基于GIS的崆峒区耕地质量等级及土壤养分特征研究

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0166

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在全面掌握甘肃省平凉市崆峒区耕地质量等级及土壤养分特征，为今后崆峒区耕地质量分区管理、保护与利用提供科学依据。利用崆峒区2021年耕地质量等级评价数据，基于GIS技术，对区域内耕地质量等级及土壤养分特征进行研究。结果表明：崆峒区耕地质量整体偏低，分布为四至十等地，八等地为主体耕地。其中，四至六等地占全区耕地总面积的33.58%，主要分布在四十里铺镇、白水镇、花所乡、草峰镇、大寨回族乡、大秦回族乡和峡门回族乡；七至十等地占全区耕地总面积的66.42%，主要分布在草峰镇、大寨回族乡、索罗乡、四十里铺镇、安国乡、西阳回族乡、麻武乡和峡门回族乡。崆峒区耕地土壤有机质含量多属低等水平，平均含量为14.99 g/kg；全氮含量多属低等和较低等水平，平均含量为0.78 g/kg；有效磷含量多属较低等和中等水平，平均含量为17.98 mg/kg；速效钾含量多属较高等水平，平均含量为318.67 mg/kg。几种主要土类中，淤育土有机质和全氮平均含量最低，黑垆土有效磷和速效钾平均含量最低。崆峒区耕地质量提升重点在于增施有机肥，提高氮肥利用率，加大中低产田改良力度，实行符合崆峒区实际的耕地轮作休耕制度，提高耕地集约利用程度，促进耕地资源永续利用。

关键词: 崆峒区, 耕地质量, 等级评价, GIS技术, 土壤养分特征, 轮作休耕

Abstract:

The study aimed to master the quality grade and soil nutrient characteristics of cultivated land in Kongtong District, Pingliang City, Gansu Province, and to provide scientific basis for the future management, protection and utilization of cultivated land quality. Using the cultivated land quality grade evaluation data of 2021 in Kongtong District, the cultivated land quality grade and soil nutrient characteristics in the region were studied based on GIS technology. The results showed that the cultivated land quality in Kongtong District was generally low, and the cultivated land was distributed from 4^th grade to 10^th grade, the 8^th grade land was the main cultivated land. Among them, the 4^th to 6^th grade land accounted for 33.58% of the total area of cultivated land, they were mainly distributed in Sishilipu Town, Baishui Town, Huasuo Town, Caofeng Town, Dazhai Town, Daqin Town and Xiamen Town; the 7^th to 10^th grade land accounted for 66.42% of the total area of cultivated land, they were mainly distributed in Caofeng Town, Dazhai Town, Suoluo Town, Sishilipu Town, Anguo Town, Xiyang Town, Mawu Town and Xiamen Town. The soil organic matter content of cultivated land in Kongtong District was mostly at the low level, with an average content of 14.99 g/kg; the total nitrogen content was mostly at the low and lower levels, with an average content of 0.78 g/kg; the available phosphorus content was mostly at the low and medium level, with an average content of 17.98 mg/kg; the content of available potassium was mostly at the high level, with an average content of 318.67 mg/kg. Among the main soil types, the average content of organic matter and total nitrogen in silted soil was the lowest, while the average content of available phosphorus and available potassium in black loessial soil was the lowest. The key for improving the quality of cultivated land in Kongtong District lies in increasing the application of organic fertilizer, improving nitrogen fertilizer utilization efficiency, intensifying efforts to improve medium and low yield fields, implementing the cultivated land rotation fallow system in line with the actual situation in Kongtong District, improving the degree of intensive use of cultivated land, and promoting the sustainable use of cultivated land resources.

Key words: Kongtong District, cultivated land quality, grade evaluation, GIS technology, soil nutrient characteristics, rotation and fallowing

张涛, 刘媛媛, 李亚孺, 侯骞. 基于GIS的崆峒区耕地质量等级及土壤养分特征研究[J]. 农学学报, 2025, 15(10): 18-27.

ZHANG Tao, LIU Yuanyuan, LI Yaru, HOU Qian. Research on Quality Grade of Cultivated Land and Soil Nutrient Characteristics in Kongtong District Based on GIS[J]. Journal of Agriculture, 2025, 15(10): 18-27.

图/表 20

参考文献 46

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目标层	准则层	指标层	指标权重	组合权重
质量评价	土壤管理	灌溉能力	0.1479	0.1823
	土壤管理	排水能力	0.0344	0.1823
	立地条件	海拔	0.0667	0.2309
		地形部位	0.1375
		农田林网化	0.0267
	土壤养分	有机质	0.0996	0.2308
		有效磷	0.0718
		速效钾	0.0594
	理化性状	耕层质地	0.0707	0.1446
		土壤容重	0.0389
		pH	0.035
	剖面性状	质地构型	0.0639	0.1604
		有效土层厚	0.0558
		障碍因素	0.0407
	健康状况	生物多样性	0.028	0.051
	健康状况	清洁程度	0.023	0.051

目标层	准则层	指标层	指标权重	组合权重
质量评价	土壤管理	灌溉能力	0.1479	0.1823
	土壤管理	排水能力	0.0344	0.1823
	立地条件	海拔	0.0667	0.2309
		地形部位	0.1375
		农田林网化	0.0267
	土壤养分	有机质	0.0996	0.2308
		有效磷	0.0718
		速效钾	0.0594
	理化性状	耕层质地	0.0707	0.1446
		土壤容重	0.0389
		pH	0.035
	剖面性状	质地构型	0.0639	0.1604
		有效土层厚	0.0558
		障碍因素	0.0407
	健康状况	生物多样性	0.028	0.051
	健康状况	清洁程度	0.023	0.051

指标名称	函数类型	函数公式	a值	c值	U1值	U2值
pH	峰型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.225097	6.685037	0.4	13.0
有机质	戒上型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.006107	27.680348	-10.7	27.7
速效钾	戒上型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.000026	293.758384	-295	294
有效磷	戒上型	y=1/v1+a*(u-c)^2]	0.001821	38.076968	-32.2	38.1
土壤容重	峰型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	13.854674	1.250789	0.44	2.05
有效土层厚	戒上型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.000232	131.349274	-66	131
海拔	戒下型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.000001	649.407006	649.4	3649.4

指标名称	函数类型	函数公式	a值	c值	U1值	U2值
pH	峰型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.225097	6.685037	0.4	13.0
有机质	戒上型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.006107	27.680348	-10.7	27.7
速效钾	戒上型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.000026	293.758384	-295	294
有效磷	戒上型	y=1/v1+a*(u-c)^2]	0.001821	38.076968	-32.2	38.1
土壤容重	峰型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	13.854674	1.250789	0.44	2.05
有效土层厚	戒上型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.000232	131.349274	-66	131
海拔	戒下型	y=1/[1+a*(u-c)^2]	0.000001	649.407006	649.4	3649.4

评价指标	指标属性（隶属度）
地形部位	冲积平原(1)、河谷平原(1)、河谷阶地(0.9)、洪积平原(0.85)、黄土塬(0.8)、黄土台塬(0.7)、河漫滩(0.7)、低台地(0.7)、黄土残塬(0.65)、低丘陵(0.65)、黄土坪(0.65)、高台地(0.65)、黄土墹(0.65)、黄土梁(0.6)、高丘陵(0.6)、低山(0.5)、黄土峁(0.5)、固定沙地(0.4)、风蚀地(0.4)、中山(0.4)、半固定沙地(0.3)、流动沙地(0.2)、高山(0.2)、极高山(0.2)
耕层质地	砂土(0.4)、砂壤(0.6)、轻壤(0.85)、中壤(1)、重壤(0.8)、黏土(0.6)
质地构型	薄层型(0.4)、松散型(0.4)、紧实型(0.6)、夹层型(0.5)、上紧下松型(0.7)、上松下紧型(1.0)、海绵型(0.9)
生物多样性	丰富(1.0)、一般(0.7)、不丰富(0.4)
清洁程度	清洁(1.0)、尚清洁(0.7)、轻度污染(0.5)、中度污染(0.3)、重度污染(0.0)
障碍因素	盐碱(0.4)、瘠薄(0.6)、酸化(0.7)、渍潜(0.5)、障碍层次(0.5)、无(1.0)
灌溉能力	充分满足(1.0)、满足(0.7)、基本满足(0.5)、不满足(0.3)
排水能力	充分满足(1.0)、满足(0.7)、基本满足(0.5)、不满足(0.3)
农田林网化	高(1.0)、中(0.7)、低(0.4)