高巖（甘肅省平?jīng)鍪袥艽h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，平?jīng)?44300）

基于GIS的鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上甜菜生產(chǎn)適宜性評價

高巖
（甘肅省平?jīng)鍪袥艽h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，平?jīng)?44300）

運(yùn)用GIS軟件，疊加生成研究區(qū)甜菜生產(chǎn)評價單元，掛接研究區(qū)甜菜生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)，采用累加法計算研究區(qū)甜菜的綜合生產(chǎn)能力。結(jié)果表明：研究區(qū)甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為≥10℃積溫、地貌類型、灌溉保證率、質(zhì)地構(gòu)型、剖面構(gòu)型、田面坡度、年降水量、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、坡向；研究區(qū)不適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的11.4%，適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的18.5%，高度適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的70.1%。

甜菜生產(chǎn)；GIS；鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度；適宜性；評價

目前，運(yùn)用GIS評價蔬菜生產(chǎn)適宜性的研究報道較多，比如：利用主成分和相關(guān)分析模型篩選建立區(qū)域綠色蔬菜地適宜性評價主導(dǎo)因子體系，借助GIS和動態(tài)聚類分析模型評價區(qū)域耕地對綠色蔬菜生產(chǎn)的適宜數(shù)量、質(zhì)量及其分布；結(jié)合蔬菜的生物學(xué)特性，根據(jù)農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候適宜度理論，用模糊數(shù)學(xué)的方法，隸屬函數(shù)及綜合評價模型，逐月對蔬菜生長的氣候適宜度進(jìn)行評價。在縣區(qū)級別區(qū)域范圍內(nèi)，運(yùn)用GIS技術(shù)對于蔬菜適宜性評價研究較多，韓梅等[1]做了涼州區(qū)范圍內(nèi)的甜菜適宜性評價，但以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究區(qū)域的分析甜菜適宜性的論文沒有報道，本研究為鄉(xiāng)鎮(zhèn)級更小范圍內(nèi)甜菜四季均衡生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)下雙鄉(xiāng)位于涼州區(qū)北部，鄉(xiāng)域面積23km2，依靠白塔河，東部為騰格里沙漠邊緣，北接民勤縣，南部為大柳鄉(xiāng)。轄7個行政村，分別為蓄水、沙河、漲泗、南水、下雙、河水、于家灣村，鄉(xiāng)政府駐下雙村。屬大陸溫帶干旱半干旱氣候區(qū)，具有干旱少雨、日照充足、晝夜溫差大的特點(diǎn)。年平均氣溫7.9℃，無霜期158～173d，年平均降水量161mm，蒸發(fā)量2020mm，年光熱總輻射量582kJ/cm2，年日照時數(shù)2968h，主要的災(zāi)害性天氣有干旱、大風(fēng)、沙塵暴、干熱風(fēng)、冰雹、暴雨、霜凍等，連陰雨天氣主要集中在7、8、9三個月，7—9三個月的年平均降雨量104mm，占全年降雨量的65%。

表1　 空間資料和屬性數(shù)據(jù)情況

圖1　 下雙鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)評價指標(biāo)體系

2　材料與方法

2.1研究資料

表1圖件資料均在涼州區(qū)耕地資源管理信息系統(tǒng)中獲取，采用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS和ArcView進(jìn)行圖形編輯、數(shù)字化、拓?fù)洳殄e、圖幅誤差校正等步驟處理。研究所用軟件為FoxPro數(shù)據(jù)庫管理、ACCESS數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等應(yīng)用軟件；ArcGIS、MapGIS等專業(yè)GIS分析軟件。在涼州區(qū)耕地資源管理信息系統(tǒng)中獲取下雙鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)信息、建立數(shù)據(jù)庫，用鄉(xiāng)鎮(zhèn)級代碼提取下雙鄉(xiāng)行政區(qū)劃圖、下雙鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖、下雙鄉(xiāng)土壤圖，運(yùn)用GIS軟件，疊加生成甜菜生產(chǎn)評價單元。

2.2層次模型建立

選定≥10℃積溫、年降水量、坡向、田面坡度、地貌類型、灌溉保證率、質(zhì)地構(gòu)型、剖面構(gòu)型、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷11個因子做為甜菜生產(chǎn)適宜性評價的指標(biāo)，然后根據(jù)各自的屬性和特點(diǎn)，將它們分別歸入到氣候、立地條件、剖面性狀、耕層養(yǎng)分狀況4個準(zhǔn)則層中。由于灌溉保證率屬于耕地管理準(zhǔn)則層，但是根據(jù)耕地資源管理信息系統(tǒng)設(shè)置，每個準(zhǔn)則層至少包含兩個指標(biāo)，因此由專家探討和商議后，將灌溉保證率列入立地條件準(zhǔn)則層。構(gòu)造的層次結(jié)構(gòu)如圖1和表2所示。

2.3基于地理信息系統(tǒng)適宜性計算

在縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)4.0中，在“評價”菜單下的“層次分析模型編輯模塊”中編輯立地條件、養(yǎng)分狀況和剖面性狀的層次分析模型以及在“隸屬函數(shù)模型編輯模塊”中構(gòu)建各評價因子的隸屬函數(shù)，然后選擇“耕地生產(chǎn)潛力評價模塊”進(jìn)行耕地地力綜合指數(shù)的計算。利用累加模型計算耕地綜合地力指數(shù)（Integrated Fertility Index，IFI），即對應(yīng)于每個圖斑的綜合評價評語。

IFI=∑Fi×CiBi（i=1，2，3……n），式中：Fi表示第i個因子隸屬度；CiBi表示第i個因素的組合權(quán)重。

表2　 巨標(biāo)層判斷矩陣及指標(biāo)權(quán)重

表3　 下雙鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)適宜性評價各因素的組合權(quán)重

表4　 下雙鄉(xiāng)甜菜適宜性面積分布(hm)

3　結(jié)果與分析

3.1因子權(quán)重計算

在GIS軟件中，運(yùn)行層次分析模型編輯菜單，系統(tǒng)根據(jù)所構(gòu)建的判別矩陣，首先獲得各判別矩陣的權(quán)重值，然后計算同一層次所有因素對于總目標(biāo)相對排序權(quán)值，即進(jìn)行層次總排序，最終所得到的組合權(quán)重即為各甜菜生產(chǎn)適宜性評價因子的權(quán)重值（表3）。

由層次分析結(jié)果可以看出，各評價因子對研究區(qū)甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為：≥10℃積溫、地貌類型、灌溉保證率、質(zhì)地構(gòu)型、剖面構(gòu)型、田面坡度、年降水量、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、坡向。

3.2甜菜生產(chǎn)適宜性分區(qū)

由表4和圖2可知，研究區(qū)不適宜甜菜種植生產(chǎn)的面積僅有73.04 hm2，占11.4%，分別是沙河村4.93 hm2，蓄水村60.17 hm2，漲泗村7.94 hm2；適宜甜菜種植生產(chǎn)的面積為635.20 hm2，占總面積的18.5%，僅僅分布在兩個行政村，其中下雙村233.61 hm2，漲泗村401.59 hm2；研究區(qū)絕大部分比例耕地（2403.62hm2）是高度適宜甜菜生產(chǎn)的，占70.1%，河水村478.43 hm2，南水村391.24 hm2，沙河村609.14 hm2，蓄水村588.70 hm2，于家灣村336.11 hm2。

圖2　研究區(qū)甜菜生產(chǎn)適宜性分布

4　結(jié)論與討論

甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為≥10℃積溫、地貌類型、灌溉保證率、質(zhì)地構(gòu)型、剖面構(gòu)型、田面坡度、年降水量、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、坡向；研究區(qū)不適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的11.4%，適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的18.5%，高度適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的70.1%。由于賦值權(quán)重的專家認(rèn)識上的分歧和數(shù)學(xué)方法的局限，評價結(jié)果與耕地的實(shí)際生產(chǎn)能力難免會存在一定的偏差。在下雙鄉(xiāng)不同村組抽樣調(diào)查100塊地塊，根據(jù)當(dāng)?shù)厥┓是闆r和地塊產(chǎn)量對評價結(jié)果進(jìn)行調(diào)查檢驗，結(jié)果表明符合或者基本符合實(shí)際情況[1-4]。基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級尺度的區(qū)域評價使得管理單元范圍變小，更能切合實(shí)際到行政村范圍評價適宜性，此方法更注重屬性數(shù)據(jù)的精確化。評價結(jié)果在量化上更為準(zhǔn)確，且專題圖形象直觀，易于理解，可直接作為研究區(qū)甜菜種植結(jié)構(gòu)布局調(diào)整的依據(jù)。

[1]韓梅，王祎.基于GIS的武威市涼州區(qū)甜菜種植適宜性分區(qū)[J].中國糖料，2015，37（5）：36-37.

[2]邢基勝，趙河文，常熙琳，等.黃羊糖廠萬畝豐產(chǎn)高糖甜菜栽培技術(shù)[J].中國糖料，1997（3）：52-54.

[3]郭蘭英，張新萍.壟作甜菜高產(chǎn)高糖栽培技術(shù)[J].農(nóng)村科技，2006（8）：7-8.

[4]王祎，蔡立群，張興嘉，等.清水縣耕層土壤主要養(yǎng)分空間分布與變異研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，47（5）：121-128.

Evaluation of Suitable Planting Sugarbeet by GIS of Villages and Towns Scale

GAO Yan
(Service Center of Agricultural Techniques,Jingchuan County,Pingliang City,Gansu Province,Pingling 744300)

The statistic analysis of information and data from sugarbeet production by geographic information system(GIS)software was done to explore integrated production capacity of sugarbeet.Results showed that the impact factor of sugarbeet production suitability from large to small in turn was≥10℃accumulated temperature, geomorphic type,probability of irrigation,texture configuration,profile construct,field of slope,annual precipitation,organic matter,available phosphorus,rapidly available potassium and slope direction.The percent of not suitable,suitable and more suitable planting area accounted for 11.4%,18.5%and 70.1%of total area, respectively.

sugarbeet production;geographic information system(GIS);villages and towns scale;suitability; evaluation

S566.3

A

1007－2624（2016）02－0029－02

10.13570/j.cnki.scc.2016.02.010

2015-10-29

高巖（1970-），男，甘肅涇川人，植保專業(yè)，農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

#執(zhí)筆人：王祎（1986-），男，甘肅會寧人，土壤學(xué)碩士，從事土肥與節(jié)水工作。E-mail：wangyi860518@qq.com。