基于GIS的武威市武南鎮(zhèn)甜菜種植適宜性評(píng)價(jià)

張俊，韓梅，郭復(fù)海，張正鵬，王祎*（.甘肅省武威市涼州區(qū)武南鎮(zhèn)人民政府，武威733000；.甘肅省武威市涼州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，武威733000）

基于GIS的武威市武南鎮(zhèn)甜菜種植適宜性評(píng)價(jià)

張俊1，韓梅2，郭復(fù)海2，張正鵬2，王祎2*
（1.甘肅省武威市涼州區(qū)武南鎮(zhèn)人民政府，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，武威733000）

以武威市涼州區(qū)武南鎮(zhèn)土壤圖、武南鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀圖、武南鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖和武南鎮(zhèn)地貌類型分區(qū)圖疊加形成適宜性評(píng)價(jià)的管理單元總圖，選取對研究區(qū)甜菜生長影響較大，并且具有區(qū)域空間變異明顯、時(shí)間序列上相對穩(wěn)定特征的6個(gè)因子，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，擬合各個(gè)因子隸屬函數(shù)，應(yīng)用層次分析法，在GIS軟件中，通過累計(jì)分析計(jì)算，將研究區(qū)內(nèi)耕地適宜性劃分為3個(gè)等級(jí)。結(jié)果表明：高度適宜區(qū)面積為142.00hm2，占研究區(qū)總面積的2%，適宜區(qū)面積為4200.90 hm2，占研究區(qū)總面積的65%，勉強(qiáng)適宜區(qū)面積為2127.24 hm2，占總面積的33%。

甜菜；鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度；GIS；適宜性；武南鎮(zhèn)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）有時(shí)又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”，是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計(jì)算機(jī)科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲(chǔ)、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。借助GIS軟件已經(jīng)廣泛地開展了對農(nóng)作物進(jìn)行種植適應(yīng)性評(píng)價(jià)，近年來相繼開展了對糖料作物的種植適應(yīng)性評(píng)價(jià)［1-7］。本文以武南鎮(zhèn)為例繼續(xù)進(jìn)行鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺寸上甜菜種植適應(yīng)性評(píng)價(jià)研究。選取對研究區(qū)甜菜生長影響較大，并且具有區(qū)域空間變異明顯、時(shí)間序列上相對穩(wěn)定特征的6個(gè)因子，在GIS技術(shù)支持上，建立空間圖件數(shù)據(jù)庫和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)屬性數(shù)據(jù)庫，綜合采用層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法、綜合指數(shù)法等方法對武南鎮(zhèn)耕地甜菜進(jìn)行評(píng)價(jià)［7-11］，為武南鎮(zhèn)甜菜科學(xué)施肥、合理種植、新型經(jīng)營主體提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

武南鎮(zhèn)地處東經(jīng)102°30′～102°45′，北緯37°50′～37°40′，海拔高度1600m，年平均氣溫6.7℃，年平均降水量16cm，全年日照時(shí)數(shù)平均為2968h，屬河西走廊冷溫干旱氣候。武南鎮(zhèn)設(shè)立于1984年，是甘肅省最早的建制鎮(zhèn)之一，是武威市中心城區(qū)的重要組成部分，1996年武南鎮(zhèn)被甘肅省確定為全省第一批小城鎮(zhèn)綜合改革試點(diǎn)鎮(zhèn)，2000年武南鎮(zhèn)三馬路被列入首批全國“青年文明一條街”，2005年武南鎮(zhèn)被國家發(fā)改委定為全國第一批發(fā)展改革試點(diǎn)鎮(zhèn)，2006年又被國家發(fā)改委確定為全國小城鎮(zhèn)建設(shè)示范鎮(zhèn)。

2　材料與方法

2.1研究材料

研究所用圖件資料見表1，均在武威市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)行圖幅誤差校正、拓?fù)洳殄e(cuò)、圖形編輯、數(shù)字化等步驟處理。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(jì)、ArcGIS、MapGIS等專業(yè)GIS分析軟件。在武威市耕地資源管理信息系統(tǒng)中獲取武南鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)信息、建立數(shù)據(jù)庫，用鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)代碼提取武南鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖、武南鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀圖、武南鎮(zhèn)土壤圖，運(yùn)用GIS軟件，疊加生成甜菜生產(chǎn)評(píng)價(jià)單元。

表1　空間資料和屬性數(shù)據(jù)情況表

表2　目標(biāo)層判斷矩陣及指標(biāo)權(quán)重

2.2研究方法

2.2.1建立層次模型考慮研究區(qū)實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，采用特爾斐法，遵循重要性、差異性、區(qū)域性等原則，經(jīng)各位地方專家的商榷，通過召開專家評(píng)議會(huì)，選定≥10℃積溫、年降水量、坡向、灌溉保證率、有機(jī)質(zhì)、有效磷6個(gè)因子作為甜菜適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，然后根據(jù)各自的屬性和特點(diǎn)，將它們分別歸入到氣候、立地條件、耕層養(yǎng)分狀況3個(gè)準(zhǔn)則層中，反復(fù)對比與分析，最終建立判斷矩陣，如表2和圖1所示。

在縣域耕地資源管理系統(tǒng)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于總目標(biāo)相對排序權(quán)重值，即進(jìn)行層次總排序，最終所得到的組合權(quán)重即為甜菜適宜性評(píng)價(jià)各因子的權(quán)重值（表3）。

由層次分析結(jié)果可以看出，各評(píng)價(jià)因子對甜菜適宜性的影響程度從大到小依次為：灌溉保證率、年降水量、有機(jī)質(zhì)、有效磷、坡向、≥10℃積溫。擬合函數(shù)為概念型因子的直接賦值計(jì)算，有機(jī)質(zhì)、有效磷、年降水量為戒上型函數(shù)，灌溉保證率為直線型函數(shù)、≥10℃積溫為戒下型函數(shù)。

2.2.2適宜性等級(jí)綜合指數(shù)計(jì)算在縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)中，按照累計(jì)曲線分級(jí)法，調(diào)節(jié)比例劃分等級(jí)，計(jì)算生產(chǎn)適宜性等級(jí)的公式為：IFI=∑Fi×Ci，式中：IFI（Integrated Fertility Index）代表耕地生產(chǎn)力綜合指數(shù)；Fi為第i個(gè)因素評(píng)語；Ci為第i個(gè)因素的組合權(quán)重。

圖1　武南鎮(zhèn)甜菜適宜性評(píng)價(jià)層次模型

表3　各個(gè)因素的組合權(quán)重計(jì)算結(jié)果

3　結(jié)果與分析

計(jì)算采用累積曲線分級(jí)法對武南鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)所有耕地進(jìn)行甜菜種植適宜性評(píng)價(jià)，充分考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，確定將武威市武南鎮(zhèn)甜菜適宜性評(píng)價(jià)定為3個(gè)等級(jí)，其高度適宜區(qū)的IFI值區(qū)間為0.7892以上，適宜區(qū)的IFI值區(qū)間為0.7892～0.5326，勉強(qiáng)適宜區(qū)的IFI值為0.5326以下。

在ArcGIS軟件制圖模塊中以適宜性結(jié)果SHP格式圖為對象，在GIS軟件中統(tǒng)一坐標(biāo)系，編輯并對其賦屬性、根據(jù)屬性添加注記、定義顏色，最后數(shù)字制圖整幅編輯得出武南鎮(zhèn)甜菜適宜性等級(jí)圖（圖2）。

表4　武南鎮(zhèn)行政村甜菜適宜性面積(hm)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

綜述表4和圖2，在本文建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系下，武南鎮(zhèn)甜菜高度適宜面積142.00 hm2，適宜面積為4200.90 hm2，勉強(qiáng)適宜面積為2127.24 hm2，3個(gè)適宜等級(jí)分別占總面積的2%、65%、33%；大河村、花盛村、宋府溝村、西寨村甜菜適宜性面積均在300 hm2以上，4個(gè)村的甜菜適宜性面積占全鎮(zhèn)總面積的25.7%。武南鎮(zhèn)甜菜勉強(qiáng)適宜種植面積為2127.24 hm2，占總面積的33%，白塔村、魯子溝村、武南村、張林村勉強(qiáng)適宜面積占本村耕地面積的50%左右，其中白塔村、魯子溝村勉強(qiáng)適宜耕地占全村的85%和53%。

圖2　武南鎮(zhèn)甜菜適宜性分區(qū)圖

4　結(jié)論與討論

武南鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)適宜性的影響因子影響程度從大到小依次為：灌溉保證率、年降水量、有機(jī)質(zhì)、有效磷、坡向、≥10℃積溫。其適宜性等級(jí)分別為：高度適宜區(qū)面積為142.00 hm2，占研究區(qū)總面積的2%，適宜區(qū)面積為4200.90 hm2，占研究區(qū)總面積的65%，勉強(qiáng)適宜區(qū)面積為2127.24hm2，占總面積的33%。武南鎮(zhèn)甜菜適宜性評(píng)價(jià)工作完成后在不同村組抽樣調(diào)查300戶農(nóng)戶地塊，根據(jù)農(nóng)戶反映，基本符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。高度符合地塊189個(gè)，基本符合地塊106個(gè)，不符合地塊5個(gè)?；卩l(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，此方法更注重屬性數(shù)據(jù)的精確化。評(píng)價(jià)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］劉仕遠(yuǎn).基于地理信息系統(tǒng)的廣西甘蔗種植氣候區(qū)劃研究［J］.現(xiàn)代企業(yè)教育，2011（16）：89-90.

［2］韓梅，王吉彪，袁政祥，等.基于GIS的武威市涼州區(qū)不同灌區(qū)甜葉菊育苗溫室土壤理化性狀分析［J］.中國糖料，2015，37（4）：15-17.

［3］王祎，張正鵬，楊百智.基于GIS的武威市涼州區(qū)甜葉菊種植適宜性評(píng)價(jià)［J］.中國糖料，2016，38（1）：40-42.

［4］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.

［5］關(guān)淑琳，張正鵬，王祎.基于GIS的武威市涼州區(qū)經(jīng)濟(jì)林間作甜菜適宜性分區(qū)［J］.中國糖料，2016，38（2）：26-28

［6］蘇斌，王祎，李紹輝，王進(jìn)保.基于GIS的縣級(jí)行政區(qū)域甜葉菊種植適宜性等級(jí)評(píng)價(jià)［J］.中國糖料，2016，38（4）：39-41

［7］高巖.基于GIS的鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上甜菜生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)［J］.中國糖料，2016，38（2）：29-30.

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Suitability Evaluation on Planting Sugarbeet in Wunan Town of Wuwei City

ZHANG Jun1，HAN Mei2，GUO Fu-hai2，ZHANG Zheng-peng2，WANG Yi2
（1.the People's Government of Wunan Town of Liangzhou District，Wuwei Gansu 733000；2.Agricultural Technology Service Center of Gansu Wuwei Liangzhou District，Wuwei 733000）

Suitability evaluation on planting sugarbeet illustrated by the example of Wunan town.Soil map，present situation of land using map，administrative division map and geomorphic type partition map of Wunan town formed management unit chard which was suitable for evaluation by the method of superposition.Six main factors that had a great influence on sugarbeet were selected to set up evaluation index system by GIS software. The Results showed that suitability degree of Wunan cultivated area of sugar beet was divided into three levels. Area of 142.00 ha was very suitable to plant sugar beet，accounting for 2%of the total area；the suitable area was 4200.90 ha，accounting for 65%of the total area；Sugar beet could be planted reluctantly in area of 2127.24 ha，accounting for 33%of the total area.

sugar beet；villages and towns scale；GIS；planting suitability

S566.3

A

1007－2624（2016）05－0041－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.05.015

2016-05-11

張俊（1968-），男，甘肅涼州人，農(nóng)學(xué)專業(yè)，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。

執(zhí)筆人：郭復(fù)海（1974-），男，甘肅涼州人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。Tel：0935-6115926

王祎（1986-），男，甘肅會(huì)寧人，土壤學(xué)碩士，從事土壤肥力、節(jié)水、耕地質(zhì)量建設(shè)研究。Tel：17793550255，Emal：wangyi860518@qq.com