[发明专利]一种坡耕地合理耕层的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及坡耕地耕地质量和生态环境治理技术领域，具体涉及一种坡耕地合理耕层的评价方法。

背景技术

我国的耕地资源相对稀缺，坡耕地是我国最重要的耕地资源。但由于坡耕地本身的特殊性质，加上人类长期的不合理耕作，导致坡耕地耕层变薄、土壤结构变差、土壤退化严重。

为提高坡耕地的可持续增产能力，亟需形成一套完整的坡耕地评价指标体系，为坡耕地合理耕层构建提供评价方法和理论支撑。合理耕层构造是土地高产出的重要保障，可充分发挥耕地可耕层的肥力且具备较强的储水能力，能够通过调控土壤的水、肥、气、热等环境要素促进农作物生长发育。已有针对耕层构造的研究多集中在其肥效、土壤水以及耕层构造模式对作物产量的影响等方面。耕层构造状态多进行定性的描述，定量方法多用土壤的质地、紧实度、容重、导水率、持水率等指标。坡耕地是个自然社会共同作用的生态系统，耕层质量演变既受自然条件的影响、同时也受社会和经济因素的驱动。

目前坡耕地评价主要集中在土壤营养元素的丰缺状况和粮食产量的自然生产力的等级评价方面，忽略了社会经济因素对坡耕地资源质量的影响。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种坡耕地合理耕层的评价方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种坡耕地合理耕层的评价方法，包括以下步骤：

步骤1：初选坡耕地耕层评价指标集；

步骤2：处理所述坡耕地耕层评价指标集；

步骤3：确定坡耕地耕层评价指标合理值；

步骤4：根据所述坡耕地耕层评价指标合理值建立评价模型；

步骤5：根据所述评价模型对坡耕地耕层进行系统评价。

优选地，所述步骤1中，共选择四个评价指标，分别为驱动力因子指标、环境压力因子指标、耕层状态因子指标和耕层响应因子指标；

所述驱动力因子指标具体包括粮食综合生产能力、劳动力投入、效益驱动、田间管理；

所述环境压力因子指标具体包括坡耕地面积、水土流失、土层厚度和耕层深度；

所述耕层状态因子指标具体包括土壤容重、土壤贯穿阻力、土壤含水量、土壤抗剪强度和水稳性团聚体含量；

所述耕层响应因子指标具体包括免耕所占比重、深松耕所占农地面积比重、有机物料投入比重和水保措施比重。

优选地，所述步骤2中，处理所述坡耕地耕层评价指标集，包括以下步骤：

步骤21：对初选评价指标进行筛选

通过特尔菲法、统计分析法、相关分析法和聚类分析法依次对初选指标进行三次筛选，其中所述相关分析和法聚类分析法同时进行，最终确定坡耕地合理耕层评价指标；

步骤22：评价指标无量纲化处理

所述无量纲化处理包括通过合理值进行标准化和通过极值进行标准化；

步骤23：确定评价指标权重

通过主观方法和客观方法相结合确定评价指标权重，主观方法选择层次分析法，客观方法选择主成分分析的方法。

优选地，所述步骤3中，从以下几个方面确定坡耕地评价指标的合理值：报酬递减规律、国家、行业及地方相关标准、不同农田生态类型区的发展水平和发展趋势估计、目标值标准、专家认同标准，各个评价指标合理值的确定方法如下：

步骤31：驱动因子指标

(1)粮食综合生产能力

粮食综合生产能力可以表示为：

Y＝f(x₁,x₂,x₃,...,x_n) (1)

式中：Y粮食综合生产能力，f为粮食综合生产能力与生产要素间的函数，x_n为各生产要素；

(2)劳动力投入

劳动力投入用农业人口所占比重衡量，从统计年鉴和问卷调研数据获取，通过分析劳动力投入与坡耕地单产之间的函数关系，建立劳动力投入和坡耕地单产的回归模型，根据报酬递减规律，确定坡耕地产量最大时的最佳投入量；

(3)效益驱动

用投入产出比衡量效益驱动因素，指坡耕地全部投入与坡耕地产出总值之比，从实地调研数据和文献资料获取；

(4)田间管理

田间管理包括种植制度、耕作方式和机耕程度，种植制度用复种指数来表示，数据从实地调研和统计资料获取；

步骤32：环境压力因子指标

(1)坡耕地面积

用各级坡耕地分布面积及其变化情况表示，从数字高程模型和文献资料中获取；

(2)水土流失