王俊蓮，張 柏

(1.甘肅省涼州區(qū)韓作鄉(xiāng)人民政府農(nóng)技站，甘肅 武威 733000；2.甘肅省武威市涼州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 武威 733000)

河西綠洲灌區(qū)近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)作物的大力發(fā)展以及新型經(jīng)營(yíng)主體的規(guī)模擴(kuò)大，甜菜種植面積逐年擴(kuò)大。本文旨在通過(guò)GIS技術(shù)手段，摸清研究區(qū)的甜菜生產(chǎn)適宜性區(qū)域，提高甜菜種植的利用效率，促進(jìn)糖料經(jīng)濟(jì)作物在石羊河流域的科學(xué)、高效、生態(tài)發(fā)展。為河西冷涼灌區(qū)農(nóng)業(yè)方案決策者、基層農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、糖料經(jīng)濟(jì)作物經(jīng)營(yíng)合作社、糖料經(jīng)濟(jì)作物種植大戶、糖料經(jīng)濟(jì)作物家庭農(nóng)場(chǎng)、廣大糖料經(jīng)濟(jì)作物散戶提供決策參考，保障甜菜等糖料作物的健康持續(xù)發(fā)展[1-5]。

1 研究區(qū)概況

韓佐鄉(xiāng)位于涼州城區(qū)南部，距市區(qū)22 km，平均海撥1 679 m，鄉(xiāng)域面積31.4 km2，轄7個(gè)行政村、58個(gè)村民小組、2 223戶、10 050人，耕地面積21 438畝，人均耕地2.13畝，農(nóng)民人均純收入達(dá)5 238元。屬于冷涼山水灌區(qū)，農(nóng)民收入主要以種植、養(yǎng)殖和勞務(wù)輸出為主。

2 材料與方法

2.1 研究資料

運(yùn)用GIS軟件和GIS方法，以最小8 000 m2為最小單元單位，疊加合并空間圖件和屬性數(shù)據(jù)(表1)計(jì)算生成韓佐鄉(xiāng)的甜菜評(píng)價(jià)對(duì)象單元圖。

表1 空間資料和屬性數(shù)據(jù)情況表

2.2 層次模型建立

選定灌溉條件、耕層厚度、速效鉀、質(zhì)地、坡度、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、海拔8個(gè)因子做為韓佐鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，然后根據(jù)各自的屬性和特點(diǎn)，將它們分別歸入到人為管理、土壤養(yǎng)分、立地條件、剖面狀況四個(gè)準(zhǔn)則層中。按照層次判斷矩陣標(biāo)度，通過(guò)特爾斐法按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層順序給出數(shù)量化的評(píng)估，構(gòu)造韓佐鄉(xiāng)甜菜適宜性評(píng)價(jià)層次模型如表2所示。

表2 韓佐鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 因子權(quán)重計(jì)算

在GIS軟件模塊中運(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(jì)算同一層次所有因素對(duì)于總目標(biāo)相對(duì)排序權(quán)值，最終所得到的組合權(quán)重即為各甜菜生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值(表3)。在軟件系統(tǒng)檢測(cè)，層次總排序一致性檢驗(yàn)：CR=CI/RI=0.000 000 001<0.1，總排序一致性檢驗(yàn)通過(guò)！對(duì)韓佐鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為：灌溉條件、耕層厚度、速效鉀、質(zhì)地、降雨量、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、海拔。

表3 韓佐鄉(xiāng)適宜性評(píng)價(jià)各因素的組合權(quán)重計(jì)算結(jié)果

2.4 隸屬函數(shù)模型建立及其適宜性預(yù)測(cè)計(jì)算

量化數(shù)據(jù)類型采用模糊數(shù)學(xué)方法；概念因子，采用多專家打分(詳見(jiàn)表4)。構(gòu)造隸屬函數(shù)時(shí)，用特爾斐法對(duì)單個(gè)參評(píng)要素的一組實(shí)測(cè)值評(píng)估出相應(yīng)的一組隸屬度，然后建立該組實(shí)測(cè)值與評(píng)定的隸屬度之間函數(shù)關(guān)系，要求兩者之間的差值平方和最小，即滿足最小二乘法要求的函數(shù)關(guān)系為該參評(píng)因素的隸屬函數(shù)[4-5]。

表4 評(píng)價(jià)因子隸屬度專家賦值表

利用累加模型計(jì)算韓佐鄉(xiāng)甜菜適宜性指數(shù)(IFI)，

IFI=∑Fi×CiBi，i=1，2，3，…，n，式中：IFI(Integrated Fertility Index)Fi表示第i個(gè)因子隸屬度；CiBi表示第i個(gè)因素的組合權(quán)重。[1-4]

3 結(jié)果與分析

由預(yù)測(cè)結(jié)果的表5、表6和圖1可知，研究區(qū)甜菜高度適宜區(qū)域面積為111.2 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的4%，區(qū)域相對(duì)由大到小的是陽(yáng)畦村、宏化村、韓佐村、禪樹(shù)村，其面積分別為65.24 hm2、22.67 hm2、13.57hm2、9.72 hm2，此模型評(píng)價(jià)下，二畦莊村、高壩溝村、頭畦村三個(gè)行政村沒(méi)有分布；適宜等級(jí)區(qū)域面積為2 514.45 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的90.5%，該等級(jí)全鄉(xiāng)所有行政村均有分布，面積相對(duì)較大的三個(gè)行政村是韓佐村、頭畦村、宏化村，其面積分別為561.44 hm2、493.94 hm2、397.35 hm2，面積相對(duì)較小的四個(gè)行政村是禪樹(shù)村、二畦莊村、高壩溝村、陽(yáng)畦村，其面積分別為296.16 hm2、256.38 hm2、291.77 hm2、217.41 hm2；勉強(qiáng)適宜等級(jí)區(qū)域面積為154.01 hm2，占全鄉(xiāng)總耕地面積的5.5%，該適宜等級(jí)有3個(gè)行政村沒(méi)有分布，分別為二畦莊村、韓佐村、頭畦村，其余四個(gè)行政村分布面積都相對(duì)很?。汉昊?3.33 hm2、陽(yáng)畦村54.86 hm2、高壩溝村11.13 hm2、禪樹(shù)村4.69 hm2。

表5 韓佐鄉(xiāng)甜菜種植適宜性等級(jí)預(yù)測(cè)結(jié)果表

表6 韓佐鄉(xiāng)甜菜生產(chǎn)適宜性面積分布表

圖1 韓佐鄉(xiāng)甜菜適宜性預(yù)測(cè)分區(qū)圖

4 結(jié)論與討論

(1)次研究的層次模型中，目標(biāo)層A為韓佐鄉(xiāng)甜菜適宜性評(píng)價(jià)，準(zhǔn)則層次B為剖面、管理、養(yǎng)分、立地，其組合權(quán)重值分別為：0.198 5、0.414 9、0.227 3、0.159 3；因子層C權(quán)重值從大到小依次為灌溉條件、耕層厚度、速效鉀、質(zhì)地、降雨量、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、海拔；因子選取遵循依據(jù)為灌溉保證農(nóng)業(yè)發(fā)展、耕層厚度保證土壤發(fā)育環(huán)境、速效鉀為塊莖作物的所需元素。

(2)高度適宜區(qū)域面積為111.2 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的4%，適宜等級(jí)區(qū)域面積為2 514.45 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的90.5%，勉強(qiáng)適宜等級(jí)區(qū)域面積為154.01 hm2，占全鄉(xiāng)總耕地面積的5.5%，由于因子賦值權(quán)重理解、專家見(jiàn)解認(rèn)識(shí)、從事行業(yè)限制等分歧和數(shù)學(xué)方法的局限，評(píng)價(jià)結(jié)果與甜菜的實(shí)際生產(chǎn)能力難免會(huì)發(fā)生一定的偏差。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果及其近年來(lái)河西地區(qū)甜菜種植情況，沿山冷涼區(qū)域的氣候、海拔、土壤等條件能夠保證高度適宜區(qū)域的甜菜高產(chǎn)。

(3)此研究方法基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度的區(qū)域評(píng)價(jià)使得管理單元范圍變小，更能切合實(shí)際到行政村范圍評(píng)價(jià)適宜性，更為注重屬性數(shù)據(jù)的精確化，能為河西灌區(qū)糖料作物適宜性預(yù)測(cè)作為參考；評(píng)價(jià)結(jié)果在量化上更為準(zhǔn)確，且適宜性分區(qū)專題圖形象直觀，可直接為冷涼區(qū)域發(fā)展甜菜產(chǎn)業(yè)的新型主體、大戶、農(nóng)戶的提供依據(jù)。