原镇和安里镇还田规模分别为88.83 ha和82.36 ha,而规模最小的城关镇仅有4.76 ha,整治规模受限于地形与村落结构,后期提升空间不大。整治还田区所在位置决定了交通便利情况,所以道路的崎岖指数受人为因素影响较小,短期内难以大幅度提升。耕地中氮磷钾等养分含量是作物生长的重要因素,因此土壤养分含量过低成为影响地块宜耕性的限制性因素,整治还田区土壤养分变异系数为0.64,与其他指标相比较,变异程度较大,平均得分5.2分,后期可提升空间很大。除去城关镇、罗家洼乡、韦庄镇养分含量处于第二次土壤普查养分分级标准中第二等级外,其余乡镇处于第三、四等级,pH变化范围为:7.2-7.8,土壤偏碱性;有机质变化范围为:10-15 g·kg-1,速效钾变化范围为:100-280 mg·kg-1,有效磷变化范围为:9-25 mg·kg-1。土地养分含量低一方面与还田的老墙土养分含量少有关,另一方面可能是因为这些整治还田区土壤表层疏松,在降雨或者灌溉条件下水土流失严重。整治还田区灌溉引水条件变异系数0.4,灌溉困难地区主要是受水资源影响,农渠建设没有紧跟整治还田工程的脚步,节水措施不足,基本满足灌溉地区修建有部分节水灌溉措施,主要节水措施为喷滴灌。
4. 结论
可见澄城县空心村废弃宅基地整治还田项目存在的主要问题是土壤养分有待提升,灌溉条件亟待优化,整治规模需要进一步扩大。空心村整治还田宜耕性提升还应该在强化整治技术、提升耕作措施、加强农田基础设施建设以及优化农田管理政策等方面努力。
參考文献
[1] 雷娜. 黄土丘陵区空心村综合整治技术体系构建[J]. 国土资源科技管理,2017,34(6):118-125.
[2] 张露,韩霁昌,马增辉,et al. 山地丘陵区不同复垦年限空心村整治后土壤特性[J]. 水土保持学报,2015(5):176-180.
[3] 李长印. “空心村”形态特征与生成机理分析——以河南省农村为例[J]. 华中农业大学学报(社会科学版),2014,33(2):95-99.
[4] 陈星宇,任兆昌,秦桂芬. 社会主义新农村建设与“空心村”问题探析[J]. 云南农业大学学报:社会科学版2013(04):10-13.
[5] 雷娜,陈田庆,董起广,et al. 空心村整治还田材料土壤培肥效果分析[J]. 水土保持学报,32(4):224-228.
[6] 任顺荣,邵玉翠,杨军. 宅基地复垦土壤培肥效果研究[J]. 水土保持学报(3):80-83+88.
关键词:空心村整治;复垦土壤;宜耕性评价;山地丘陵区
1. 引言
“空心村”是中国农村经济体制改革与农民生产生活方式变迁过程中出现的特殊现象,也是世界工业化、城市化、农业现代化“三化”联动过程中存在的普遍现象1-2。“空心村”的出现严重浪费土地资源,危害农村居住环境,影响社会稳定和发展,阻碍农村经济发展3-4。近年来国家开始了空心村的整治,其中重要的1项就是复垦后作为耕地补充资源,保障国家粮食安全。复垦过程中为快速提升土壤质量,同时节约土地资源,会因地制宜加入一些还田材料,比如粉煤灰、有机肥、绿肥、秸秆、木屑、老墙土以及土壤改良剂等5。不同的还田材料会对土壤有机质含量、pH值、EC值、速效磷和速效钾等理化性质长生影响6,进而影响土壤的质量。
但是复垦后的土壤是否适宜耕作,在现有的研究中还鲜有对其进行评价,本研究选取澄城县空心村整治复垦土层,采用野外调查与室内分析相结合的方法,从客土层厚度、土壤理化性质、作物生长指标、田块设计、耕作方便性、灌溉条件、机械化程度等方面开展复垦土层宜耕性评价。研究结果对于评价复垦土壤的质量及宜耕性具有重要的参考意义。
2. 材料与方法
2.1 研究区概况
澄城县位于陕西省渭北高原东北部。介于北纬34°55′45″—35°27′05″,东经109°40′30″—110°05′50″之间,总面积1121平方千米。澄城县地处温暖带半干旱气候区,成土母质多为黄土。澄城县是陕西省空心村整治的典型区域,复垦土壤面积大,研究具有代表性,澄城县下辖9个镇。
2.2 研究方法
本研究选取澄城县空心村整治复垦土层,采用野外调查与室内分析相结合的方法,从客土层厚度、土壤理化性质、作物生长指标、田块设计、耕作方便性、灌溉条件、机械化程度等方面开展复垦土层宜耕性评价。
2.2.1 宜耕性评价指标
整治后土地宜耕性指标的选取能够全面反映耕地所具有的条件特征,根据指标获取的难易程度,选择实际操作过程中能够获取的评价指标。坡度在很大程度上决定着农田基本建设以及整治还田技术设施的利用。因此,坡度作为评价宜耕性的基本因子之一。土壤是土地生产力的最重要组成部分,在评价中着重考虑土壤类型、土层厚度、土壤质地、酸碱度(pH值)、有机质、氮、磷、钾等速效营养元素的含量作为评价指标。同时宜耕性评价还需要良好的土壤环境,因此重金属、有机农药和硝态氮对土壤的污染状况也是重要评价指标。
由于整治还田土壤主要用于农业生产用地,所以宜耕性评价指标考虑以自然因素、养分要素为主。结合澄城县空心村拆除整治还田的现实情况,确定了宜耕性评价的指标,包括:对外交通、灌溉条件、规模度、土层厚度、地形坡度、土壤质地、土壤pH值、土壤养分、土壤污染等9项指标。
2.2.2 评价指标权重
综合考虑近些年来土地评价行业研究工作和空心村整治还田自身特点,采用特尔斐法作为宜耕性评价指标权重的确定方法。
2.2.3 评价模型确定
为保证各评价单元的均质性,本研究采用加权指数和法来评价各项目区整治还田耕地的宜耕等级,公式如下:
式中,D为被评价项目区分值;xi为评价指标的分值;pi为评价指标权重;i为评价指标编号;n为评价指标总数量。
2.2.4 评价指标分级方法
对外交通:采用崎岖指数RI表示;土壤养分:根据全国第二次土壤普查养分分级标准,将土壤养分的丰缺程度划分成极高、高、中、低四个等级;规模度:针对澄城县整治还田工程实施具体情况,将规模度按照整治面积划分为四个级别;灌溉条件:根据水源保证情况和灌溉设施(明渠、暗管、喷滴灌)综合确定;土层厚度、地形坡度:根据现场勘测与调研情况确定。
3. 结果与分析
根据评价指标分级方法,进行评价指标的分级。分级标准见表2.1-1。根据澄城县各项目区所得分值与评价指标的分级标准相比,可以明确澄城县各项目区土壤宜耕等级。
3.1 总体宜耕性评价分级
由空心村整治还田土壤宜耕性等级评价结果显示空心村整治还田区整治后土地达到较适宜耕作以上等次的区块占76%,其中有27%非常适宜耕作,49%较适宜耕作;一般适宜和不适宜的占24%,其中22%一般适宜耕作,不适宜耕作区块占2%。具体情况如下:
非常适宜耕地:主要分布在城关镇、冯原镇和寺前镇,总体还田面积123 ha,地形坡度均小于6度。城关镇受区位影响整治规模较小,但受益于其靠近行政商业中心,地形平坦、土壤肥沃,灌溉水源充足、土壤污染小,故总体评分值较高。冯原镇整治规模大,但土壤養分含量相对较低,这是因为空心村拆除物主要是老墙土,还田种植年限较短,生土熟化过程需要时间;
较适宜耕地:主要分布在刘家洼乡、安里镇、庄头镇等地,所占行政乡镇较多,总体还田面积224 ha,是面积分布最大的一类。坡度在6°-10°,这一等级耕地能够基本满足农田灌溉用水,土层厚度70-100 cm,土壤pH值大于7,偏碱性。土壤养分含量中等,短期能满足目前作物生长,但对长期土壤养分贡献不足。罗家洼乡和韦庄镇养分含量相对较高,但受还田规模的影响,机械化程度较低,人工耕种成本大,后期可考虑将整治还田用地同周边农户用地统一管理耕作,以增加机械化程度;
一般适宜耕地:主要分布在雷家洼乡、王庄镇、善化乡,总还田面积99 ha。此类耕地有个别指标成为限制性因子。雷家洼乡和庄头镇整治还田地形以山地和丘陵为主,灌溉引水困难;不适宜耕地:交道镇交通不便,整治还田规模度低,土壤贫瘠,众多的限制性因素导致交道镇宜耕性列为不适宜等级。 3.2 分项指标得分评价
为进一步明确9项指标对整治还田宜耕性评价的影响,根据总分由高到低顺序依次列明各乡镇分项指标得分情况,并对每一个指标进行方差分析,由变异系数评判评价指标在整治还田区的稳定性。
澄城县各乡镇整治还田区土壤质地、土壤厚度、地形坡度和土壤污染之间没有较大差异,变异系数分别为0.09、0.15、0.11、0.24。地形坡度平均得分最高,坡度变化范围为3°-10°,地形平坦,利于机械耕作;土壤质地均匀,90%以上耕地为粉壤土;土层厚度在65 cm-120 cm之间,能够满足作物种植要求。土壤污染小,整治还田区不存在氮源污染与重金属污染。
澄城县各乡镇整治还田区规模度、土壤养分、灌溉条件、土壤pH值和崎岖指数存在较大差异(表1)。其中规模度变异系数最大,为0.84,平均得分只有5.57分,规模度较高的冯原镇和安里镇还田规模分别为88.83 ha和82.36 ha,而规模最小的城关镇仅有4.76 ha,整治规模受限于地形与村落结构,后期提升空间不大。整治还田区所在位置决定了交通便利情况,所以道路的崎岖指数受人为因素影响较小,短期内难以大幅度提升。耕地中氮磷钾等养分含量是作物生长的重要因素,因此土壤养分含量过低成为影响地块宜耕性的限制性因素,整治还田区土壤养分变异系数为0.64,与其他指标相比较,变异程度较大,平均得分5.2分,后期可提升空间很大。除去城关镇、罗家洼乡、韦庄镇养分含量处于第二次土壤普查养分分级标准中第二等级外,其余乡镇处于第三、四等级,pH变化范围为:7.2-7.8,土壤偏碱性;有机质变化范围为:10-15 g·kg-1,速效钾变化范围为:100-280 mg·kg-1,有效磷变化范围为:9-25 mg·kg-1。土地养分含量低一方面与还田的老墙土养分含量少有关,另一方面可能是因为这些整治还田区土壤表层疏松,在降雨或者灌溉条件下水土流失严重。整治还田区灌溉引水条件变异系数0.4,灌溉困难地区主要是受水资源影响,农渠建设没有紧跟整治还田工程的脚步,节水措施不足,基本满足灌溉地区修建有部分节水灌溉措施,主要节水措施为喷滴灌。
4. 结论
可见澄城县空心村废弃宅基地整治还田项目存在的主要问题是土壤养分有待提升,灌溉条件亟待优化,整治规模需要进一步扩大。空心村整治还田宜耕性提升还应该在强化整治技术、提升耕作措施、加强农田基础设施建设以及优化农田管理政策等方面努力。
參考文献
[1] 雷娜. 黄土丘陵区空心村综合整治技术体系构建[J]. 国土资源科技管理,2017,34(6):118-125.
[2] 张露,韩霁昌,马增辉,et al. 山地丘陵区不同复垦年限空心村整治后土壤特性[J]. 水土保持学报,2015(5):176-180.
[3] 李长印. “空心村”形态特征与生成机理分析——以河南省农村为例[J]. 华中农业大学学报(社会科学版),2014,33(2):95-99.
[4] 陈星宇,任兆昌,秦桂芬. 社会主义新农村建设与“空心村”问题探析[J]. 云南农业大学学报:社会科学版2013(04):10-13.
[5] 雷娜,陈田庆,董起广,et al. 空心村整治还田材料土壤培肥效果分析[J]. 水土保持学报,32(4):224-228.
[6] 任顺荣,邵玉翠,杨军. 宅基地复垦土壤培肥效果研究[J]. 水土保持学报(3):80-83+88.