6、第六章 土地潜力评价

第六章土地潜力评价

土地潜力是土地用于一定方式或在使用一定管理实践方面的潜在能力，它是土地要素相互作用所表现出来的潜在生产能力。

土地潜力评价是对土地固有生产力的评价，是一种一般目的的、定性的和综合的大农业评价，是从气候、土壤等主要环境因素和自然地理要素相互作用表现出来的综合特征来评价，反映土地生物生产力的高低和土地的潜在生产力。

土地潜力评价可分为两种：即土地生产潜力和土地利用潜力。

土地生产潜力是按照生物产量与土地资源要素的相关原理，根据气候、土壤等因素估算出土地在一定条件下能够生产多少生物量。

土地利用潜力是按照现有的土地特性和组成要素，判断土地利用方向和集约程度。

土地潜力评价又称土地潜力分类，指依据土地的自然性质及其对土地某种持久能力的限制程度，对土地在该种利用方面的潜在能力进行等级划分。

第一节土地生产潜力评价

土地生产潜力评价，是对土地固有的潜在生产力的评价，即评价土地所具有的生物或经济潜在产量。

评价方法：经验法，调查法，统计模型，机理模型

一、土地生产潜力评价的主要模型

1、迈阿密模型——根据年平均温度和降水量来估算生物生产量，计算公式是：

Y=3000/（1+e1.315-0.119t）

Y=3000/（1-e-0.00064p）

式中，Y为生物生产量（g/（m2.a）；t为年均温度（0C）；p为年降水量（mm）；e为自然对数的底。结果取两个公式的较小值。

2、桑斯维特纪念模型（蒙特利尔模型）——根据蒸散量计算生物生产量的一种方法。

3、格思纳-莱斯模型——根据生物光合作用季节的日数（生长期的长度）来计算生物生产量

4、瓦赫宁根模型——指通过模拟作物的光合、呼吸作用，叶和根生长量等因子的日变化以及碳水化合物的变化过程，模拟在水分和营养充足条件下的作物光温生产力。

该模型是20世纪60年代荷兰瓦赫宁根大学提出的一种植物生产力的动态模拟模型。

该模型的计算步骤一般分五步：

第一步：计算标准作物干物质产量（Y0）

第二步：按气候影响进行订正

第三步：作物种类订正（K）

第四步：温度订正（CT）

由于作物自身消耗掉总能量的40%，所以在总生长期实际包天温度平均值条件下的作物净产量可用作物各自的温度订正系数进行修正。

第五步：经济系数（CH）

由于收获量仅为干物质总产量的一部分，必须做经济系数订正后才能得到经济产量。5、FAO评价模型

FAO评价模型的基本思路与瓦赫宁根模型相同，其计算过程是：

第一步：计算标准作物干物质产量（Y0）

第二步：作物种类与生育期间的温度订正（CT）

第三步：叶面积订正（CL）

第四步：净干物质产量订正（CN）

第五步：经济系数订正（CH）

二、以气候要素为主的生产潜力评价

1.光合生产潜力——是假设在单位时间、单位面积上，空气中co2含量正常，其他环境因素均处于最佳状态时，具有理想群体结构的高光效植物品种的最大干物质产量，是理想条件下作物产量的上限。

2.光温生产潜力——光合生产潜力进行温度订正后即得

3.气候生产潜力——当系统中的土壤、作物群体等处于最适状态下，作物充分利用自然的气候资源所产生的有机质，根据光温生产潜力进行降水订正可得。

4.土地生产潜力——当系统中的作物群体结构和其他管理因素处于最适状态下，作物充分利用自然的气候资源及土地肥力所产生的有机质，根据气候生产潜力进行土地订正求得。

5、作物及种植制度生产潜力

以上光合、光温、气候、土地生产潜力的计算分别代表了这不同层次的理论产量上限，但是叶面积系数决定了植物群体的载光率，直接影响光温生产潜力的发挥，所以作物生产潜力的计算必须进行叶面积的订正求得。

6、现实土地生产力（土地生产力）

土地生产力与土地生产潜力概念不同：

土地生产潜力是根据土地利用条件与农作物产量形成机制，从理论上对土地生产力可能达到的产量（上限）进行估算；

土地生产力则是土地现实的或在预定时间内达到的生产力水平，是自然、社会、技术条件共同作用的结果。

土地生产潜力从光合生产潜力光温生产潜力气候生产潜力土地生产潜力依次考虑温度、水分、土肥条件在农业生物产量形成中的衰减作用产量依次减少；

土地生产力则随着灌溉条件、耕作施肥技术、保温技术等的实施，可能超过土地生产潜力和气候生产潜力，向光温生产潜力靠近。

三、以土壤要素为主的生产潜力评价

1、土壤单因子与产量关系模型

2、土壤生产力指数模型

3、土壤潜力率

土壤潜力率是以在高水平的经营管理下某一作物的预期产量为依据，综合土地质量、产量和管理措施，使土壤限制性因素减小到最小限度的相对费用，以及减小持续限制性因素对社会经济和环境的影响造成的费用。

第二节土地利用潜力评价

土地利用潜力评价是以土地的适应性、限制性、保护及改造措施来划分土地等级的评价。基本步骤：确定基本的评价单元；建立潜力评价系统；拟定潜力评价表；评定潜力等级。

一、确定基本的评价单元

土地潜力评价是在基础评价单元内进行的，目前基础评价单元主要有四种观点：

1、土地类型单位（问题是土地类型划分不够细）

2、土壤分类单位（对没有土地类型图的区域效果好）

3、土地利用现状地块（界限分明，并与农地利用单位界限吻合；不稳定）

4、网格单元（简单，但评价单元的土地性质资料获取难，成果应用受限制）

二、建立潜力评价系统

土地潜力评价系统应该体现出：土地所适宜的土地利用类型；具有限制影响的土地因素；该限制因素的限制程度。

1、美国农业部土地潜力评价系统

按照土地利用的可能性和限制性，将土地利用潜力分为：潜力级、潜力亚级和潜力单元三个层次。

2、我国的土地潜力评价系统

1）毛乌素土地潜力评价（陈传康，1963年）

将土地类型根据水土特征及其对农业的影响；根据其适用性、限制性和利用现状，采取一定措施后土地好转的可能性和利用水利设施的可能性及区位等标准将土地划分为五等：一等地——水土条件好（是当地主要的农业基地）

二等地——土壤条件较好，为优良牧场

三等地——部分土壤条件尚好，为主要牧场

四等地——水、土条件较差，为次要牧场

五等地——受流沙和盐碱危害，自然条件差。

2）内蒙古呼伦贝尔地区的土地潜力评价系统（中国科学院地理所）

潜力等——甲——适于农、林、牧多种利用的土地；乙——不宜农用，但可牧用的土地；丙——不宜农用，但可林用的土地；丁——农、林、牧利用价值均不高的土地

潜力级——Ⅰ——不需专门该来年感即可农用的土地；Ⅱ——稍加改良即可农用的土地；Ⅲ——采取较大防洪排涝工程措施可以农用的土地；Ⅳ——适宜牧用的土地；Ⅴ——适宜林用的土地。

3）东北地区《1：100万土地资源图》的土地潜力评价系统

（1）潜力等

Ⅰ等地——农业无限制，质量好，最适宜于农业利用，又适宜林业和牧业利用；

Ⅱ等地——农业利用有一定限制，质量中等，一般适宜农业利用，也适宜林业和牧业利用；Ⅲ等地——农业利用受到较大限制，质量差，勉强适宜农业利用，适宜林业和牧业利用；Ⅳ等地——农业利用受到很大限制，适宜林业和牧业利用；

Ⅴ等地——农业、林业利用受到很大限制，适宜牧业利用；

Ⅵ等地——农业、林业利用受到很大限制，适宜牧业利用；

Ⅶ等地——农业、林业、牧业均受到很大限制。

（2）潜力亚等

宜林地亚等：A：最适于造林；B：一般适于造林；C：临界适宜造林

宜牧地亚等：a：最适于牲畜饲养的草地；b：一般适于牲畜饲养的草地；c：临界适宜牲畜饲养的草地。

（3）潜力组

侵蚀限制（e），坡度限制（p），土壤质地限制（m），土层厚度限制（l），水分及排水条件限制（w），盐碱限制（s），热量限制（t），降水限制（r），无限制（o）。

三、拟定潜力评价表——土地限制因素评价表

1.设置限制因素

2.限制因素的分级

四、评定潜力等级——土地综合评级

1.定性方法

最低因子限制定律：最严重的限制因子制约土地潜力等级；多个限制因素要叠加，潜力级再降一级。

2.定量方法

根据各限制因素分级值之和评定土地总的潜力等级。主要方法有：

（1）指数法——指数和法，指数乘法

（2）权重法——确定权重：经验判断，等差法，回归分析法，关联度法，主成分分析法

五、土地潜力评价成果应用及讨论

1、应用

潜力级应用：土地资源清查，为土地利用规划提供宏观依据

潜力亚级应用：提供提高土地潜力采取措施的方案

潜力单元应用：小区域土地利用规划

2、土地潜力评价讨论

1）优点

以定性评价为主，概括性较高

能明确指出土地利用相关的土地质量的优劣

评价标准的主观性

2）缺点

没有指出土地的最佳利用方式

偏重于土地自然属性评价，没有进行土地利用的经济效益分析

六、土地资源承载能力——土地人口承载能力

1、概念

指在一定的生产条件下，土地资源的生产能力及在一定的生活水平下所能承载的人口数量。

2、土地资源承载能力的研究原理

土地资源承载能力的研究是一个评价、规划、预测一体化的综合性研究。

以土地评价为基础；以土地生产潜力和开发前景为核心；以系统分析和动态分析为手段；达到人口、资源和环境协调发展的目的。

1）土地评价是土地资源承载能力研究的基础——提供土地资源的数量和质量；

2）土地生产潜力和居民生活水准是研究核心——区域土地资源承载能力取决于土地的生产潜力（正比）和居民生活水准或消费水准（反比）；

3）土地生态环境保护是研究的先决条件——土地承载能力是在保持良好土地生态环境条件下的承载量，必须处理好经济效益和生态效益的关系；

4）科学技术和社会、经济条件是研究的重要因素——社会、经济条件会影响土地资源开发利用的深度和广度，进而影响土地的生物产量和承载量。

3、土地资源承载能力的研究方法

1）以粮食为标志的土地承载力——在不发生土地退化的前提下，某一地区的土地能供养的最大理论人口。

此方法只考虑土地资源的数量和开发前景，不考虑人口对农业生产的反馈和达到集约化农业生产所需要的投入量。

优点：计算简单、考虑因素少；

缺点：需要很高专业知识水平。

2）农业生态区法（AEZ）

（1）含义

指根据比例尺将土地划分为一些在农业生产条件、气候和土壤等相对一致，作物种类和种植制度相似的生态单元（土地的生产潜力只与灌溉有无和投入高低有关），结合人均消耗水准，计算统计单元里的人口承载力。

主要考虑因素有光、温、热、水、土和植物种类。

（2）AEZ研究方法（层次模拟法）

模拟作物的光和过程——设除光照和温度外的其他条件充分满足时作物的光和过程，得光温生产潜力；

模拟水分条件对作物生长的影响——在光温生产潜力基础上，设除光照、温度和土壤外其他条件充分满足时，模拟水分条件对作物生长的影响，得光温水生产潜力；

模拟土壤条件对作物生长的影响——在光温水生产潜力基础上，设除光照、温度和水分外其他条件充分满足时，模拟土壤条件对作物生长的影响，得光温水土生产潜力（土地生产潜力）。

（3）AEZ法的步骤

第一步：确定评价土地生产潜力的基本单元（农业生态单元）（气候图和土壤图叠加）；

第二步：计算农业生态单元在不同投入水平的土地生产潜力；

第三步：计算每公顷土地所能承载的人口数量（根据人对粮食及其他农产品提供的热量和蛋白质需求，在最优种植结构及相应的农业产品时）。

（4）AEZ法评价

优点：程序规范，所需资料少，费用低，能计算出潜在的和实际的产量。