本书系统回顾了耕地质量的系统认知、技术方法、综合评价和可持续提升与发展趋势，探索构建了“多要素、多结构、多功能”的黑土地耕地质量认知理论。在理论研究基础上提出了以“功能+威胁”为核心的综合评价指标体系，构建了科学、系统、可操作的黑土地耕地质量评价框架，结合大数据分析技术、机器学习与空间建模方法，集成了涵盖数据获取、标准化处理、综合评价与数字制图的技术体系，在多尺度进行示范应用，系统揭示了黑土地耕地质量的空间格局与时空演变规律，明确了黑土地耕地质量与产能的响应关系。此外，针对黑土地的区域特征，本书创新性地引入黑土层厚度和土壤微生物多样性特色指标，不仅拓展了耕地质量外延，还形成了更具适用性的方法。

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1986.09-1990.07 北京农业大学 土化系 农学学士 1990.09-1993.07 北京农业大学 资环学院 理学硕士 1993.09-1996.07 中国农业大学 资环学院 理学博士2024.1至今，在中国农业大学土地科学与技术学院任教，教授。 2021.10至2023.12，在中国农业大学土地科学与技术学院任教，教授 2019.9至2021.10，在中国农业大学土地科学与技术学院任教，教授 2012.1至2019.8，在中国农业大学资环学院任教，教授 2006.10至2011.12，在中国农业大学资环学院任教，教授，资源科学中心主任。 2003.10至2006.9，在中国农业大学资环学院任教，教授，土水系系主任，资源科学中心主任。 2003.1至2003.9，在中国农业大学资环学院任教，副教授，土水系系主任，资源科学与信息技术创新中心主任。 2000.4至2002.12，在中国农业大学资环学院任教，副教授，土水系副主任。 1998.12至2000.3，在中国农业大学资环学院任教，职称为副教授，中国农业大学资源与环境学院 1995.8-1998.11 在中国农业大学资环学院任教，职称为讲师，中国农业大学资源与环境学院节水农业磴口试验站副站长（自1996.10）。 1993.7-1995.7 在中国农业大学资环学院任教，职称为助教。矿区土地修复，水资源高效利用作为通讯作者、第一作者发表论文154篇，其中SCI检索63篇，SSCI检索14篇，EI检索62篇，CSSCI检索1篇、其他核心期刊检索58篇。国际土壤学联合会（IUSS）土壤工程与技术委员会（Commission 3.4 Soil Engineering and Technology）主席（2022-2026） 中国土壤学会土壤物理专业委员会委员、科普工作委员会委员、理事（2016-2020）、副理事长（2020-2024）、副理事长（2024-2028）

目录
序
前言
第1章 黑土地与黑土地耕地质量 1
1.1 黑土地概况 1
1.1.1 黑土地定义及其分布 1
1.1.2 黑土地禀赋条件 4
1.1.3 黑土地质量现状 7
1.2 黑土地耕地质量调查评价 8
1.2.1 国外耕地质量调查评价发展动态 8
1.2.2 国内耕地质量调查评价探索与进展 12
1.2.3 黑土地耕地质量调查评价实践 15
1.3 “十四五”耕地质量评价研究与本书思路框架 18
第2章 黑土地耕地质量认知理论与方法 21
2.1 现有耕地质量认知体系的不足 21
2.2 以产能为核心的系统认知框架 24
2.2.1 基本认知内容 24
2.2.2 系统认知框架 26
2.2.3 认知场景与需求分析 28
2.3 从大数据视角认知耕地质量 30
2.3.1 耕地质量的多功能认知 30
2.3.2 大数据认知理论基础 32
2.3.3 大数据驱动的系统认知体系 34
2.4 本章小结 38
第3章 黑土地耕地质量全要素分析与关键指标时空演变 39
3.1 黑土地耕地质量全要素分析 39
3.1.1 全要素认知视角下的耕地质量 39
3.1.2 关键要素指标与粮食产量的关系 41
3.2 黑土地耕地质量要素及表征指标 46
3.2.1 土壤属性要素及表征指标 48
3.2.2 立地条件要素及表征指标 50
3.2.3 其他要素及表征指标 51
3.3 黑土地耕地质量要素指标的空间分布特征 53
3.3.1 土壤属性要素指标的空间分布 53
3.3.2 立地条件要素指标的空间分布 58
3.3.3 其他要素指标的空间分布 61
3.4 本章小结 63
第4章 黑土地耕地质量评价指标体系与评价方法 65
4.1 现有耕地质量评价体系的借鉴与继承 65
4.2 黑土地耕地质量评价指标体系构建 69
4.2.1 “功能+威胁”体系框架构建 69
4.2.2 评价指标的筛选 72
4.2.3 评价指标体系的形成 76
4.3 黑土地耕地质量评价方法 79
4.3.1 指标阈值划定与隶属度计算 80
4.3.2 主客观结合的权重确定路径 82
4.3.3 耕地质量综合评价与分等 87
4.4 本章小结 90
第5章 黑土地耕地质量大数据调查评价方法与技术 91
5.1 评价尺度划分与数据获取 91
5.1.1 渔网结合小波分析的评价尺度划分方法 91
5.1.2 拉丁超立方体抽样数据获取方法 93
5.1.3 特色指标数据获取方法 97
5.2 数据标准化处理技术 100
5.2.1 连续小波变换的有机碳高光谱反演 100
5.2.2 竞争性自适应重加权采样的波段筛选 104
5.2.3 多源数据融合生成评价图斑 106
5.3 大数据分析方法在耕地质量评价中的应用 108
5.3.1 基于Apriori算法的关联规律挖掘 108
5.3.2 多种机器学习算法的降维技术 113
5.4 评价数据的数字制图表达 117
5.4.1 基于机器学习的有机质数字制图 117
5.4.2 黑土层厚度数字制图 123
5.5 本章小结 129
第6章 黑土地耕地质量多尺度调查评价应用 130
6.1 东北黑土地耕地质量“功能+威胁”综合评价 130
6.1.1 数据来源与评价方法 130
6.1.2 评价结果分析 133
6.1.3 不同土壤类型的评价结果对比 145
6.2 吉林省耕地质量综合评价 146
6.2.1 数据来源与评价方法 147
6.2.2 评价结果分析 149
6.2.3 不同土壤类型的评价结果对比 150
6.3 典型县域耕地质量评价与对比分析 152
6.3.1 数据来源与评价方法 152
6.3.2 评价结果分析 155
6.3.3 不同土壤类型的评价结果对比 159
6.4 本章小结 161
第7章 特色指标在黑土地耕地质量评价中的应用 162
7.1 黑土层厚度指标的引入 162
7.1.1 数据获取与处理方法 163
7.1.2 黑土层厚度替代耕层厚度的评价结果分析 165
7.2 微生物多样性指标的引入 168
7.2.1 数据获取与处理方法 168
7.2.2 纳入微生物多样性指标的评价结果分析 170
7.3 本章小结 172
第8章 黑土地耕地质量评价技术验证与应用 173
8.1 耕地质量与产量的关联关系 173
8.1.1 黑土地耕地质量与产量变化 173
8.1.2 吉林省耕地质量与粮食产量变化 174
8.1.3 典型县域耕地质量与产量变化及动态关联 176
8.2 耕地质量评价应用与提升技术模式 180
8.2.1 耕地质量评价技术应用 180
8.2.2 耕地质量提升技术模式 191
8.3 本章小结 203
第9章 黑土地耕地质量调查评价与提升建议 204
9.1 黑土地耕地质量调查评价的理论价值与实践意义 204
9.2 黑土地耕地质量调查评价的技术发展方向 208
9.3 黑土地耕地质量调查评价的管理政策建议 210
参考文献 213
附录 218
附录1 德国Muencheberg土壤质量定级系统 218
附录2 欧盟土壤环境质量监测指标体系 222
附录3 美国土地评价与立地分析系统 223
附录4 黑土地耕地质量评价指标体系构建指南 226