基于GIS的石羊河流域永昌鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)適宜性分級(jí)評(píng)價(jià)

劉杰，張曉梅，王祎

（1.甘肅省武威市涼州區(qū)永昌鎮(zhèn)人民政府農(nóng)技站，武威733000；2.甘肅省武威市涼州區(qū)康寧鄉(xiāng)人民政府農(nóng)技站，武威733000；3.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的石羊河流域永昌鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)適宜性分級(jí)評(píng)價(jià)

劉杰1，張曉梅2#，王祎3*

（1.甘肅省武威市涼州區(qū)永昌鎮(zhèn)人民政府農(nóng)技站，武威733000；2.甘肅省武威市涼州區(qū)康寧鄉(xiāng)人民政府農(nóng)技站，武威733000；3.甘肅省武威市涼州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，武威733000）

運(yùn)用GIS軟件，疊加生成研究區(qū)甜菜生產(chǎn)評(píng)價(jià)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(jì)算研究區(qū)甜菜的綜合生產(chǎn)能力。結(jié)果表明：甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為海拔、耕層厚度、坡向、年降水量、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、無(wú)霜期和速效鉀。研究區(qū)不適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的0.029%，土壤障礙層最大，厚度平均為95cm，有機(jī)質(zhì)最低，平均水平為0.73g/kg；勉強(qiáng)適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的6.34%，適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的71.76%，高度適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的21.87%。

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

通過(guò)GIS技術(shù)手段，有效地掌握耕地甜菜生產(chǎn)的質(zhì)量狀態(tài)，逐步建立和完善甜菜種植適宜性的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警體系，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域尺度上探究不同行政村的甜菜種植土壤肥力演變與科學(xué)施肥規(guī)律，摸清永昌鎮(zhèn)的耕地資源狀況和區(qū)劃甜菜生產(chǎn)適宜性區(qū)域，提高甜菜種植的利用效率，促進(jìn)糖料作物在石羊河流域的科學(xué)、高效、生態(tài)發(fā)展[1-5]。為農(nóng)業(yè)方案決策者、基層農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、糖料經(jīng)營(yíng)合作社、種植大戶、糖料家庭農(nóng)場(chǎng)、廣大散戶甜菜種植者提供決策參考，保障甜菜等糖料作物的持續(xù)發(fā)展，也是新形勢(shì)下科技興農(nóng)的體現(xiàn)。

1 研究區(qū)概況與分析方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)永昌鎮(zhèn)位于甘肅省武威市涼州區(qū)北面15km處，永昌鎮(zhèn)屬于盆地平原地貌，土地平整、肥沃，是武威市的糧食生產(chǎn)基地。此地屬溫帶大陸性氣候，四季分明，時(shí)令交替明顯。春季多風(fēng)少雨，到4月中旬風(fēng)季進(jìn)入尾聲，逐漸停止。

1.2 分析方法

1.2.1 研究資料運(yùn)用GIS軟件，用鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)代碼提取永昌鎮(zhèn)行政區(qū)劃圖、永昌鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀圖、永昌鎮(zhèn)土壤圖，以7000m2為最小單元，疊加合并計(jì)算生成永昌鎮(zhèn)的甜菜評(píng)價(jià)單元管理圖。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(cuò)、圖幅誤差校正等步驟處理。研究所用統(tǒng)計(jì)軟件為數(shù)據(jù)庫(kù)管理FoxPro、ACCESS、SPSS。

1.2.2 層次模型建立選定：海拔、耕層厚度、坡向、年降水量、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、無(wú)霜期和速效鉀8個(gè)因子作為永昌鎮(zhèn)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)，將它們分別歸入到氣候、立地條件、剖面性狀、耕層養(yǎng)分狀況4個(gè)準(zhǔn)則層中。

1.2.3 因子權(quán)重計(jì)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(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，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(píng)價(jià)因子的權(quán)重值（表1）。由層次分析結(jié)果可以看出，各評(píng)價(jià)因子對(duì)永昌鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為：海拔、耕層厚度、坡向、年降水量、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、無(wú)霜期和速效鉀。

1.2.4 隸屬函數(shù)模型建立及其適宜性計(jì)算可定量化的數(shù)據(jù)類(lèi)型采用模糊數(shù)學(xué)方法；對(duì)于非定量因子，即定性指標(biāo)（概念型指標(biāo)），則直接采用多專(zhuān)家打分。構(gòu)造隸屬函數(shù)時(shí)，需要用特爾斐法對(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]。

利用累加模型計(jì)算永昌鎮(zhèn)甜菜適宜性指數(shù)（IFI），IFI=∑Fi×CiBi（i=1，2，3……n）

表1 永昌鎮(zhèn)適宜性評(píng)價(jià)因素的權(quán)重

式中：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]。

IFI計(jì)算結(jié)果，高度適宜＞0．8952，適宜0．8952～0．5613，勉強(qiáng)適宜0．5613～0．3528，不適宜＜0．3528。

2 結(jié)果與分析

由表2和圖1可知，研究區(qū)甜菜高度適宜區(qū)域面積為775．66hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的21．87%，有4個(gè)行政村沒(méi)有分布該區(qū)，分別是：上源村、石碑村、梧桐村、中溝村；面積相對(duì)大的3個(gè)行政村是煙下村、和豐村、校東村，其面積分別為106．08、96．76、89．82 hm2，面積較小的4個(gè)行政村是羊桐村、和寨村、下源村、馬珣村，其面積分別為0．54、0．96、5．69、9．48hm2。適宜等級(jí)區(qū)域面積為2544．93 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的71．76%，該等級(jí)全鎮(zhèn)所有行政村均有分布，面積相對(duì)較大的3個(gè)行政村是白云村、山高村、劉沛村，其面積分別為337．74、246．97、203．03 hm2，面積較小的4個(gè)行政村是東坡村、煙下村、和豐村，其面積分別為2．70、6．78、11．21 hm2。勉強(qiáng)適宜等級(jí)區(qū)域面積為224．99 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的6．34%，該等級(jí)有13個(gè)行政村沒(méi)有分布，面積相對(duì)較大的兩個(gè)行政村是山高村、南溝村，其面積分別為60．86、44．78 hm2，面積最小的是白云村，為0．97 hm2。不適宜等級(jí)區(qū)域面積為1．04 hm2，占全鎮(zhèn)總耕地面積的0．029%，全鎮(zhèn)只有兩個(gè)行政村分布該等級(jí)，為山高村和羊桐村，其面積分別為0．91、0．13 hm2。

3 結(jié)論與討論

對(duì)永昌鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)適宜性的影響程度從大到小依次為海拔、耕層厚度、坡向、年降水量、有機(jī)質(zhì)、成土母質(zhì)、無(wú)霜期和速效鉀。研究區(qū)不適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的0．029%，土壤障礙層最大，平均為95cm，有機(jī)質(zhì)最低，平均水平為0．73g/kg；勉強(qiáng)適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的6．34%，適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的71．76%，高度適宜生產(chǎn)區(qū)域占總面積的21．87%。由于賦值權(quán)重理解、專(zhuān)家認(rèn)識(shí)、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。在永昌鎮(zhèn)不同村組抽樣調(diào)查68塊地塊，根據(jù)當(dāng)?shù)厥┓是闆r和地塊產(chǎn)量對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行調(diào)查檢驗(yàn)，結(jié)果表明符合或者基本符合實(shí)際情況[1－5]。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，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(zhuān)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)。

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Abstract:The research progress on genetic improvement of sweet sorghum resistance to leaf stay-green drought stress and molecular mechanisms of drought stress response was summarized,in order to provide references for the development of China's sweet sorghum breeding and germplasm improvement.

Key words:sweet sorghum;abiotic stress;resistance to drought stress;genetic improvement;research progress

Evaluation of Sugarbeet Production Suitability in Yongchang Town of Shiyang River Basin by GIS

LIU Jie1,ZHANG Xiao-mei2#,WANG Yi3*
(1.Agrotechnical Station,People's Government of Yongchang Town,Liangzhou District,Wuwei 733000,Gansu; 2.Agrotechnical Station,People's Government of Kangning Township of Liangzhou District,Wuwei 733000,Gansu; 3.Agricultural Technology Service Center of Liangzhou District,Wuwei 733000,Gansu)

The comprehensive production capacity of sugarbeet production area was calculated with summation method by Geographic Information System(GIS)software,which superimposed forming evaluation object unit and hung in related data of sugarbeet planting.The results showed that the influence degree of factors on the sugarbeet production suitability from high to low was as follows:altitude,plough layer depth,slope,annual precipitation,organic matter,soil parent material,frost free period and available K.Of the total area,unsuitable planting area accounted for 0.029%,the soil barrier layer was maximum with the average of 95 cm,and organic matter was the lowest with the average level of 0.73 g/kg;barely suitable sugarbeet production area accounted for 6.34%;suitable for the sugarbeet production area accounted for 71.76%;highly suitable sugarbeet production area accounted for 21.87%.

sugarbeet production;villages and towns scale;Yongchang town;GIS;suitability drought tolerance and lead to improved corn yields on water-limited acres[J].Proc.Natl Acad.Sci.,2007,104(42):16450-16455.

Research Progress on Genetic Improvement of Sweet Sorghum Resistance to Drought Stress

ZHAO Wen-guang1,ZHANG Wen-bin2,LI Hong-xia2,3*
(1.Agricultural Technology Extension Station of Jinyang Town in Liangzhou District,Wuwei 733000,Gansu;2.Crop Academy of Heilongjiang University/Sugar Beet Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080;3.Key Laboratory of North Sugar Crop Resource and Utilization,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150080,Heilongjiang)

圖1 永昌鎮(zhèn)甜菜適宜性等級(jí)分區(qū)圖

表2 永昌鎮(zhèn)甜菜生產(chǎn)適宜性面積分布

S566.3

A

1007－2624（2017）05－0032－03

10.13570/j.cnki.scc.2017.05.011

2017-05-23

劉杰（1983-），男，甘肅武威涼州人，助理農(nóng)藝師，從事基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。QQ：409317173

#執(zhí)筆人：張曉梅（1984-），女，甘肅武威涼州人，農(nóng)學(xué)專(zhuān)業(yè)，從事基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。Tel：13884530348

王祎（1986-），男，甘肅會(huì)寧人，土壤學(xué)碩士，從事耕地質(zhì)量建設(shè)、土肥評(píng)價(jià)工作。Tel：13830543554