阳泉市郊区耕地生产潜力提升策略研究

来源:用户上传      作者:张晓雯 安祥生 李豪

　　摘要 [目的]对阳泉市郊区耕地生产潜力进行测算，分析当前耕地生产短板，提出相应提升策略。[方法]通过建立耕地生产潜力阶乘修正模型，逐级订正，以气候因子为主，结合土地因素，将耕地生产潜力划分为4个层面进行测算。[结果]全区土壤生产潜力以高于18 000 kg/hm2为主，生产潜力短板主要在于水分因素。[结论]阳泉市郊区耕地生产主要限制性因素可以总结为水资源状况、土地条件、土壤条件、灾害以及人为管理5个因素，针对于此，潜力提升可以从自然生产力与管理生产力两方面进行。
　　关键词 耕地生产潜力;阶乘修正模型;耕地质量提升策略;阳泉市郊区
　　Abstract [Objective]This paper calculated the production potential of farmland in the suburb of Yangquan， analyzed the current short production of cultivated land， and put forward corresponding promotion strategies. [Method]Through the establishment of the factorial correction model of cultivated land production potential， step by step revision， mainly based on climate factors， combined with land factors， the cultivated land production potential was divided into four levels to calculate.[Result]The soil production potential of the whole area was higher than that of 18 000 kg/hm2， and the deficiency of production potential was mainly due to the water factor.[Conclusion]The main restrictive factors of cultivated land production in the suburbs of Yangquan can be summarized as five factors： water resources， land conditions， soil conditions， disasters and manmade management. In view of this， the improvement of potential can be carried out from two aspects： natural productivity and management productivity.
　　Key words Cultivated land productive potential;Factorial correction model; Quality improvement strategy of cultivated land;Suburb district of Yangquan City
　　耕地是人类得以生存和发展最重要的物质基礎，如何合理有效地利用、保护、管理耕地资源，提高农业综合生产能力，保障国家粮食安全，是我国长期面临的重大课题，而工矿城市所面临的挑战更为严峻[1]。阳泉市郊区作为一个典型的工矿城市近郊，工矿企业集中、乡镇企业比较发达的，有着丰富的矿产资源。但由于矿产资源的无序开采及城市不断扩张的要求，导致耕地数目减少，同时水资源匮乏这一先天不足造就其耕地情况始终不容乐观。为了保证耕地的可持续发展，国家提出占补平衡制度，随着制度的不断完善，已从单纯的重视转变为对于耕地数量、质量及生态“三位一体”的保护阶段，在此背景下，对于现有耕地质量的提升成为一种行之有效的途径[2-3]。而农业生产潜力研究是测算土地人口承载力的基础，以揭示耕地自身条件、环境条件与农作物产量的相互作用机制[4]。笔者通过量化的方式来了解阳泉市郊区耕地生产提升潜力，并根据其结果提出相应的提升策略，为区域土地、环境、人口的研究及农业结构调整、人口布局提供了一定的科学依据。
　　1 研究区概况
　　阳泉市郊区地处山西省东部、太行山中段，全区总面积62 701 hm2，呈现出西北高、东南低，中部丘陵起伏的地势状况，海拔在628.0～1 495.2 m，气候温和，四季分明。阳泉市郊区属水资源贫乏地区，水资源破坏严重，主要自然灾害为旱灾，尤以春旱为主，指定作物为春玉米。
　　春玉米为喜温、喜光的短日照作物，且需水较多，影响其生长发育的最低温度为10 ℃，生育期不同品种要求≥10 ℃的活动积温在2 500～3 000 ℃·d、耗水量大约500 mm左右，可在多种土壤上种植，生育期一般为4月中下旬至9月中下旬[5-6]。
　　根据2017年土地利用变更数据，全区土地面积62 701 hm2，其中，耕地面积10 652 hm2，其中绝大部分为旱地;以耕地质量来说，阳泉市郊区耕地涉及国家自然等别9等、10等、11等及12等地，以10等地为主。
　　2 耕地生产潜力阶乘修正模型
　　影响耕地生产潜力的因素有很多，该研究主要以气候因素为主，同时参考耕地土壤条件建立耕地生产潜力阶乘修正模型。该研究建立的模型共包含4个层次以代表不同的生产潜力水平，由高到低分别为光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力与土壤生产潜力[7]。前3个层次只考虑气候因素对耕地生产力的影响，从光照、热量和水分这3个植物生长所必须的因素进行层层修正，其中光合生产潜力代表生产潜力的最高水平，即只考虑太阳辐射的影响下，耕地的最大生产力;在光合生产潜力的基础上，加以考虑温度得出光温生产潜力，加之降水因素得出气候生产潜力，作为下一步土壤因素修正的基础[8-11]。在气候生产潜力的基础上，参考耕地本底，利用土壤有效系数（表1）进行修正，得出土壤生产潜力[11]，最终结果与当前耕地实际生产潜力，即作物实际单产进行比较。此次研究耕地生产潜力阶乘修正模型详见表2。 　　3 阳泉市郊区耕地生产潜力测算
　　光合生产潜力是植物在太阳辐射利用率最高情况下的农作物产量的理论最大值，主要由生长季内作物所吸收的太阳总辐射所决定，太阳辐射因地区而异[11]，最终得出阳泉市郊区光合生产潜力共分为两区：37°N区域为35 544.37 kg/hm2，38°N区域为35 464.60 kg/hm2。光温生产潜力是灌溉农田产量的上限，由热量资源条件进行修正，在光合生产潜力的基础上得出37°N区、38°N区光温生产潜力分别为32 937.8、32 873.87 kg/hm2。基于对水分条件的修正得出气候生产潜力，气候生产潜力是旱作农田产量的上限，阳泉市郊区缺乏灌溉条件，全区98.34%为旱地，因此该研究只考虑春玉米的非灌溉条件。最终得出阳泉市郊区气候生产潜力分为4级，其值分别为 20 546.17、20 586.16、21 915.91、21 958.57 kg/hm2。
　　考虑到土壤有机质含量、表层土壤质地、地形坡度、有效土层厚度及土地塌陷情况对于农作物产量的影响，在气候生产潜力的基础上加以土壤因子修正最终得出土壤生产潜力。经测算，全区耕地地块土壤生产潜力主要集中于17 500～19 000 kg/hm2，其中以18 000～19 000 kg/hm2分布最为广泛，占全区耕地面积的62.41%;按乡镇来看，除开发区耕地土壤生产潜力主要为小于17 500 kg/hm2外，其余乡镇均主要以18 000～19 000 kg/hm2为主，具体分布情况见表3。
　　造成气候生产潜力与土壤生产潜力差距的主要是由于水分因素的作用下形成，由此可以看出就耕地质量提升潜力而言，水分条件可以被视为一个重要提升因素，全区的提升潜力整体较大。土壤生产潜力是自然条件下农作物产量的最高上限，经过实地调查，得出与春玉米实际单产相比阳泉市郊区土壤生产潜力明显要高出很多，且不同地区的耕地生产提升潜力也不同。从图1可以明显看出，耕地生产提升潜力高的区域集中于阳泉市郊区西部的旧街乡与平坦镇，东部地区较西部地区明显要低，但在西南舁乡、河底镇与荫营镇中部的提升潜力亦明显较高。
　　4 阳泉市郊区耕地质量提升的关键因素与措施
　　4.1 关键因素
　　耕地质量是由耕地的自然因素与人为管理状况共同作用下决定的，具体表现为耕地生产能力的高低、耕地环境状况优劣以及耕地产品质量的高低[12]。光照、气温以及水分被广泛认为是影响耕地最重要的三大气候因素，根据以上计算可发现，光照和气温并不是影响阳泉市郊区的最主要因素，针对相关生产潜力与耕地生产提升潜力的计算，可以得出影响阳泉市耕地质量的因素主要涉及以下几个方面。
　　4.1.1 水资源状况。
　　阳泉市郊区作为一个资源型缺水地区，水资源较为匮乏，降水量少且蒸发量大，区内河流以桃河、温河2条季节性河流为主，缺乏灌溉条件，因此对于阳泉市郊区而言水资源是影响耕地质量的一个重要因素。经过生产潜力的计算也可以看出，单纯考虑光照与气温的情况下，阳泉市郊区可达到一年两熟，而经过水分条件的修正，生产潜力明显下降，可见水资源确实是制约阳泉市郊区春玉米产量的一个关键性因素。
　　4.1.2 土地条件。
　　土地条件也可以被称为地形地貌條件，阳泉市郊区地势起伏明显，属于低山丘陵区，坡度、高程等地形地貌因素对耕地影响十分明显，尤其对于现代化规模农业的建设，土地条件是制约农业精准化、机械化的一个极为重要的因素。
　　4.1.3 土壤条件。
　　土壤是构成土地的核心自然要素，是农田生态系统的重要组成部分[13]。阳泉市郊区地处太行山区，岩石山广布，土层极薄。土壤作为植物生长的温床，为其生长提供了所需养分，因此土壤条件的好坏很大程度上影响了农作物的产量，具体包括表层土壤质地、有效土层厚度、土壤有机质含量等因素。
　　4.1.4 灾害发生。
　　除了以上耕地本底特性外，一些地质灾害的发生也会影响春玉米当年的产量。山西省自然条件复杂多样，生态环境较为脆弱，自然灾害频繁，由自然灾害引起的水土变化，影响了土壤的形成与发育，进而使耕地质量下降。此外，阳泉市郊区作为一个典型的工矿城市近郊，常年的采矿工业一定程度上影响到耕地质量，水土流失与采煤沉陷表现尤为明显。
　　4.1.5 人为管理因素。
　　除了以上自然条件的影响外，土地作为人类的主要活动场所和重要的自然资源，受人类的影响也很大[1]。随着科技的进步与社会的发展，人类对耕地的影响越发明显，尤其是在现代农业日趋发展的今天，如种子、农药化肥、种植条件与灌溉条件均对耕地质量有较大的影响。
　　4.2 措施
　　4.2.1 自然生产力方面。
　　4.2.1.1 水分条件。关于水分条件可以从多方面进行，包括引水、保水与节水。引水方面可采用黄河水等外来水资源以提升当地水资源量;另一方面就是保持农作物水分减少其蒸发，对此可以发展现代农业种植，如大棚种植、地面覆盖地膜等方式进行保水;在节水方面可以引进农田水利资源配置技术，加强水利基础设施建设，如集水水窖等，中、小、微型工程并举，大力发展节水灌溉，为农作物的生长提供基础灌溉条件，摆脱过去单纯靠天吃饭的模式。
　　4.2.1.2 土地及土壤条件。①采取土地流转模式，进行耕地集约化管理，规模化、机械化种植，建立合作社与农产品生产基地，实施农用地所有权、承包权、经营权分置模式，充分配套种植前、种植时、收获后的技术支持与服务，以达到向土地资源优化配置与现代化农业种植的逐步过渡转化。②采取土地整治的方式，如土地平整、填土造地、耕作层剥离再利用、土地复垦等技术，从而降低耕地坡度，提高土层厚度。
　　4.2.1.3 灾害治理。
　　加强农田防护工程建设，结合土地整治实际情况，注意灾害治理，布置必要的农田防控水土流失与煤炭塌陷等农田基本防护措施，已达到优化农田生态景观与维护农田生态系统安全并重的目标。 　　4.2.2 管理生产力方面。
　　4.2.2.1 合理定位。目前，针对阳泉市郊区的农业建设目标为城郊型农业，发展大棚蔬菜水果种植及养殖业等城郊型农业，趋向于设施化与集约化种植。
　　4.2.2.2 合理种植。①选取良种。选取适宜阳泉市郊区的高产良种进行种植，如春玉米可采用裕丰201、吉农大778、华农887、正成018、联创808、金岛99、A1589、豫禾601、烁源558等。②合理密植。依据当地独特的气候条件、土壤条件、生产条件及种植物的品种特性来确定最佳的春玉米种植密度。③合理施肥。通常看来，越高产量水平的农作物需要吸收的肥量也越多，具體而言，生育期、高秆品种、种植密度、土壤肥力都是影响农作物吸肥量的重要因素，应因地、因种合理有效地进行施肥[14]。④合理灌溉。采取滴灌等精准灌溉方式。
　　4.2.2.3 科学管理。①资源整合。采用土地流转的方式将零散土地进行集中种植与管理，为规模化、机械化与集约化种植土地资源与管理奠定基础。②加大投入。包括资金、农业基础设施建设及相关技术人员的投入，为现代化农业提供资金与技术的双支柱。③提高服务。加强农业产业化服务，可从产前良种选择，种植密度指导;产中合理施肥，精准灌溉;产后收割与销售等方面进行，具体可采用合作社、大户承包等产权分离政策。
　　参考文献
　　[1] 刘彦随，陈百明. 中国可持续发展问题与土地利用/覆被变化研究[J]. 地理研究，2002，21（3）：324-330.
　　[2] 孙蕊，孙萍，吴金希. 我国耕地占补平衡政策研究进展[J]. 安徽农业科学，2014，42（1）：330-333.
　　[3] 刘娟，张峻峰. 发达国家“三位一体”耕地保护管理实践[J]. 世界农业，2015（1）：28-31.
　　[4] 吴彤. 基于GIS和遥感的崇明岛土地资源承载力研究[D].上海：华东师范大学，2007.
　　[5] 刘江，许秀娟.气象学（北方本）[M].北京：中国农业出版社，2002.
　　[6] 刘晶淼，安顺清，廖荣伟，等.玉米根系在土壤剖面中的分布研究[J]. 中国生态农业学报，2009，17（3）：517-521.
　　[7] 李国蓉，王青，俞音，等.官司河流域农业自然生产潜力研究[J]. 湖北农业科学，2010，49（2）：334-337.
　　[8] 李克煌.气候资源学[M].开封：河南大学出版社， 1990：130-283.
　　[9] 陈振明.江西省永修县土地生产潜力初探[J].江西化工，2008（2）：67-69.
　　[10] 董杰.聊城市区土地生产潜力初探[J].山东师大学报（自然科学版），2000，15（4）：413-417.
　　[11] 高文彬，江东，杨小唤.遥感数据驱动的耕地生产潜力模型与应用[J].地理科学进展，2009，28（4）：597-602.
　　[12] 刘友兆，马欣，徐茂.耕地质量预警[J].中国土地科学，2003，17（6）：9-12.
　　[13] 杨正礼，梅旭荣，黄鸿翔，等.论中国农田生态保育[J].中国农学通报，2005，21（4）：280-284，314.
　　[14] 彭晓丽.玉米高产施肥技术[J].现代农村科技，2017（4）：56.
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