朱嘉偉，周琳琳，謝曉彤，賈愛華

（河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，鄭州 450002）

0 引 言

加強農田整治，全面提高耕地質量，是在適宜開墾的耕地后備資源有限的形勢下，提高糧食綜合生產能力、保障國家糧食安全的客觀需要，受到了國務院和相關部門的高度重視[1-2]。2012年，國土資源部發(fā)布了《高標準基本農田建設標準》，從田水路林等方面明確提出了高標準基本農田建設的具體內容[3]，但是中國地域遼闊，不同區(qū)域自然稟賦各不相同，影響耕地質量的障礙因素空間差異巨大，因此高標準基本農田建設應因地制宜，實施“差別化整治”[4-9]。長期以來，中國在土地整治分區(qū)研究方面主要偏重于新增耕地潛力的研究[10-12]，雖然近年來針對耕地質量和糧食產能提升潛力的評價研究逐漸受到人們的關注[13-20]，但是研究成果主要體現在提升潛力大小的區(qū)域等級劃分[21-25]，而立足于耕地質量障礙因素區(qū)域差異分析，以突出耕地質量提升途徑和整治工程建設內容差異的分區(qū)研究仍然匱乏[26-27]。而現有的土地整治工程類型區(qū)的劃分，主要是一種大區(qū)域、宏觀性的整治工程模式分區(qū)[28]，在目前中國偏重于“實體形態(tài)”的農田整治已取得巨大成效的情況下，影響耕地質量的障礙因素已發(fā)生巨大的變化，農田整治的任務已由全面建設跨入鞏固、完善、提高階段，消除“隱形障礙”階段[29-30]，基于耕地障礙因素區(qū)域差異和以消除障礙因素為目的的農田整治類型區(qū)精細劃分則顯得尤為必要。

新鄭市是河南省土地整治技術推廣應用試驗區(qū)，謝曉彤等[30-31]以該區(qū)為例，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位，在對影響耕地質量的障礙因素進行定量分析的基礎上，采用距離系數譜系圖聚類分析法，將全市的12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為3種類型的農田整治區(qū)，并指出了不同類型區(qū)耕地質量提升的途徑和農田整治工程建設的重點內容。由于以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元，弱化了耕地質量的空間差異特征，有待于進行細化研究。該文利用新鄭市耕地質量監(jiān)測數據庫成果，以 315個行政村為分析研究單元，研究成果彌補了現有研究的不足，一是以行政村為單元進行的大樣本數據的統計分析，分析結果的置信度高于小樣本數據；二是距離系數譜系圖法僅適宜于以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元的小樣本數據的分類，該文提出的樣品分布密度圖法與定性解析相結合的分類方法，適宜于多因素大樣本數據的分類，豐富和完善了分類方法體系；三是該文將研究區(qū)劃分為 6種類型的整治區(qū)，與前文劃分的 3種類型區(qū)相比，分區(qū)結果得到進一步細化，進一步突出了研究區(qū)的空間差異性；四是行政村單元通常是農田整治項目區(qū)劃定的基礎單元，以行政村作為類型區(qū)劃分基本單元，提高了分區(qū)結果的實用性。

1 研究區(qū)概況及數據來源

1.1 研究區(qū)概況

新鄭市位于河南省中部，隸屬于鄭州市管轄。全市轄 12個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），329個行政村，土地總面積為 8.85×104hm2，其中：農用地面積6.51×104hm2，占土地總面積的73.54%；農用地中耕地面積為5.37×104hm2，占土地總面積的60.65%。2015年全市糧食總產量為27.94×104t。

新鄭市地貌類型復雜多樣，山地、丘陵、崗地和平原兼有，素有“中原縮影”之稱。地貌類型的多樣性為區(qū)內土壤的形成發(fā)育提供了不同的環(huán)境條件，形成了褐土、潮土和風沙土3大土類，共19個土種。耕地區(qū)以褐土為主，占耕地區(qū)面積的73.96%，主要土種為黃土質褐土、沙質潮褐土、褐土性土；其次為潮土，占耕地區(qū)面積的22.01%，主要土種為沙壤質沙質脫潮土、潮沙泥土、脫潮小兩合土；風沙土分布較少，僅占耕地區(qū)面積的4.03%，主要土種為半固定草甸風沙土、固定草甸風沙土。

全市土壤按質地分為壤土、沙壤土、面沙土、細沙土 4類，耕地區(qū)以壤土和面沙土為主，分別占耕地區(qū)面積的42.71%、39.82%，沙壤土和細沙土較少，合計占耕地區(qū)面積的17.47%。壤土主要分布于京廣鐵路以西的坡崗地和山前平原區(qū)，面沙土、細沙土主要分布于京廣鐵路以東的黃泛平原區(qū)，沙壤土主要分布于東部黃泛平原與西部山前崗地、平原的交接帶。土壤質地構型主要有黏底輕壤、均質輕壤、均質沙壤、均質中壤、均質沙土、夾壤黏土、夾沙中壤、黏底中壤和壤底沙土，其中：黏底輕壤分布面積最大，占耕地區(qū)面積的41.17%；其次是均質沙壤、均質中壤，分別占耕地區(qū)面積的 21.47%、18.53%[32]。

1.2 數據來源

本文采用數據來源于新鄭市2015年《耕地質量監(jiān)測數據庫》數據，具體情況如下：

1）基礎數據來源：新鄭市 2008年耕地地力評價共采集土樣6 741個，調查農戶6 350戶，對土壤質地、有機質、全氮、有效磷、速效鉀、pH值、緩效鉀、有效鋅共 8個項目進行了分析化驗，建立了新鄭市耕地地力評價數據庫；2015年利用新鄭市耕地質量監(jiān)測土壤樣品分析數據、糧食單產農戶調查數據、土地利用現狀變更數據，對耕地地力評價數據庫進行更新完善，建成了新鄭市耕地質量監(jiān)測數據庫，本文所用數據為該數據庫導出數據，共導出3 692個圖斑單元數據。

2）異常值的剔除：將圖斑單元中定量數值大于μ＋3σ或小于μ－3σ（μ、σ 分別為樣本的數學期望和標準差）的166個異常單元予以剔除后，得到3 526個圖斑單元的數據，作為本文分析研究的基礎數據。

3）分析評價單元數據：本文以行政村作為分析研究單元，對各個行政村內的所有圖斑單元數據進行算術平均，則得到 315個行政村的定量數據，作為本文分析評價的基本數據，算術平均計算得各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數據如表 1所示。定性變量是通過對315個行政村中的3 526個圖斑進行檢索查詢確定，檢索結果表明，全市僅有 4個行政村內的圖斑在地貌類型方面存在差異，其中有 3個行政村內的圖斑在土壤類型方面不一致，除此之外的 311個行政村內的地貌類型、土類、土種、土壤質地、質地構型等均完全一致，說明新鄭市行政村單元內部定性因素主體無明顯空間變異，對 4個定性因素存在不一致性的行政村，依據主體圖斑的特性確定其定性因素特性。

表1 新鄭市糧食單產及單產影響因素數據Table 1 Data of grain yield and factors affecting grain yield of Xinzheng County-level City

2 耕地質量影響因素分析

影響耕地質量和糧食產能的要素包括地表要素、氣候要素、工程要素、生態(tài)要素 4個方面，依據要素的特性可將其劃分為定量因素和定性因素 2大類[13-19]。主成分分析僅適宜于定量因素的分析，依據主變量進行的分區(qū)僅反映了定量限制因素的差異，而未反映出地形地貌、土壤質地等定性因素的差異，因此，在依據主成變量進行初步定量分區(qū)的基礎上，還需要進一步結合定性變量進行定性解析續(xù)分，以較全面的反映主要限制因素對耕地質量的影響，為此需要對定量和定性因素對耕地質量的影響分別進行分析。

2.1 定量因素對單產的影響分析

2.1.1 定量因素與單產間相關性分析

對縣域而言，氣候要素對單產影響的空間差異性可不予考慮，立足于現有基礎數據水平，本文所選取的定量影響因素主要有：土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀、有效灌溉率。運用SPSS19.0軟件對315個行政村的樣本數據進行分析，計算得到土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀、有效灌溉率與糧食單產間的相關系數矩陣如表 2所示。置信水平顯著性檢驗計算得，影響因素與糧食單產間相關性F檢驗值為42.96～195.63，影響因素相互間相關性F檢驗值為16.94～510.78，均大于查表值F1,3150.01=6.85，說明變量間的相關性在 0.01置信水上顯著，分析結果置信度高。

表2 影響因素與單產間相互間相關系數矩陣Table 2 Correlation coefficient matrix of factors and grain yield

由表 2可看出，土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀、有效灌溉率與單產間均呈正線性相關關系，其中，土壤速效磷、有效灌溉率與單產間相關系數r介于0.5～0.7之間，呈中度相關關系；土壤有機質、全氮、速效鉀與單產間相關系數r介于0.3～0.4之間，呈弱相關關系。土壤速效磷、有效灌溉率與單產間相關性最強，相關系數r分別為0.620、0.557，是影響新鄭市耕地質量最為主要的因素。

2.1.2 影響因素間主成分分析

影響糧食單產的因素眾多，從統計學的角度要求所引入的變量其相互間應是獨立的，但是，通常情況下變量之間會存在一定的相關性，若變量間高度相關，則有些變量不一定能真正發(fā)揮作用，會掩蓋影響因素的重要性，甚至導致統計分析結果不可用，需要進行因子分析，構建主分量，剔除原始變量包含的冗余信息。由表 2可看出，新鄭市影響耕地質量的各變量間具有一定的相關關系，KMO檢驗和Bartlett球體檢驗得：KMO＝0.746＞0.7，Sig.＝0.000＜0.05，說明原始變量間的相關性強，且數據取自正態(tài)分布，適合作因子分析。

對新鄭市 315個行政村單元的樣本數據進行主成分分析，得不同主分量的方差及方差貢獻率如表 3所示。由表3可看出，第一主成分（F1）、第二主成分（F2）對應的特征值分別為 2.693、1.031，F1和 F2兩個主分量的累計貢獻率為 85.55%，滿足主成分信息的特征值大于 1且方差累計貢獻率大于85%兩項條件[32]，因此，可由F1、F2兩個相互獨立的主分量替代原始變量信息，丟失的信息量少。運用SPSS19.0軟件計算得各個初始變量在F1、F22個主分量中的初始因子載荷系數如表4所示，依據表4則可得到F1、F22個主分量的構成如下：

式中 x1、x2、x3、x4、x5分別代表土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀及有效灌溉率的標準化值。

表3 主成分提取初始因子特征值Table 3 Initial eigenvalues of principal component

表4 主成分初始因子載荷及載荷系數Table 4 Load data and its coefficients of initial factors

由式（1）和式（2）可計算得新鄭市 315個行政村的F1和F2值，在F1、F2與糧食單產散點圖（圖1）上可看出：F1、F2值與糧食單產間均呈正線性相關關系，相關系數r分別為0.626、0.561，呈中度相關關系，相關程度總體優(yōu)于原始變量。置信水平顯著性檢驗計算得，F1、F2與糧食單產間相關性F檢驗值分別為201.49、143.63，均大于查表值F1，3150.001=11.38，說明其間的相關性在0.001置信水平上顯著，置信度高。

2.2 定性因素對單產的影響分析

地貌類型、土壤質地是影響耕地質量的主要定性因素。

1）地貌類型對單產的影響：對不同地貌類型區(qū)樣本的單產進行統計可看出，不同地貌類型區(qū)耕地的平均單產水平差異大，山丘緩坡區(qū)、沙丘崗地區(qū)、山前崗地區(qū)、黃泛平原區(qū)、山前平原區(qū)的平均單產水平分別為2 934.4、3 202.5、4 295.8、5 421.4、6 554.3 kg/hm2。在單產分布頻率圖上（圖 2a）可看出，山丘緩坡區(qū)、沙丘崗地區(qū)、山前崗地區(qū)樣本單產的眾數值低，在2 800 kg/hm2左右，黃泛平原區(qū)、山前平原區(qū)的眾數值高，分別在 5 200、7 000 kg/hm2左右，同時可看出同一地貌類型區(qū)的單產變化區(qū)間很大。

圖1 糧食單產與第一和第二主成分散點圖Fig.1 Scatter diagram of grain yield with F1 and F2

圖2 不同地貌類型區(qū)和土壤類型區(qū)樣本的單產頻率分布Fig.2 Grain yield frequency diagram of different landforms and different types of soil texture

2）土壤質地對單產的影響：對不同類型土壤樣本的單產進行統計可看出，質地不同的耕地，其平均單產水平具有一定的差異，壤土、沙壤土、面沙土、細沙土的平均單產水平分別為4 873.0、5 120.6、5 641.8、3 202.5 kg/hm2。從單產分布頻率圖上（圖 2b）可看出，細沙土樣本單產的眾數值低，在2 800 kg/hm2左右，沙壤土、面沙土的眾數值較高，分別在5 200、6 400 kg/hm2左右，而壤土樣本則形成 2個明顯的、高低差異懸殊的頻率峰值，低頻區(qū)在4 000～5 200 kg/hm2間。

以上分析表明，地貌類型、土壤質地對耕地質量具有一定的影響，但是，相同地貌、相同質地的耕地，其質量又存在著明顯的空間差異，以任何單一因素作為分區(qū)依據都難以全面反映耕地質量的空間差異性。

3 農田整治類型區(qū)劃分

3.1 分類方法選擇

以行政村為單位將新鄭市劃分為 315個耕地質量及影響因素相對均一的農田整治單元，如何將不同單元劃分為具有一定共性的農田整治類型區(qū)，這涉及到樣本的分類問題。通常人們按照單產水平的高低將農田劃分為高、中、低產田區(qū)，但是產能相同的農田區(qū)，影響耕地質量的障礙因素通常并不相同，會存在著明顯的區(qū)域性差異，因此該類分區(qū)難以滿足實施農田差別化整治工作的需要。

在研究對象不存在一個事前分類方案的情況下，需要采用聚類分析的方法對研究對象進行分類，距離系數譜系圖法適宜于樣本數量較少情況下的聚類，密度圖法適宜樣本數量較大的樣本聚類。本文研究對象為 315個行政村單元，樣本數量大，擬采用密度圖法進行聚類分析。密度圖法的基本思想是，在一個多變量構成的多維空間中，如果樣品點的分布在某些區(qū)域密度高，而在另一些區(qū)域密度低甚至空白，且高密度區(qū)域被低密度區(qū)域所分割，這樣則形成了最自然、最客觀、最能體現樣品結構的聚類，密度中心的個數即是聚類形成的類別數，低密度中心面則構成了類與類間的界限，該方法體現了同一類別內的個體盡可能差異小，而類別之間的個體則應具有盡可能高的異質性這一分類的基本要求，減少了分類的人為因素。

3.2 方法步驟

3.2.1 基于F1-F2密度圖的初步聚類分區(qū)

1）樣品密度圖聚類特征分析

依據計算得到的新鄭市 315個行政村單元的第一、第二主分量的 F1、F2值，在 F1-F2二維平面空間作樣品的分布散點圖（圖3a），在圖3a上可看出，樣品的聚類特征明顯，形成了3個密度區(qū)：

①第一高密度區(qū)：位于圖中線L1的下部，F2隨著F1的增大而減小，構成與F1軸夾角約為33.5°的密集分布帶，高密度中心位于密度帶的中部。

②第二高密度區(qū)：位于圖中線L2的上部，呈不規(guī)則的團塊狀，團塊略具方向性，F2隨著F1的增大呈現增大趨勢，高密度中心位于密集區(qū)的中部略偏下。

③第三密度區(qū)：位于圖中線L1和線L2之間，呈與第一密度區(qū)近于平行的寬帶狀，總體密度明顯比第一高密度區(qū)、第二高密度區(qū)低，高密度中心不明顯。其與第二高密度區(qū)間存在明顯的低密度區(qū)，構成二者間的分區(qū)界限；其與第一高密度區(qū)間無明顯的低密度帶，主要表現為密度梯度的變化，密度梯度由高到低的轉折帶構成了二者間的分區(qū)界限。

圖3 不同類型土壤和不同地貌類型區(qū)樣本的第一（F1）與第二（F2）主成分散點圖Fig.3 Scatter diagram of F1 and F2 of samples with different types of soil texture and in different landforms

2）分類方法步驟

通過上述密度圖的特征分析可看出：根據樣品分布密度，由L1和L2兩條分區(qū)界線可將研究區(qū)的315個單元初步劃分為三大類型區(qū)（圖3a），具體歸類方法如下：

①建立分區(qū)線的線性函數：在Excel散點圖上分別查出L1、L2線上的2個點的坐標值，則可建立L1的線性函數：F2＝－0.662 F1＋0.698，L2的線性函數：F2＝－0.612 F1＋1.085。

②類區(qū)判別：利用L1的線性函數，可計算出所有樣品的F2估算值，若F2估－F2實≥0，則該樣品劃歸為線L1下部的第一高密度區(qū)；利用L2的線性函數，可計算出其余樣品的F2估算值，若F2估－F2實≤0，則該樣品劃歸為線L2上部第二高密度區(qū)；余下的樣品則劃歸為中部第三密度區(qū)。

3.2.2 基于定性要素的進一步解析分區(qū)

基于F1-F2密度圖的初步分區(qū)結果，僅考慮了樣品的分布密度，沒有考慮定性因素土壤質地和地貌，而且同一類區(qū)內F1、F2變量特征值差異大，但是，在樣品密度圖上，類區(qū)內再依據樣品分布密度進行續(xù)分的界限不明顯，具有多選性，為了降低人為性，保證分類結果的客觀性，需要結合定性影響因素，采用定性解析的方法，對初步分區(qū)結果再進行逐步續(xù)分。

1）第一高密度帶的解析細分

①依據土壤質地因素解析細分：由圖3a可以看出，若考慮土壤質地因素，則線L1下部的第一高密度區(qū)可進一步劃分為2部分，線L3的左側土壤質地主要為細沙土，而右側土壤質地為壤土－面砂土－砂壤土，而且線L3也是右側高密中心區(qū)與左側相對低密度區(qū)間的次級密度梯度轉折帶。

②依據地貌因素解析細分：在圖3a上可以看出，線L3右側部分的F1、F2變量特征值差異依然較大，不同類型質地土壤混雜，且無明顯的低密度帶、密度梯度轉折帶，難以客觀的再將其續(xù)分為不同的區(qū)，但是，進一步考慮地貌因素（圖3b）則可看出，線L5左右兩側的地貌類型差異明顯，右側以山丘緩坡地貌為主，而左側則為黃泛平原－山前崗地地貌，因此，線L5可將線L3右側的類型區(qū)進一步細分地貌類型差異明顯的 2種類型區(qū)（圖3b）。同時在圖3b上也可看出，線L3左右兩側的地貌類型也具有明顯差異，左側以沙丘崗地地貌為主，而右側地貌則為黃泛平原－山前崗地地貌。

綜上所述，結合土壤質地、地貌類型因素，下部第一高密度區(qū)可進一步客觀的劃分為3種類型區(qū)。

2）中部第三密度區(qū)的解析細分

采取與第一高密度區(qū)相同的方法，結合土壤質地、地貌因素，以線L4為分區(qū)界線，可將中部第三密度區(qū)進一步劃分為左、右 2種類型區(qū)。左側土壤質地以面砂土－砂壤土為主，地貌類型為黃泛平原；右側土壤質地以面砂土－壤土為主，地貌類型為黃泛平原－山前崗地；其間為一次級的相對低密度帶。

3）上部第二高密度區(qū)的解析劃分

第二高密度區(qū)樣品分布緊促，土壤質地（圖 3a）和地貌類型（圖3b）均無明顯差異，不需要再進一步續(xù)分。

3.2.3 類型區(qū)劃分結果的局部優(yōu)化調整

自然對象不同類群間的部分屬性存在的交互重疊現象，難免造成個別樣品的歸類不合理現象，尤其是分區(qū)界線附近的樣品，因此，有必要對個別樣品按照類區(qū)主要特征進行優(yōu)化調整，局部調整情況如下：

1）對沙丘崗地樣品歸類結果的調整：沙丘崗地區(qū)單元的聚類特征極為明顯，主要位于線L1下部第一高密度區(qū)線L3的左側區(qū)域，僅有個別樣品位于鄰近類區(qū)，沙丘崗地區(qū)農田障礙因素及農田整治工程重點建設內容具有獨特的共性，不同于其他類型區(qū)，因此將定量判別劃歸為鄰區(qū)的3個沙丘崗地單元調整到第一高密度區(qū)左部的沙丘崗地類區(qū)。

2）對第二高密度區(qū)的調整：右上部第二高密度區(qū)是山前平原樣品集中分布區(qū)，土壤質地為壤土，山前平原與東部黃泛平原區(qū)耕地的特性差異明顯，前者土壤質地好，保水保肥能力強，因此將劃歸為該類區(qū)的地貌類型為黃泛平原的7個樣品調整到其下部鄰近的類型區(qū)。

3.3 類型區(qū)劃分結果及特點

通過上述密度圖分割和定性解析，可將新鄭市 315個行政村單元劃分為 6種類型的農田整治區(qū)，具體如圖4a所示，不同類型區(qū)的耕地單產水平如圖4b所示。采用算術平均法，統計得不同類型區(qū)的平均糧食單產水平及耕地質量要素總體特征如表5所示。由表5可看出，不同類型區(qū)間耕地質量及影響因素差異明顯。

1）Ⅰ類區(qū)：沙丘崗地綜合限制型低產區(qū)

共有48個行政村單元，主要分布于新鄭市東北部黃河泛濫沖積形成的沙丘崗地區(qū)，主要涉及孟莊、薛店、龍王 3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)是新鄭市耕地質量最差的地區(qū)，平均單產僅為3 563 kg/hm2，為綜合因素限制型低產區(qū)：土壤質地為砂土，保水保肥能力差；氮、磷、鉀、有機質等土壤肥力指標及農田有效灌溉率均低（表 5），與全市的中間水平相比，分別低 25.84%、18.22%、28.28%、28.78%、51.02%，為多重障礙因素限制區(qū)。

2）Ⅱ類區(qū)：山前崗地-黃泛平原磷鉀肥、灌溉限制型低產區(qū)

共有 104個行政村單元，主要分布于新鄭市西北部山前丘崗地及黃泛平原崗地區(qū)，主要涉及龍湖、郭店、薛店及龍王、新村 5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)為耕地質量接近最差的地區(qū)，平均單產為4 023 kg/hm2，為磷鉀肥－灌溉限制型低產區(qū)：土壤質地為壤土－砂壤土－面砂土，地形地貌條件較差；除土壤全氮、有機質處于中間水平外，速效磷、速效鉀及農田有效灌溉率均低（表 5），分別低于全市中間水平20.55%、3.60%、43.16%。

3）Ⅲ類區(qū)：緩坡地磷肥、灌溉限制型低產區(qū)

共有23個行政村單元，主要分布于新鄭市西南山丘緩坡地區(qū)，主要涉及辛店及新村 2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)為耕地質量最差的地區(qū)之一，平均單產為3 532 kg/hm2，為磷肥－灌溉限制型低產區(qū)：土壤質地較好，為壤土及砂壤土，地形地貌條件差，為山丘緩坡地；土壤氮、鉀肥及有機質均較高，但是速效磷低，農田有效灌溉率極低（表5），分別低于全市中間水平14.30%和63.72%。

圖4 不同類型區(qū)及不同單產水平樣本的第一（F1）與第二（F2）主成分散點圖Fig.4 Scatter diagram of F1 and F2 of samples of different types of area and different levels of grain yield

表5 新鄭市不同類型區(qū)耕地質量及影響因素統計結果Table 5 Statistical data of grain yield and factors affecting quality of cultivated land of different types of area

4）Ⅳ類區(qū)：黃泛平原鉀肥有機質、灌溉限制型中產區(qū)

共有47個行政村單元，主要分布于新鄭市東南部黃泛平原區(qū)和中西部山前崗地區(qū)，涉及八千、龍王、新村及和莊4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)為中產區(qū)，平均單產為5 635 kg/hm2，為鉀肥有機質－灌溉限制型中產區(qū)：土壤質地總體較好，為壤土－砂壤土－面砂土，但是砂壤土、面砂土中砂粒組分較粗，保水保肥能力較差；土壤速效磷含量較高，但是速效鉀、有機質及有效灌溉率較低（表 5），分別低于全市中間水平6.11%、5.66%、26.84%。

5）Ⅴ類區(qū)：山前崗地-黃泛平原灌溉限制型中高產區(qū)

共有37個行政村單元，主要分布于新鄭市中西部山前崗平地和山前崗平地與黃泛平原區(qū)交接帶，涉及和莊、新村、辛店及八千 4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)為中高產區(qū)，平均單產為6 470 kg/hm2，為灌溉限制型中高產區(qū)：地形地貌為平原和崗平地，土壤質地為壤土－面砂土，地形條件和土壤質地均較好；土壤肥力較高，氮、磷、鉀及有機質分別高出全市中間水平 23.80%、28.32%、15.85%和28.78%，但是農田有效灌溉率極低（表5），低于全市中間水平20.07%。

6）Ⅵ類區(qū)：山前平原基本無限制型中高產區(qū)

共有56個行政村單元，主要分布于新鄭市中南部山前平原及崗平地區(qū)，主要涉及城關、觀音寺、梨河、及和莊新 4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)為中高產區(qū)，也是全市耕地質量最好的地區(qū)，平均單產為6 740 kg/hm2，為基本無限制型中高產區(qū)：區(qū)內地形平坦，土壤質地為壤土；土壤肥力較高，氮、磷、鉀及有機質分別高出全市中間水平17.69%、20.55%、11.04%和17.78%，農田有效灌溉率為全市最高的地區(qū)，高于全市中間水平的63.72%，無明顯限制性障礙因素。

4 耕地質量提升途徑及分區(qū)建設重點

從農田整治類型區(qū)的劃分結果可看出，耕地質量與其影響因素之間的關系是極其復雜的：單產水平不同的耕地，其影響因素組合特征各不同；單產水平相同的耕地，其影響因素組合特征亦不相同；單一因素相同的耕地，其單產水平會差異懸殊。該項研究所劃分出的 6種類型的農田整治區(qū)，既反映了糧食單產水平的高低，同時又反映了同等水平耕地主要障礙因素的差異。類區(qū)劃分結果既突出農田整治的重點區(qū)域，又明確了耕地質量提升的主要途徑和整治工程建設的重點內容。除山前平原基本無限制型中高產區(qū)外，其他的 5種類型區(qū)存在的共同障礙因素是農田有效灌溉率低、土壤肥力總體低下，耕地質量提升的主要途徑為提高農田有效灌溉率和培肥土壤，但是，由于不同類型區(qū)的立地條件和肥力狀況存在差異，農田整治工程建設的重點應因地制宜。

1）Ⅰ類區(qū)

為沙丘崗地綜合限制型低產區(qū)，整治工程建設的重點為：①加強砂丘區(qū)土地平整工程，提高農田降水就地入滲攔蓄能力，緩解干旱；②增施復合肥，全面提高土壤肥力；③推廣秸稈還田技術，改良土壤質地，提高土壤保水保肥能力；④加強機井灌溉工程建設，擴大農田有效灌溉面積；⑤加強農田防護林網建設，防治土地沙化，改善農田生態(tài)環(huán)境。

2）Ⅱ類區(qū)和Ⅴ類區(qū)

均為山前崗地-黃泛平原灌溉限制型區(qū)，差異之處在于Ⅱ類區(qū)磷鉀肥肥力明顯較Ⅴ類區(qū)低，整治工程建設的重點為：①加強崗地區(qū)高標準水平圍埂梯田建設，提高農田降水就地入滲攔蓄能力；②加強蓄水池、塘堰等小型蓄水工程建設和機井灌溉工程建設，擴大農田有效灌溉面積；③對Ⅱ類區(qū)要增施磷肥和鉀肥，改善土壤磷肥和鉀肥肥力低下狀況。

3）Ⅲ類區(qū)

為緩坡地磷肥、灌溉限制型低產區(qū)，整治工程建設的重點為：①加大土地平整工程力度，通過田塊歸并、梯田建設、坡面梯田改造，將該類區(qū)建設為適宜小型機械化耕作的寬面、水平高標準圍埂梯田；②加強蓄水池小型蓄水工程建設，保證農作物生長關鍵期用水需求，緩解干旱；③增施磷肥，改善土壤磷肥低下狀況。

4）Ⅳ類區(qū)

為黃泛平原鉀肥有機質、灌溉限制型中產區(qū)，整治工程建設的重點為：①加強農田機井灌溉工程建設，擴大農田有效灌溉面積；②推廣秸稈還田技術，改良土壤質地，提高土壤有機質含量；③增施鉀肥和有機肥，改善土壤有機質和鉀肥肥力低下狀況。

5 結 論

1）土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀、農田灌溉率與糧食單產間的相關系數分別為0.372、0.373、0.620、0.347、0.557，是影響新鄭市耕地質量的定量因素，主成分分析提取的第一主分量（F1）和第二主分量（F2）包含了其原始信息總量的85.55%，且F1、F2與糧食單產間的相關性總體優(yōu)于原始變量，可由其替代原始變量信息。

2）在F1-F2二維平面散點圖上，樣品聚類特征明顯，采用樣品分布密度圖法可將新鄭市的 315個行政村劃分為3大類型的農田整治區(qū)。

3）地貌類型、土壤質地是影響耕地質量的定性因素，在3大類型區(qū)劃分的基礎上，結合地貌類型、土壤質地，采用定性解析的方法可將3大類型區(qū)進一步細分為6種類型的農田整治區(qū)，不同類型區(qū)的糧食單產水平和耕地質量影響因素特征差異明顯，類型區(qū)劃分結果既反映出了單產水平的高低差異，同時又反映出了障礙因素的不同，研究結果可為新鄭市的農田整治規(guī)劃設計提供重要參考，有利于提高農田整治工作的針對性。

除山前平原基本無限制型中高產區(qū)外，其他 5種類型區(qū)存在的共同障礙因素是農田有效灌溉率低、土壤肥力低，耕地質量提升的主要途徑為提高農田有效灌溉率和培肥土壤，但是，由于不同類型區(qū)的立地條件和肥力狀況存在差異，農田整治工程建設的重點應因地制宜。

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