耕地生态质量评价理论与方法研究——以吴江市为例

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论文从土地质量的概念入手,具体分析了土地质量的内涵,在此基础上开展了土地质量内涵之一的土地生态质量评价理论基础和评价方法的研究,最后进行耕地质量的综合评价,并据此提出耕地生态质量和耕地质量改善的措施。主要研究内容和结论如下: 1、土地质量、土地生态质量和耕地生态质量的概念界定土地质量是指特定利用类型的土地生态系统(人工的或自然的)边界范围内维持土地的生态环境、保持生物多样性和土地生产力、支持人类承载和活动空间的能力。按照土地利用系统和土地生态系统具有的质量差异,土地质量内涵可分为土地生态质量、土地自然质量、土地经济质量和土地管理质量。重点探讨了土地生态质量和耕地生态质量,并认为,耕地生态质量是指在一定时空范围内耕地生态系统自我维持存在和发展演化的能力。耕地生态质量取决于耕地生态系统的稳定性,而其稳定性又决定于耕地生态系统结构和功能。影响耕地生态质量的因素有耕地地块因素和土地系统因素,其中,耕地地块因素决定着耕地地块的生态质量,而土地系统因素制约着耕地地块生态质量。 2、耕地生态质量评价的理论基础耕地生态质量评价的理论基础包括景观生态学、生态系统学和土地生态学等,其中前两者是耕地生态质量评价的主要理论基础。本研究认为,景观生态学相关理论是土地系统生态质量评价的理论基础,并从土地系统的生态干扰因素和稳定程度因素入手,分析其对土地系统稳定性的影响。同样地,生态系统学相关理论是耕地地块生态质量评价的理论基础,并从耕地地块生态系统各组分的生态作用和生态影响角度入手,分析对耕地地块生态系统稳定性的影响。 3、耕地生态质量评价的方法耕地生态质量评价包括以下步骤:首先分别评价土地系统生态质量和耕地地块生态质量,然后把上述两个等级层次的生态质量进行综合,得出耕地生态质量指数,划分等级。 (1)首先,确定耕地生态质量评价的对象是耕地生态系统,并认为耕地生态质量的高低取决于土地系统(或景观生态系统)的稳定性和耕地生态系统的稳定性。这两个生态系统属于不同的生态学尺度或等级,在耕地生态质量评价中所起的作用有差异。 (2)然后,根据景观生态学和生态系统学理论,分别评价土地系统生态质量和耕地地块生态质量。 土地系统生态质量的评价对象是土地系统(或景观生态系统);评价单元是生态组(或生态土地类型集),初步定为行政村;衡量标准是土地系统生态系统的稳定性,其稳定性取决于土地系统的受干扰程度和自身稳定程度;评价指标包括生态干扰指标和系统稳定程度指标,生态干扰指标如景观破碎度、建设用地干扰度、单一土地利用优势度、土地退化程度、水质污染和空气污染程度等,系统稳定程度指标如土地利用结构、自然景观、农业土地利用多样性、河流密度和植被覆盖度等。构建了土地系统生态质量评价模型,包括单指标计算模型、干扰程度评价模型、稳定程度评价模型和土地系统生态质量综合评价模型。 耕地地块生态质量的评价对象是耕地地块生态系统;评价单元生态立地(生态土地类型),初步定为耕地地块;评价标准是耕地地块生态系统的稳定程度,稳定程度取决于生态系统的组成成分的完备性与和谐性;评价指标包括非生物指标和生物指标,非生物成分指标如土壤pH值、土壤质地和土壤受干扰程度(土壤人为翻动和土壤污染),生物成分指标如地表植物多样性(以耕地养分平衡指数代替)、土壤动物多样性、土壤微生物多样性。构建了耕地地块生态质量的评价模型,包括单指标计算模型、非生物成分指数评价模型、生物成分指数评价模型和耕地地块生态质量综合评价模型。 (3)最后,评价耕地生态质量。耕地生态质量的等级要落实到具体的耕地地块上,而耕地地块生态质量同时又受到土地系统生态质量的影响,所以,计算耕地生态质量指数的方法被定义为在耕地地块生态系统质量指数基础上增加土地系统生态质量指数修正项,并设计了综合评价修正模型。 4、吴江市实证研究结论。通过上述方法对吴江市耕地生态质量进行评价,结果表明,吴江市耕地生态质量总体水平不高,1等生态质量面积占13.57%,2等生态质量占29.35%,3等生态质量面积占31.88%,4等生态质量25.19%。其中,灌溉水田生态质量较低,3~4等质量面积占73.94%,而旱地生态质量较高,1~2等质量面积占88.79%,菜地生态质量居中,1~2等质量面积占41.64%,3~4等质量占58.36%。耕地生态质量空间分布规律为西南高、东北低。 5、在耕地生态质量评价的基础上,提出耕地质量综合评价方法。首先进行耕地自然质量(耕地地力)和耕地生态质量的评定等级,然后用耕地生态质量等级调整耕地自然质量等级,得到耕地质量的综合等级。以吴江市为例,面积占48.42%耕地地块的生态质量等级低于自然质量等级,调整之后的综合等级较自然质量等级低;而面积占27.39%耕地地块的生态质量等级高于自然质量等级,调整之后的综合等级较自然质量等级高;其余地块等级未变(面积占24.19%),耕地质量综合等级与自然质量等级一致。 6、根据耕地生态质量及耕地质量综合评价的结果,提出耕地生态质量和耕地质量的保护对策。提高耕地生态质量的措施主要从两个角度提出,即土壤改良和土地利用格局调整;提高耕地质量的措施是从不同耕地生态质量和耕地自然质量的组合类型分别提出不同的对策。
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