牟桂婷　趙倫學(xué)　張珍明

[摘要]本文以貴州省興義市耕地為研究對象，應(yīng)用GIS和數(shù)學(xué)模型對興義市水稻進行適宜性評價，利用累加模型對評價單元進行定量分析。結(jié)果表明，興義市水稻適宜性等級的差異比較顯著。其中，面積最大的有10 737.34hm2，為適宜等級，占耕地面積的65.29%;高度適宜的面積占比較小，僅為10.23%。該研究結(jié)果為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及合理規(guī)范管理土壤資源提供了科學(xué)依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]水稻;GIS;適宜性評價;興義市

中圖分類號：S511文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202004

土地適宜性評價是在相同生產(chǎn)管理手段下評定某種特定作物種植的適宜性，適宜性則表示某一土地單元及其利用種植關(guān)系間的度量[1-2]。水稻經(jīng)過上千年的不斷選育，已經(jīng)成為我國乃至全球人類主要的糧食之一，其種植情況直接影響人類食物的供應(yīng)情況，對維護社會和平起著至關(guān)重要的作用[3]。水稻是興義市的主要糧食作物，興義市種植的主要水稻品種有岡優(yōu)906、特優(yōu)航1號、金香優(yōu)82、岡優(yōu)22、岡優(yōu)527[4]。

目前我國許多學(xué)者開展了單一用途的土地適宜性評價，如水稻、玉米、小麥、板栗和大蒜等。但這些研究對于掌握全國耕地的單一用途土地適宜性評價來說是杯水車薪，還需開展大量不同區(qū)域、不同耕地用途的土地適宜性評價[5-11]。本文應(yīng)用GIS與數(shù)學(xué)模型集成技術(shù)，評價得出興義市水稻種植用地的適宜等級、數(shù)量及其空間分布，為興義市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及合理規(guī)范管理土壤資源提供了科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

興義市位于貴州省的西南部，具有日照較長、雨量充沛等氣候特點。全市耕地土壤的質(zhì)地類型主要為壤土、黏土、黏壤土、砂土，耕地土壤類型以石灰土、黃壤、水稻土為主，糧食作物以水稻、玉米和小麥為主，經(jīng)濟作物主要有油菜、烤煙等。

2 資料收集與評價方法

根據(jù)興義市水稻適宜性評價的需要，采集指標數(shù)據(jù)與圖件數(shù)據(jù)，指標數(shù)據(jù)包括土壤化學(xué)計量學(xué)特征值、≥10℃積溫、海拔等12個評價因子。以興義市耕地中的水田為評價對象，參照聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，F(xiàn)AO）發(fā)布的《土地評價綱要》，首先生成適宜評價單元并建立屬性數(shù)據(jù)庫，再結(jié)合綜合評價模型即可得到適宜性評價結(jié)果[12]。

3 適宜性評價

3.1 適宜性評價隸屬函數(shù)

采用特爾斐法建立評價因子指標體系，隸屬函數(shù)及參數(shù)結(jié)果見表1。

采用層次分析法確定各評價指標的權(quán)重，指標權(quán)重值計算結(jié)果見表2。

3.2 水稻適宜性模糊綜合評價

利用累加模型計算水稻適宜性指數(shù)。

式中：RAI（Rice Adapt Index）為水稻適宜性指數(shù);Fi為第i個評價指標分值;Ci為第i個因素的組合權(quán)重。本文根據(jù)平均值確定水稻的適宜性，參照標準為：RAI>60，高度適宜等級;50

4 結(jié)果與討論

4.1 面積統(tǒng)計

利用ArcGIS軟件，統(tǒng)計得到水稻各適宜性等級面積，結(jié)果見表3。

4.2 空間分布分析

高度適宜等級水田主要分布在馬嶺鎮(zhèn)中南部、桔山街道西北部和東南部，以及鄭屯鎮(zhèn)的北部邊緣;適宜等級水田主要分布在興義市的中部和北部，包括桔山街道、下五屯街道、萬屯鎮(zhèn)—魯屯鎮(zhèn)—鄭屯鎮(zhèn)一帶;勉強適宜等級水田主要分布在清水河鎮(zhèn)的西北部、烏沙鎮(zhèn)以及白碗窯鎮(zhèn);不適宜等級水田分布比較零星。具體分布見圖1。

4.3 限制性影響因子分析

4.3.1 高度適宜

高度適宜等級的水田剖面發(fā)育完善，土層深厚。化學(xué)計量值（速效鉀、有效磷、有機質(zhì)）豐富，土壤質(zhì)地松軟，灌排能力強，有效積溫高，所處海拔相對較低，基本無限制性因子。

4.3.2 適宜

與高度適宜等級的水田相比，適宜等級的水田受有效土層單因子的限制。高度適宜水田的有效土層最低為60cm、最高為100cm、平均厚度為76.45cm，水田土層大于80cm的水田面積為314.74hm2，占高度適宜水田面積的18.70%。而適宜水田的有效土層最低為40cm、最高為100cm、平均厚度為70.97cm，水田土層大于80cm的水田面積為321.88hm2，占適宜水田面積的3.0%。

4.3.3 勉強適宜

勉強適宜等級水田與適宜等級水田相比，水稻種植的主要限制性因子是灌溉能力和排水能力。勉強適宜等級水田面積為4 000.62hm2，全部的灌溉能力均為可以發(fā)展灌溉。但是，目前農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展還不完善，其中還有1 135.38hm2屬于望天田，只有靠降水才能滿足灌溉，干旱季節(jié)缺水嚴重會影響水稻的生長。排水能力處于弱或較弱的水田面積為2 027.95hm2，占勉強適宜等級水田的50.69%，在豐雨季節(jié)可能會導(dǎo)致土壤滯水，影響土壤的氧化還原反應(yīng)。

4.3.4 不適宜

不適宜等級水田的限制性因子比較多，主要是海拔、灌溉能力和質(zhì)地構(gòu)型。勉強適宜等級水田海拔在1 300m以上的水田面積為2 825.29hm2，占勉強適宜等級水田面積的70.62%，而不適宜等級水田全部分布在海拔1 300m以上。不適宜等級水田的灌溉能力非常差，全部為可以發(fā)展灌溉，目前沒有灌溉能力。不適宜等級水田的土壤質(zhì)地全為砂土，該類型土壤保水性弱，水氣容易擴散，易干不易澇，不能滿足水稻生長的需求。砂質(zhì)土壤養(yǎng)分比較容易流失，保肥性能差，易造成水稻后期脫肥，發(fā)生早衰。土壤黏粒和有機質(zhì)比較少，不能黏結(jié)形成團聚體，秧苗不易著床，即使能夠著床，也由于土粒沉實，稻苗發(fā)棵難、分蘗少。

5 結(jié) 論

本文運用GIS和數(shù)學(xué)模型技術(shù)手段，以興義市的耕地為研究對象，在農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上選擇包括土體構(gòu)型和理化性質(zhì)、立地條件的12個評價因子，對水稻進行了適宜性評價。

（1）高度適宜等級水田主要分布在馬嶺鎮(zhèn)中南部、桔山街道西北部和東南部，以及鄭屯鎮(zhèn)的北部邊緣。這些區(qū)域土壤剖面發(fā)育完善，土層較厚;地形多為平壩地和溝谷地，地勢平坦;化學(xué)計量（速效鉀、有效磷、有機質(zhì)）含量豐富，土壤質(zhì)地松軟，通透性高，土壤灌溉能力強，具備水稻生長的良好條件。因此，對這部分高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)田要加強培肥管理，精耕細作，使耕地質(zhì)量不變或提高。

（2）適宜等級水田主要分布在興義市的中部和北部，包括桔山街道、下五屯街道，以及萬屯鎮(zhèn)—魯屯鎮(zhèn)—鄭屯鎮(zhèn)一帶。勉強適宜等級水田主要分布在清水河鎮(zhèn)的西北部、烏沙鎮(zhèn)以及白碗窯鎮(zhèn)。這些區(qū)域地勢相對平坦，水田多集中在平壩地、溝谷地和丘陵低山的緩坡地上，土壤養(yǎng)分狀況基本滿足水稻生長，灌溉能力多為可灌。因此，對這部分耕地需要增加資金、物質(zhì)和技術(shù)投入，克服土地限制因素，加強對中低產(chǎn)田的改良和改造，如通過沙摻壤改善土壤質(zhì)地，運用客土方法提高土層厚度，增施有機肥、種植綠肥以提高土壤肥力等。實施土地開發(fā)整理工程，因地制宜地建設(shè)局部平整的小塊平地或者坡式梯田，修建溝渠、蓄水池，保證水田的灌排能力，加強以農(nóng)田水利為中心的農(nóng)田基本建設(shè)，改善生產(chǎn)條件，提高耕地地力。

（3）不適宜等級水田分布比較零星，這些區(qū)域海拔較高，土壤粘重，基本無灌溉條件，不適合水稻生長。對這部分因為海拔較高及其他限制因素而成為不適宜等級的耕地，應(yīng)該因地制宜地種植其他糧食或經(jīng)濟作物，如花生、馬鈴薯。對部分坡度大的耕地實施退耕還林，積極造林和營林，發(fā)展速生豐產(chǎn)用材林和經(jīng)濟林，既增加經(jīng)濟效益，又能夠防止水土流失，有利于保護生態(tài)環(huán)境。

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