[00118885]耕地质量影响因素与产能关系研究

耕地质量影响因素与产能关系研究属自选课题。该研究涉及土壤学、气象学、农田水利学、作物学和经济等多行业和工程知识,可应用于农业综合开发、国土资源整治等相关领域。该课题基于国土资源部土地资源调查和农用地分等成果、地球化学元素普查成果,及河南省分县耕地地力调查、河南省粮食产能核算、河南省耕地质量动态监测试点等项目数据,以河南省粮食主产区为平台,对耕地质量因素与粮食产量关系及分区提升耕地生产能力等方面进行了探讨。项目具体研究内容如下： 1、明确了耕地质量及粮食产能概念和内涵 在阐明项目研究背景和研究意义的前提下,采用文献研究法,系统梳理近年国内外耕地质量、耕地质量评价及其发展变化过程,讨论了耕地质量因素及质量评价研究趋势和进展;从概念内涵的体现、特性和内涵延伸等方面对耕地质量和粮食产能进行总结和归纳,为耕地质量与粮食产能研究奠定了坚实的理论基础。 2、构建了粮食主产区影响耕地质量因素指标体系 系统分析了研究区域内耕地利用特点、存在问题及区域内中低产田分布状况;在分析耕地利用中有利条件及限制因素前提下,构建了影响耕地质量因素指标体系,依据相关规程标准对因素指标进行了分级。形成了以因素指标等级提升为目标的耕地质量与粮食产能影响关系的研究思路。 3、辨识了耕地质量因素变化与粮食产能的影响关系 采用典型断面研究法,分析各影响因素及粮食产能的空间分布规律和断面情况;根据因素指标类型,采用GIS空间分析和定性与定量相结合的方法,建立了耕地质量单因素变化（单因素改变量）及因素指标组合（以自然质量分表示）与粮食产能关系模型;通过测算多模型影响下的耕地质量因素改变量变化对粮食产能的影响大小,讨论了各因素最大增产量和平均增产能力。首次提出了单因素指标变化对粮食产量的数量影响度。 4、探讨了基于土地整治的因素指标建设模式和目标 分析土地整治工程体系与耕地质量因素指标的影响,提出了基于分区的单因素模式下粮食产能建设的等级目标和产量目标,初步探讨面向耕地质量因素提升的土地整治技术方法;针对因素对粮食产能的交互影响,借用自然质量分作为因素综合作用强度,提出了因素指标组合模式下粮食产能建设目标。系统总结了河南省小麦、玉米及标准粮增产能力的变化特征。 5、提出了基于分区的耕地质量提高对策与建议 基于耕地质量指标分区,找出主要限制因素,提出分区改善和治理耕地质量的对策和措施,为制订新时期耕地质量长效保护机制和合理利用耕地提供理论基础。 项目研究的创新点： 1、采用“分类汇总法”对因素交互影响的剔除 作物产量是受多个因素共同作用的结果。在计算单因素影响情况时,如何剔除其他因素的交互作用的影响是至为重要和关键的。具体采用分类汇总法进行因素间交互滤净。分类汇总法是根据因素指标与产量的对应关系获取单因子各等级分值与粮食产量的分级序列关系。 2、基于断面带的河南省耕地质量因素分布规律 在河南省粮食主产区内,自河南省省界西边,大体与陇海铁路线平行,沿卢氏县（崤山山脊线）开始,从西向东,从卢氏、栾川、嵩县、汝阳、汝州、郏县、许昌县、郾陵、扶沟、太康、柘城、商丘市、夏邑,设置一东西横向断面。从南向北,大体与京广铁路线平行,自安阳、鹤壁、卫辉、蔚氏、许昌、漯河市、西平县、驻马店市、确山县、信阳市,设置一南北纵向断面。根据地势高低,采用断面带分析法,总结分析了地势对耕地质量因素及产能影响规律。 3、首次量化了因素指标在环境改善后耕地产能的增产潜力 根据单因素分级与产能实际指标值,参考单因素分级与产能的相关度,在考虑因素分级与产能高度一致的基础上,构建指标分级变化与产能改变量的对应关系。以分类汇总法为基础,构建多模型,初步量化出因素指标分级中上一分级与下一级的差值。 4、构建了自然质量分与粮食产能关系曲线,测算因素组合模式下粮食建设目标。 耕地质量因素组合的状态水平可以采用耕地质量评价中自然质量分的高低来表示。自然质量分随着影响耕地质量因素指标等级的改变而改变,当分值越高,表明耕地质量因素组合状态越好。分别对自然质量分与粮食产能（小麦、玉米、标准粮）进行指数、线性、对数、乘幂、二次多项式、三次多项式和四次多项式等模型进行回归。以四次多项式作为耕地自然质量分与粮食产能关系模型,来度量小麦自然质量分与小麦产量的变化状况。总体上,随着自然质量分提高,粮食产能提升值呈现“倒S”型变化。参考二者对应关系,根据粮食产能随自然质量分变化水平,测算出自然质量分变化下粮食产能的增产建设目标。 该研究提出分类汇总法,有效剔除了耕地质量交互作用的影响,建立的质量因素标准组合,有效表达了粮食产能与影响因素组合间关系。在因素量化辨识方法上具有创新性。本研究提出的“面向耕地质量因素提升的土地整治技术方法”,分析科学,技术可靠,措施可行,具有很强的可操作性。总体上,该成果在同类研究成果中居于国内领先水平。