土地资源调查与评价第二章土地质量评价

第一节土地质量与土地特性

土地质量(landquality）和土地特性(landcharacteristics）都是土地类型单元的基本属性，可用于描述和评定土地利用方式的适宜性。一、土地特性土地特性是指各种可以直接测量或估测的土地属性按构成土地的要素一般可分为如下几类：当前第1页\共有64页\编于星期二\4点指标土地特性光照总辐射、逐月总辐射、有效辐射、短波辐射、日照时数、日照百分率、云量温度逐月（日）平均气温、月（年）最高气温、月（年）最低气温、白天平均气温、夜间平均气温、霜害发生水分逐月（日）降水量、月（年）平均降水量、最大相对湿度、最小相对湿度、实际蒸散量、潜在蒸散量、暴风雨情况表1土地的气候特性（一）土地的气候特性当前第2页\共有64页\编于星期二\4点（二）土地的土壤特性指标土地特性形成和分布土类、土纲、土壤排水类别、诊断层、土壤分布、泥炭的情况（有机层）剖面形态颜色、斑纹、岩石和砾石、质地、结构、结构性、有效深度、游离碳酸盐、石膏、板结的程度、酸性硫酸盐层、胶结土壤化学酸碱度、阳离子交换量、全部交换性盐基、盐基饱和作用、氮、有效磷、交换性钾、其他养分、养分总量、饱和浸提液的导电性、可溶盐总量、交换性钠百分率、各种毒性物质、酸性硫酸盐危害土壤生化有机碳、有机质、碳/氮比、土壤生物土壤矿物可风化矿物、粘土矿物表2土地的土壤特性当前第3页\共有64页\编于星期二\4点（三）土地的水文及水文地质特性

水文一般指地表水状况，是影响土地质量与农作物产量水平的重要因素之一。如渍水时期、淹没时期、洪害频率、洪水量等。水文地质条件主要指地下水状况，如埋藏深度、矿化度等。（四）土地的生物特性

土地的生物特性主要指自然的或野生的各种生物以及他们的特性与对环境的作用，包括植物、动物、微生物。如目前的植被类型、动植物的病虫害发生（地方病虫害、流行性病虫害）、危险性动物。当前第4页\共有64页\编于星期二\4点（五）土地的地形地貌特性指标土地特性地形地貌地形分类、坡度、坡度形状（凸形、凹形）、坡向、坡长、河道间隔、相对起伏、岩石障碍、海拔高度、地形分布、其他各种地理参数（六）土地的社会经济特性

土地的社会经济特性包括的范围广泛，应主要从以下几个方向考虑：人口（总数、素质、劳动力）、动力（机械、牲畜）交通、经济水平、技术水平等。

当前第5页\共有64页\编于星期二\4点二、土地质量

土地质量是由一组具有共性的土地性质的综合表达形式，它以相对独立的方式影响某一方面的土地适宜性。土地质量与农作物或其他植物生长有关养分有效性、水分有效性、根层的氧气有效性、扎根条件、土壤保肥能力、土地的耕种条件、盐度或碱度、土壤抗蚀性、土壤毒性、与土壤有关的病虫害、洪涝灾害（包括频率及洪涝时期）、太阳辐射能及光照时期、影响植物生长的气候灾害（包括风、雹、霜）、温度状况、影响植物生长的空气湿度、作物成熟所需的干燥期当前第6页\共有64页\编于星期二\4点土地质量与畜牧生产有关牧草的生产能力、影响家畜的严酷气候、地力性病虫害、牧草的营养价值、牧草的毒性、抗拒植被退化的性能、在放牧条件下抗拒土壤侵蚀的性能、饮水的有效性二、土地质量与林业生产有关年平均材积量、本地土生材种的类型和数量、影响确立幼树的立地因素、病虫害、火灾与土地经营管理有关影响机械化的地形因素、影响对外修建道路的地形因素、经营管理单位的可能规模（林场、牧场、农田）、与市场及物料、人力供应有关的地理位置当前第7页\共有64页\编于星期二\4点三、土地质量与土地特性的关系(1)一种或几种土地特性决定某种土地质量水分有效性降雨量及其全年的分布土壤有效水含量地下水位渗漏水当前第8页\共有64页\编于星期二\4点三、土地质量与土地特性的关系(2)有些土地特性在不同的方面影响土地利用的适宜性，因而影响几种土地质量土壤质地水分有效性养分保持适耕性侵蚀危害当前第9页\共有64页\编于星期二\4点四、土地质量的相互关系

一般来说，土地质量是在一定的方面影响某类土地利用方式的适宜性的土地综合属性，即每一种土地质量影响土地利用方式的不同要求。土地质量具有相对的独立性。

土地是一个复杂的系统，它的构成要素即土地特性总是相互独立又相互影响的，因此，根据土地特性抽象得到的土地质量也应是相互独立又相互影响的。当前第10页\共有64页\编于星期二\4点五、土地质量的时空变异特点（一）土地质量的时间变异特点有规律的变化气温是以天和年为周期变化降雨量是以年为周期变化没有规律的随机变化----如土壤养分的变化等大部分土地特性是随时间变化而变化的土地质量是针对土地利用要求的而言的，而土地利用要求也是随时间变化而变化的，因此分析土地质量时必须考虑土地利用要求的变化。作物在不同生育期有不同的生理生态要求其它的土地利用要求变化体现在当前第11页\共有64页\编于星期二\4点垂直地带性五、土地质量的时空变异特点（二）土地质量的空间变异性土地质量的地带性分布规律表现在3个方面：纬度地带性由于水热条件具有明显的纬度地带性，使得许多土地质量也具有明显的纬度地带性经度地带性

是指由于海洋、大陆地势等地貌特征分异而造成水热条件等各种地理特征随经向梯度变化的规律

随着海拔高度的上升，气温降低、湿度加大，一系列的土地质量也随之形成地带性分布，能明显地看到从高山的山脚到山顶的这种规律当前第12页\共有64页\编于星期二\4点第二节土地利用要求土地利用要求反映某种土地利用方式对所依赖的土地质量的具体要求，无论是土地利用大类或是土地利用方式与土地的结合达到土地利用的目的，就要求土地具备一定的基本条件。土地利用要求是指土地用于一定方式时所需要的环境条件在土地利用方式有效的起作用的土地利用要求：（1）作物要求作物的生理需求（2）管理要求与管理系统的技术有关的必要条件（3）水土保持要求避免土壤侵蚀或退化的必要条件当前第13页\共有64页\编于星期二\4点当前第14页\共有64页\编于星期二\4点当前第15页\共有64页\编于星期二\4点土地利用要求的评定可采用因素分级和限制性程度的方法。因素分级是表明每种土地利用要求由相应的土地质量的特殊条件满足情况的几组数据值。因素分级限制程度当前第16页\共有64页\编于星期二\4点一、作物要求分析各种作物的需求是分析土地利用要求的基础实际评价工作需要先完成作物要求清单考虑作物的种类及品种需要考虑哪些作物要求应采用哪些测量参数如何评价因素等级之间的界限当前第17页\共有64页\编于星期二\4点当前第18页\共有64页\编于星期二\4点当前第19页\共有64页\编于星期二\4点二、管理要求管理是土地利用方式中不可缺少的部分，不同的土地利用方式中的管理系统可能不同，对土地的要求也可能不同。对土地管理的要求是由土地利用方式的描述得出的，某些管理要求还与特定的作物有关。管理要求而言，非常适宜、比较适宜、勉强适宜和不适宜的界限不是指产量水平，而是指相对成本、投入和农民可接受程度。当前第20页\共有64页\编于星期二\4点三、水土保持要求

土地利用方式必须能够持续经营，特定的土地单元上，需要建立一种可以保持土地资源再生性的平衡。土壤侵蚀量小于或等于土壤的允许侵蚀量土壤结构性、孔隙度、养分状况不会变坏当前第21页\共有64页\编于星期二\4点通用土壤流失方程（USLE）作为土壤流失量预测面蚀和沟蚀引起的年平均土壤流失量的方法。

它考虑了降雨、土壤可蚀性、作物管理、坡度坡长和水土保持措施5大因子。A=R*K*L*S*C*P

由USLE演变而成的其他经验模型还有：RUSLE、SLEMSA和IDEROSI等。这些模型都是以USLE为基础，修改其中的某些参数而建立的。当前第22页\共有64页\编于星期二\4点当前第23页\共有64页\编于星期二\4点四、土地利用要求评定实例当前第24页\共有64页\编于星期二\4点当前第25页\共有64页\编于星期二\4点当前第26页\共有64页\编于星期二\4点当前第27页\共有64页\编于星期二\4点第三节土地质量的评价方法

土地质量评价是根据土地特性及一定的土地利用方式选择土地质量，在一定条件下估算土地质量的等级并以一定的方式描述出来的一整套方法和过程。土地质量评价是开展其他土地评价，如土地适宜性评价、土地潜力评价等评价的先行性工作。当前第28页\共有64页\编于星期二\4点一般来说土地质量评价应包括以下几个方面的内容：（1）性质和影响（2）评价土地质量的重要性（3）估价与表示当前第29页\共有64页\编于星期二\4点一、土地质量的选择①土地质量与土地利用的具体要求直接有关，有利于解释土地和土地利用的相互关系；②土地质量考虑到环境因素之间的相互作用；③土地质量的数目要比土地特性数目少，从而减少了评价的工作量。采用土地质量作为土地评价的基础，其优点有3个方面：当前第30页\共有64页\编于星期二\4点一、土地质量的选择①对所研究的作物或其他土地利用方式有影响；②在研究区内出现对土地利用施加不利影响的临界值；③可进行计量或估量，即有可行的收集资料方法。选用的土地质量必须要满足3个条件：当前第31页\共有64页\编于星期二\4点影响大：作物或其他土地用途对这个土地质量特别敏感或易受其影响；中等：土地质量对土地用途有重要影响；轻微或不适用：土地质量对土地用途实质上没有显著影响。

对于某一项土地质量，可从下述3个方面予以考虑，并做出估计：（1）对土地利用的影响当前第32页\共有64页\编于星期二\4点经常发生：对土地用途的适宜性具有重要影响的临界值至少要在研究地区5%以上的面积范围内出现；不经常发生：临界值在研究地区小于5%的面积范围内出现；很少或从未发生：临界值在研究地区范围内偶尔出现或不出现。（2）研究地区范围临界值的出现当前第33页\共有64页\编于星期二\4点能获得的：评定土地质量所需要的资料，从现有图件和报告中通过调查能够获得；不能获得的：评定土地质量所需要的资料不可能得到。（3）获得资料的可行性1.非常重要

在评价期间应对土地质量给予特别注意。2.比较重要

应考虑到的土地质量。3.不太重要3A：对土地利用不产生较大影响；3B：在研究地区内很少或从不发生临界值；3C：没有实际的方法获得有关质量的数据。对于一种特殊用途和在一个特殊地区，土地质量的重要性包括3个层次：当前第34页\共有64页\编于星期二\4点土地质量的重要性等级评定表当前第35页\共有64页\编于星期二\4点当前第36页\共有64页\编于星期二\4点二、土地质量的估算方法（一）诊断因素的选择与资料的获取（1）选择恰当的适宜的土地特性作为每种土地质量的诊断因素。（2）拟定出选择的所有土地特性的目录，根据气候、水文、地形、土壤、植被和动物区系环境因素将它们重新分类。选择诊断因素可以遵循以下的程序来进行：将用来计算或估测土地质量的土地特性称为诊断因素。当前第37页\共有64页\编于星期二\4点二、土地质量的估算方法（二）土地质量估算方法1、根据单一的诊断因素估计土地质量

有些土地质量可以由单一的诊断因素决定，即采用一定的方法和原则将诊断因素的值转化为土地质量的值。洪涝危害等级1234洪水记录常年无洪水淹没频率大于10年，淹没期小于3d淹没频率大于10年，淹没期3d至1个月淹没频率小于10年，淹没期小于1个月当前第38页\共有64页\编于星期二\4点

当几种诊断因素并行影响土地质量时，可以采用最小因子律原理估算土地质量，即土地质量是由相对值最小的，也就是限制性最大的那个诊断因素决定的。例如，养分有效性是由土壤有机质含量、速效氮、速效磷、速效钾含量等诊断因素决定的，如果它们对某种土地利用方式的适宜性等级分别为S2，S1，S3，S1，速效磷对这种利用方式的限制性最大，则养分有效性是由它决定的，最后得到的养分有效性的适宜性等级为S3。2、利用最小因子律估算土地质量当前第39页\共有64页\编于星期二\4点

有时一种土地质量是几种不同性质或不同方面的诊断因素相互作用、相互影响的结果，很难找出一个较好的方法进行推算，这时可以根据土地评价工作人员的实践经验和知识进行估算（如专家打分）。例如，可以根据土壤有效厚度、土壤结构、土壤容重和土壤结持性的不同组合，估计作物的扎根条件。3、根据诊断因素的不同组合进行经验估计当前第40页\共有64页\编于星期二\4点

经验估计存在工作量大、结果具有偏见性等问题，人们试图建立模型代替经验估计，模型的建立可以依据大量的专家经验、知识以及实验数据，因此一个成功的模型可以高效地估算土地质量。例如，可以建立作物的生长期与土壤水分平衡模型来估算水分的有效性。4、通过建立模型估算土地质量当前第41页\共有64页\编于星期二\4点三、土地质量评定结果的表示

土地质量跟土地特性不一样，它是一种土地的综合性质，是不能直接测量的，同时土地质量是针对一定的土地利用而言的。因此在表示土地质量的评定结果即好坏程度时，一般采用相对值或等级制，并且必须同时说明它是针对哪一种土地利用方式的。当前第42页\共有64页\编于星期二\4点第四节土地质量评价实例一、土地质量的选择针对不同的地区、不同的土地利用方式，土地质量的评价方法会有所不同。《旱地农业土地评价指南》中介绍了旱地农业的土地质量评价方法，具有一定参考价值。当前第43页\共有64页\编于星期二\4点当前第44页\共有64页\编于星期二\4点当前第45页\共有64页\编于星期二\4点二、土地质量的描述和评价方法（一）辐射状况①在山区，雨云环绕可显著地影响日照时数；②在亚热带和中纬度地区，坡向大大影响辐射量。昼长对于考虑引进扩大新的作物或栽培品种的种植范围是很重要的。1、性质和影响太阳辐射是光合作用的基础，因此是作物生长的基础。2、评价的应用

对于大比例尺的土地评价，辐射状况一般变化不大，被看成物质环境的部分，通常不作地区内差别质量用；对于小比例尺的土地评价，辐射分布有差异，应作评价。下列两种情况而要根据具体情况而定：当前第46页\共有64页\编于星期二\4点二、土地质量的描述和评价方法4、评价昼长（一）辐射状况3、评价总辐射量

这个量可以以每平方米毫伏为单位的总短波辐射，或用日照时数表示。

任何纬度的昼长（从日出到日落）小时数和每年昼长时间，可以从气象图表上或参考资料上得到，对于较小区域的研究，只需比较花蕾形成所需的昼长时间与所处纬度的相应时数的昼长时间。当前第47页\共有64页\编于星期二\4点（二）温度状况（1）低于临界温度，植物生长停止，临界温度因植物而异；（2）生长速度随温度的变化而变化；（3）太高的温度起相反的作用。1、性质和影响温度对植物生长主要有3种影响：当前第48页\共有64页\编于星期二\4点当前第49页\共有64页\编于星期二\4点

温度状况对于区分主要气候区是有用的。因此在小比例尺的土地评价中，温度状况必须作为评价因素进行考虑。可用来作为单项评价的诊断因素是生长季节的平均月温、日照、生长季节最冷和最热月份的温度，或者这些项目的土温值。2、评价的应用（二）温度状况当前第50页\共有64页\编于星期二\4点①温度对生长的影响。取作物生长季节的每月平均气温，计算其均温（摄氏度），以此作为温度状况的主要指标。②高温反作用。在高温对作物生长有反作用的地方，以生长季节最热的月份的最高平均月温（摄氏度）表示。3、评价方法（二）温度状况（1）选择指标（2）评级根据作物要求，采用因素分级的方法对指标进行评级。当前第51页\共有64页\编于星期二\4点因素分级限制程度当前第52页\共有64页\编于星期二\4点（三）养分有效性1、性质和影响③从种植到休耕期土壤植物系统恢复养分供应的能力。养分有效性包括以下几个方面：①存在于土壤中的养分量；②养分在土壤中的存在形态，以及在土壤中固定而使植物不能利用的趋势；养分供应的问题涉及两种土地质量因子：养分有效性和养分保持力当前第53页\共有64页\编于星期二\4点2、评价的应用（三）养分有效性几乎所有大农业用地评价必须考虑养分有效性。3、评价土壤养分含量是评价养分有效性最简单、很普通的方法。通常适用于下列两种情况：（1）考虑投入水平低的土地利用方式；（2）分析的土壤处于天然植被下，这对于无人居住或稀疏居民区的传统农业评价是适宜的。当前第54页\共有64页\编于星期二\4点①土壤反应。养分有效性在pH值时最高，高于或低于这个范围值养分有效性下降。②游离氧化铁的存