第26卷第8期中國土地科學(xué)\ol. 26 No.82012年8月China Land SciencesAug..2012，河南省東北部農(nóng)用地健康評價于斌，梁留科(河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，河南開封475004)摘要:研究門的:基于上地生態(tài)健康評價原理,選取土地肥力和相關(guān)污染指標對土地健康進行評價.為區(qū)域土地利川提供依據(jù).研究方法:以河南省東北部為例,通過對研究區(qū)內(nèi)土地質(zhì)量樣點實驗分析,得到土地肥力和污染物相關(guān)指標實驗數(shù)值，以此為依據(jù)計算土地健康綜合指數(shù),并給予相應(yīng)的評價。研究結(jié)果:研究區(qū)土地質(zhì)量綜合指數(shù)居中等以上.土地健康狀態(tài)良好研究結(jié)論:研究區(qū)土地健康綜合評價指標較為合理地反映了土地利用、經(jīng)濟布局與資源環(huán)境承載力.能夠為區(qū)域川持續(xù)發(fā)展提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞:上地生態(tài);士地健康;農(nóng)用地健康中圖分類號:1301文獻標識碼:A文章編號: 1001-8158( 2012 )08- -0060 -07Assessment on the Health of Agricultural Land in the Northeastern Partof Henan ProvinceYU Bin, LIANG Liu-ke(College of Environment and Planning, Henan University, Kaifeng 475004, China)Abstract: The purpose of this paper is to discuss the idea of taking land fertility and pollution metrics as standards tnassess the health of farmland based on the principle of land ecological health assessment, aiming to provide referencefor regional land use. The paper selects three counties in northeastern part of Henan Province a examples. 'Theintegrated agricoltural land health is determined by the experimental data of soil fertility and pollution metrics. Theresults indicate that the agriculural land health quality is at the middle and upper level. It is concluded that theagriculural land heallh assessment can clearly reflert the relationship belween changes in land use and social economiedevelopment. It can further accelerate the compatibleness among land use, economic zoning, and carrying capacity ofresources and environment, and also enhance the sustainable development ability.Key words: land ecology; land health; agricultural land health隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展,土地污染問題越來越來突出。污染物因極難被微生物降解.不易移動不斷積累等特征對土地造成嚴重污染,并通過植物吸收進人食物鏈,給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全帶來隱患,危害人類健康。農(nóng)用地污染深刻影響著食品安全,關(guān)系著人類健康,因此農(nóng)用地健康狀況受到廣泛關(guān)注。1941 年Aldo Leopold首次提出土中國煤化工收稿日期: 2012-01-09修稿日期: 2012-07-15MYHiCNMHG基金項目:河南省科技攻關(guān)重點項日( 102102310260)。第一作者:于斌( 1983-),男,河南周口人,博+研究生。主要研究方向為土地生態(tài)。E- mail: yubin123654@163.com通訊作者:梁留科( 1962-).男.河南許昌人.教授,博十生導(dǎo)師。主要研究方向為土地生態(tài)利用。F- mail: linglk2006@163.com于斌等:河南省東北部農(nóng)用地健康評價61地健康(landHealth)概念,他提出健康的土地是指被人類占領(lǐng)而沒有使其功能受到破壞的狀況,把土地健康作為土地木身內(nèi)部的自我更新能力,認為土地有機體健康應(yīng)當與人們考慮個人有機體健康--樣"。20世紀80年代隨著人地矛盾日益突出,國際地圈- -生物圈計劃( ICBP )和全球環(huán)境變化中的人文領(lǐng)域計劃( HHDP )提出“土地利.用/土地覆蓋變化”研究的前沿和熱點問題2.生態(tài)系統(tǒng)健康成為國內(nèi)外學(xué)者研究的主要領(lǐng)域,其中土地健康就是重點研究內(nèi)容叫。國內(nèi)外學(xué)者對土地健康的研究主要是基于時間尺度和土地利用類型空間變化上的評價.對于土地本身的健康和直接作用于土地影響因素的健康評價較為鮮見;土地健康評價沒有形成統(tǒng).標準規(guī)范,且與實踐結(jié)合案例的研究較少。本文在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上:1434,對河南省東北部農(nóng)用地采用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法和現(xiàn)代方法相結(jié)合、定性與定量評價相結(jié)合的方法建立土地健康評價模型.并對土地健康狀況進行評價.為控制土地質(zhì)量下降、防治土地污染.實現(xiàn)土地資源健康和可持續(xù)發(fā)展提供指導(dǎo)。1區(qū)域概況研究區(qū)域位于河南省東北部,黃河下游冀.魯.豫三省交界處,北、東、南分別為與河北、山東兩省接壤.地處北緯35° 20' 00”-36° 12' 23”, 東經(jīng)114° 52' 0”-116° 5' 4”,東西長約152 km,南北寬約100 km。黃河、金堤河橫貫全境,金堤河系黃河北側(cè)支流.源于新鄉(xiāng)縣司張排水溝，白安陽市滑縣人濮陽境.經(jīng)濮陽縣、范縣、臺前3縣,于臺前縣吳壩鄉(xiāng)張莊村北匯人黃河,將全區(qū)自然分割為黃河灘地和背河洼地兩大部分,形成“三堤兩河-.灘”的地貌特征，是中國第三階梯的中后部分,屬黃河沖積平原,地形呈西南一東北自然傾斜.海拔均在48-58m之間。氣候受東南季風(fēng)環(huán)流控制,屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)型大陸性氣候。本文選擇黃河與金堤河兩河之間的濮陽縣、范縣、臺前縣三個縣域作為研究區(qū)域。該區(qū)域具有完整的生態(tài)系統(tǒng).區(qū)域內(nèi)地勢平坦,土層深厚，墾殖率高,絕大部分已開辟為農(nóng)田。2資料來源和方法本研究資料來源于2010- 2011 年對研究區(qū)域進行為期兩年的全面觀測。為了反映研究區(qū)土地生態(tài)健康,利用AreGIS 9.3軟件在1:25萬河南省電子地圖上統(tǒng)- -劃分網(wǎng)格,按國家土壤普查要求的耕地8 kmx8 km劃分網(wǎng)格,網(wǎng)格中心點即為土壤調(diào)查點,并對網(wǎng)格中心點進行現(xiàn)場勘查確定21個土壤調(diào)查監(jiān)測點。檢測項目為土地肥力、重金屬污染、有機物污染和作用于土地的灌溉水和地表大氣等相關(guān)項日.檢測方法均為國家環(huán)境檢測中心規(guī)定的方法。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用AHP決策分析方法建立層次結(jié)構(gòu)模型.構(gòu)造判斷矩陣層次排序和一致性檢驗等步驟確定評價指標權(quán)重.計算土地健康綜合指數(shù)值,依據(jù)土地健康綜合指數(shù)值大小對農(nóng)用地健康進行評價。3指標體系Roux從研究區(qū)域的背景分析、物理化學(xué)變量、生物監(jiān)測等方面構(gòu)建評價指標體系|21;Rapport選取生態(tài)系統(tǒng)機能.新陳代謝、生產(chǎn)率、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、生物數(shù)量、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、生態(tài)功能等指標構(gòu)建評價指標體系網(wǎng);Xiaoling Zhang選取社會.經(jīng)濟、環(huán)境和土地利用結(jié)構(gòu)等方面構(gòu)建評價指標體系";YE Hua從自然、社會.人類的壓力、生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)人類社會反映等方面構(gòu)建評價指標體系凹;QunouJiang從土地利用水資源供給、濕地、石油開采與自然災(zāi)害等方面構(gòu)建評價指標體系剛;蔡為民從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)效益等方面構(gòu)建評價指標體系叫;劉國彬從生態(tài)環(huán)境功能、經(jīng)濟社會經(jīng)濟功能流域綜合功能等方面構(gòu)建評價指標體系啊;麥少芝從非生物指標生物指標、功能指標等方面構(gòu)建評價指標體系I;李強從農(nóng)用土地質(zhì)量標產(chǎn)能目標和t壤環(huán)境目標等方面構(gòu)建評價指標體系洲;謝化林從資源環(huán)境壓力、資源環(huán)境狀態(tài)、人文環(huán)境中國煤化工體系判;蔣衛(wèi)國選用系統(tǒng)活力.系統(tǒng)組織指數(shù)、系統(tǒng)彈性指數(shù)等方面構(gòu)建評價指標體系4YH. C NMHG因素經(jīng)濟因素等方面構(gòu)建評價指標體系2;袁興中從生物物理、生物學(xué)、社會經(jīng)濟等方面構(gòu)建評價指標體系心。在綜合分析國2國土地科學(xué)2012年8月 第8期內(nèi)外學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)指標選取原則和國內(nèi)外生態(tài)健康評價方法,將農(nóng)用地健康評價指標體系構(gòu)建為三個層次,第-層次是日標層,即土地生態(tài)系統(tǒng)健康評價綜合指標;第_二層次是準則層,分為土地肥力.重金屬.污染、有機物污染、灌溉水污染、地表大氣污染;第中個層次是指標層,即揩施層,用具體的指標進行量化(表1)。4研究結(jié)果4.1健康指數(shù)依據(jù)AHP決策方法對數(shù)據(jù)處理要求,采用極差標準化方法(越大越健康和越小越健康分別采用不同的處理方法)對上樣實驗數(shù)據(jù)進行標準化處理。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)專家經(jīng)驗方法和土壤水、大氣對土地的污染影響程度表1農(nóng)用地健康評 價指標體系Tab.1 The framework index of agriculural land health assessment目標層(A)準則層(B)指標層(c)土地肥力(B,)Ph(C).有機質(zhì)(C)、全氮(C,) .全磷(Cs) .速效磷(C3) .速效鉀(C%) .砂粒(C,)化重金屬污染( B2)砷(Cg)、汞(C,)銅(Cm)、鉛(C1)、鋅(C2)、鎘(Cp) .鏘(Cu)、錳(Cy).釩(Cn)、鎳(Cn)、鉆鈷(Cix)地建有機物污染(B,)多環(huán)芳烴(Cw) .滴滴涕(Cx)、酞酸酯(C)評灌溉水污染(B)高錳酸鉀(C2)、化學(xué)需氧量(C2).氨氮(Ca) .揮發(fā)酚(Cz).氰化物(Cx).總砷價(Cx)總汞(Cx)、鉻(Cy)、總鉛(Cx) .總鎘(Cy) .總鉻(C2)大氣污染(B,)二氧化硫(Cw) .二氧化氮(Cu)、可吸入顆粒物(Cs)表2農(nóng)用健康影響因子指標體系及其權(quán)重Tab.2 Agricultural land health impact factor index system and the weights土地健康評價土地肥力重金屬污染灌溉水污染.有機物污染大氣污染W(wǎng);430.40250.50.2754灌溉水污染0.250.33330.10800.17110.16670.20.0430注:判斷知陣我性比例為0.0435;對總?cè)諛说臋?quán)重為0000為5.1951.表3農(nóng)用地肥力評價因子及其權(quán)重Tab.3 Agricultural land ferility assessment index system and the weights有機質(zhì).全氮全磷速效磷速效鉀_pF砂粒W，有機質(zhì)0.3493個氮0.23960.0.1586).250.10340.0800中國煤化工pH0.04140.1429YHCNMHG10.0277注:判斷知陣致性比例為0.0558:對總目標的權(quán)重為0.4025; λ為7.4556.于斌等:河南省東北部農(nóng)川地健康評價6表4農(nóng)用地重金 屬污染評價因子及其權(quán)重Tab.4 Agricultural land heavy metal pollution assessment index system and the weights重金屬.汞鎘砷鈷銅沿錦鉻釩鋅錳W._求0.2535福0.50. 18020.3333 0.520.1476沽0.250.33330.0727制0.333330.07010.33333 1泉路.20).50.04150.20.0.1667 0.20.028錳03.33330..0.0247注:重金屬污染判斷矩陣.致性比例為0.0178;對總?cè)諛说臋?quán)重為0.2754;λ為11.2705.表5農(nóng)用地灌溉水評價因子及 其權(quán)重Tab.5 Agricultural land irrigation water assessment index system and the weights灌溉水總汞總鎘揮發(fā)酚氰化物總鉛總鉻總砷 氨氮酸鉀生化COD W;__340.237總鎘0.1973揮發(fā)酚03333 0.50.1677鼠化物0.3333 0.33330.10950.0787總砷).20.0477氨氮0.1667 0.16670.3333 I0.0352酸鉀0.16670.0181生化0.1429 0.1429 0.14290.1429 0. 16670.0141COD0.11110.1250.14290.1667 0.1667 20.0160注:判斷矩陣.微性比例為0.0885;對總目標的權(quán)幣為0.1080;)為12.3445表6農(nóng)用地有機污染評價因子及其權(quán)重Tab.6 Agricultural land organic pollution assessment index system and the weights有機物污染有機氯多環(huán)芳烴酞酸酯w_10.53960.5 .0.2970鄰本二鉚酸中國煤化工0.1634注:判斷知陣致性比例為0088;對總?cè)諛说臋?quán)重為0.11;λ為3002MYHCNMH G)4中國土地科學(xué)2012年8月 第8期表7農(nóng)用地大氣環(huán)境污染評價因子及其權(quán)重Tab.7 Agricultural land air pollution assessment index system and the weights大氣污染二氧化硫二氧化氮.可吸入顆粒W,10.5396二氧化氮0.2970可吸人顆粒0.33330.50.1634注:判斷矩陣致性比例為 0.0088;對總?cè)諛说臋?quán)重為0.0430;λ為3.00902。表8農(nóng)用地健康評 價指標體系及其權(quán)重Tab.8 Agricultural land health assessmnent index system and the weights指標實測值標準值權(quán)重最終權(quán)重有機質(zhì)1.540000.0024470. 140600.0003430.090000.0001500.096400.000014全磷0.080000.0001240.063800.000079速效磷8.240000.0130540.041600.000543速效鉀123.3300.1953760.032200.006291pH8.350000.0132310.016700.000221砂粒13.97000.0221250.011100.000245求0.030000.9999520.069800.069796鍋0.170000.9997360.049600.04958611.44000.9818840.039864沽13.37000.9788180.020000.019576制21.43000.9660540.019300.01864421.63000.9657300.01863829.59000.9531250.018639路64.19000.8983140.01 1400.010240H80.90000.8718360.009938 .64.35000.8980650.007700.006915錳631.2600000000.006800.000000總水0.000031.0000000.025600.025600總鍋0.000500.9999990.021300.021300揮發(fā)酚0.018000.9999720.018100.018099氧化物0.002000.9999970.011800.01 1800總鉛0.007000.9999890.008500.008499總鉻0.0999970.008500總砷0.0030009999950.005200.005200氨氮3.047000.9951730.003800.003781酸鉀14.22000.9774740.001954生化13.13000.9792000.001500.001468COD)52.10000.9174670.001700.001559有機氯0.040000.9999360.092300.092294多環(huán)芳烴0.9999730.050798酞酸酯.0.12000 .0.999816中國煤化工0.0279940.026990.999957MYHCNMHG0.0231990.059100.9999060.012800.012798顆粒物0.153990.9997560,006998于斌等:河南省東北部農(nóng)川地健康評價65以及相關(guān)的國家士地環(huán)境標準等構(gòu)造判斷矩陣,求出判斷矩陣關(guān)系系數(shù).將土地健康影響因子進行相應(yīng)的層次排序(表8),結(jié)合參評指標標準處理后的數(shù)據(jù)計算出農(nóng)川地健康綜合指數(shù)為0.591 ,其計算公如下:X= EW,xX,式I中.X為農(nóng)用地生態(tài)健康綜合指數(shù),w.為第i個評價指標權(quán)重,X,為第i個指標準值.n為參評指標個數(shù)..4.2健康評價依據(jù)農(nóng)用地健康指數(shù)綜合等級從高到低排列次序劃分的原則，分為極健康、健康、亞健康、不健康.病態(tài)5個等級,其國值分別用≥0.9.0.5-0.7 .0.3- 0.5.0.1--0.3.≤0.1表示.研究區(qū)農(nóng)川地健康綜合指數(shù)值介于0.5 -0.7?；趯哟畏治龇椒ㄓ嬎愕霓r(nóng)用地健康評價指數(shù)為0.591,屬于二健康.處于中上:水平。與研究區(qū)農(nóng)川地實際狀況進行對比分析.研究區(qū)農(nóng)用地生態(tài)結(jié)構(gòu)比較合理、格局完善.系統(tǒng)壓力較小,外界干擾力較少,無生態(tài)異常，生態(tài)系統(tǒng)功能較完善.生態(tài)系統(tǒng)尚穩(wěn)定,生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)性強。5結(jié)論與討論(1)土地肥力因子有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效鉀.速效磷和砂粒含量空間分布有明顯規(guī)律性或地帶性.研究區(qū)土地肥力處于中上等狀態(tài)，土地肥力較為良好。(2)為全面反映各種污染物對土地環(huán)境質(zhì)量影響和突出高污染物對土襄環(huán)境的重要影響作用，H兼顧重金屬污染物平均值和最大值.采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)對土地重金屬污染進行評價.研究區(qū)土地重金屬污染程度屬于無污染程度或?qū)儆谳p度污染程度以下,潛在生態(tài)危害風(fēng)險總指數(shù)屬輕微生態(tài)危害程度。(3)基于多環(huán)芳烴、有機氯酞酸酯三種有機物污染檢測結(jié)果表明.六六六均術(shù)檢測出.滴滴涕含量只有兩個樣點高出土壤環(huán)境質(zhì)量標準，參考國家土壤質(zhì)量標準.二級標準中農(nóng)田蔬菜地、茶園.果園、牧場等土地有污染標準，土地有機物綜合污染屬無污染級別。(4)農(nóng)用地灌溉水近兩年內(nèi)11項監(jiān)測指標統(tǒng)計值顯示.按照地表水環(huán)境質(zhì)量要求標準對農(nóng)用灌溉水質(zhì)類別進行等級評價,屬輕度污染級別;地表近2m的氮氧化物、二氧化硫、二氧化氮、可吸人顆粒物(PMn)4項指標空氣質(zhì)量定性評價,研究區(qū)空氣質(zhì)量級別為良。(5)農(nóng)用地健康影響因素綜合考慮了土地肥力、重金屬污染.有機物污染、凜溉水和大氣污染5大因子,其中大氣沉降或污染大氣所形成的降水對土地健康的影響主要以大氣污染濃度作為對土地健康的最大影響程度,沒有具體的實驗給予科學(xué)的評價.其污染影響程度大小判別不清.尚需用科學(xué)合理的實驗進-步解釋。參考文獻( References ):[1] leopold A. 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