地理國(guó)情監(jiān)測(cè)在硒砂瓜種植中的應(yīng)用

周淑虹 陸振宏

（1.寧夏國(guó)土測(cè)繪院 寧夏銀川 750002；2.寧夏測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站 寧夏銀川 750002）

1 引言

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是綜合利用全現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)和調(diào)查技術(shù)，對(duì)地形、水系、濕地、沙漠、地表形態(tài)、地表覆蓋、道路、城鎮(zhèn)等要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)化、定量化、空間化的持續(xù)監(jiān)測(cè)，形成反映各類資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)要素的空間分布及其發(fā)展變化規(guī)律的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、地圖圖形和研究報(bào)告等，從地理空間的角度客觀、綜合展示國(guó)情國(guó)力。

硒砂瓜又被稱為“戈壁西瓜”、“石頭縫里長(zhǎng)出的西瓜”，主產(chǎn)于寧夏環(huán)香山地區(qū)。環(huán)香山地區(qū)地處寧夏中部干旱帶，年均降水量少。通過壓砂，原本沒有利用價(jià)值的旱沙地變成了可種植西瓜的寶地。但是，帶來生機(jī)與效益的同時(shí)，也產(chǎn)生了很多不利影響。因?yàn)閴荷暗胤N植硒砂瓜10年以上砂地會(huì)老化，不適合再種植任何農(nóng)作物。到那時(shí)，原本的致富寶地就變成了真正的砂礫地，從而加大了香山地區(qū)沙礫地面積，使得土地更加荒漠化，氣候更加干旱?，F(xiàn)在當(dāng)?shù)卣惨庾R(shí)到這些問題，開始在老化的壓砂地上種植耐寒的棗樹，從而減少壓砂帶來的弊端。因此通過對(duì)硒砂瓜種植情況的監(jiān)測(cè)，為政府提供可持續(xù)發(fā)展的建議和有力的決策依據(jù)。

2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及范圍

2.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

利用2009年寧夏第二次農(nóng)村土地調(diào)查中的耕地和園地?cái)?shù)據(jù)與當(dāng)年的正射影像資料套合，采集當(dāng)年硒砂瓜種植情況；

2014年寧夏第一次地理國(guó)情普查對(duì)硒砂瓜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已做了分類和統(tǒng)計(jì)，該普查數(shù)據(jù)作為第二期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

利用2016年的多源遙感影像資料，結(jié)合野外調(diào)查，通過內(nèi)業(yè)判讀與外業(yè)調(diào)查相結(jié)合的方法采集2016年的硒砂瓜和棗樹的種植數(shù)據(jù)。

利用三個(gè)年度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立硒砂瓜種植監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；對(duì)比分析三期硒砂瓜種植區(qū)域監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，編制監(jiān)測(cè)分析報(bào)告[1]。

2.2 監(jiān)測(cè)范圍

寧夏中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)硒砂瓜種植區(qū)的6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)：宣和鎮(zhèn)、永康鎮(zhèn)、常樂鎮(zhèn)、香山鄉(xiāng)、興仁鎮(zhèn)、蒿川鄉(xiāng)。

3 主要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

坐標(biāo)系統(tǒng)：2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000）。

高程基準(zhǔn)：1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

地圖投影：高斯-克呂格投影，按照3°分帶。

數(shù)據(jù)格式：矢量數(shù)據(jù)集采用shapefile格式；數(shù)據(jù)庫(kù)格式采用基于arcgis的Geodatabases即GDB。

面積統(tǒng)計(jì)單位：平方米。

4 技術(shù)路線

4.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集

（1）利用歷史影像資料。寧夏第二次土地調(diào)查的影像資料與農(nóng)村土地調(diào)查利用數(shù)據(jù)套合，分析數(shù)據(jù)資料，根據(jù)影像紋理特征，從旱地（013）中解譯出2009年的硒砂瓜種植區(qū)域和棗樹的種植區(qū)域，然后將數(shù)據(jù)從1980西安坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，統(tǒng)計(jì)其面積，作為2009年硒沙瓜種植區(qū)域和面積。從園地中提取了壓砂地中棗樹種植的區(qū)域和面積。

（2）2014年寧夏第一次地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)中，已對(duì)硒砂瓜的種植區(qū)域和棗樹種植區(qū)域做調(diào)查，可以從地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)中直接提取2014年硒砂瓜地和棗樹的種植區(qū)域，統(tǒng)計(jì)其面積，作為2014年硒沙瓜種植區(qū)域和面積及老化的硒砂瓜地種植棗樹的區(qū)域和面積。

（3）2016年硒砂瓜、棗樹數(shù)據(jù)采集。通過內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的綜合調(diào)繪法，調(diào)查2016年硒砂瓜種植區(qū)域和面積。

1）內(nèi)業(yè)解譯

以遙感正射影像為基礎(chǔ)，采用自動(dòng)分類提取與人工解譯結(jié)合的方式，根據(jù)硒砂瓜地和棗樹的的影像特征進(jìn)行人工解譯分類，無法確定的通過外業(yè)調(diào)查確定其地物覆蓋范圍。

2）外業(yè)調(diào)查底圖制作

在內(nèi)業(yè)信息分類與解譯提取的基礎(chǔ)上，基于影像，疊加部分第一次地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)以及判讀解譯的硒砂瓜地和棗樹園地信息，對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)化，并有選擇性的對(duì)部分名稱、屬性進(jìn)行標(biāo)注，制作外業(yè)調(diào)查底圖，為外業(yè)調(diào)查與核查提供工作底圖。

3）外業(yè)調(diào)查與核查

對(duì)內(nèi)業(yè)分類與判譯工作中無法確定邊界和屬性的硒砂瓜地和棗樹種植地，以及無法準(zhǔn)確確定類型的圖斑，進(jìn)行實(shí)地核實(shí)確認(rèn)和補(bǔ)調(diào)。

4）內(nèi)業(yè)編輯與整理

對(duì)外業(yè)調(diào)查與核查成果進(jìn)行整理，根據(jù)外業(yè)調(diào)查成果對(duì)數(shù)據(jù)層進(jìn)行編輯、修改，形成硒砂瓜地和棗樹分布范圍數(shù)據(jù)。

（4）硒砂瓜及棗樹種植區(qū)域數(shù)據(jù)庫(kù)建立。對(duì)2009、2014、2016年三期數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)檢查和預(yù)處理后，建立硒砂瓜及棗樹種植區(qū)域數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)區(qū)的三期種植面積[2]。

4.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

本次監(jiān)測(cè)利用2009、2014、2016年監(jiān)測(cè)區(qū)遙感和GIS數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出沙坡頭區(qū)不同區(qū)域硒砂瓜地的面積，為沙坡頭區(qū)硒砂瓜生產(chǎn)提供指導(dǎo)性數(shù)據(jù)；硒砂瓜和棗樹種植面積、分布范圍與《中衛(wèi)市統(tǒng)計(jì)年鑒》中的有關(guān)耕地種植數(shù)據(jù)結(jié)合，通過對(duì)硒砂瓜地的生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的計(jì)算和分析以及對(duì)硒砂瓜地的生態(tài)供給和需求狀況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，引入耕地生態(tài)承載力供需平衡指數(shù)(EI)對(duì)沙坡頭區(qū)硒砂瓜地的生態(tài)供需平衡關(guān)系進(jìn)行分析，從而評(píng)價(jià)香山地區(qū)硒砂瓜種植區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力。

（1）硒砂瓜地生態(tài)足跡與生態(tài)承載力分析

生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要前提。中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為寧夏硒砂瓜的主要種植區(qū)域，該區(qū)域硒砂瓜種植農(nóng)戶近萬戶，涉及環(huán)香山地區(qū)干旱帶10萬多農(nóng)民，這種壓砂農(nóng)業(yè)工程引發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)變化可能會(huì)引發(fā)潛在的生態(tài)安全、土地退化、大面積病蟲害發(fā)生。因此，通過生態(tài)足跡及生態(tài)承載力等方法和技術(shù)手段評(píng)價(jià)硒砂瓜地生態(tài)足跡及生態(tài)承載力的關(guān)系對(duì)于了解和掌握硒砂瓜地可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

生態(tài)足跡是指能夠持續(xù)地提供人口消費(fèi)的資源和消納其產(chǎn)生的廢物且具有生物生產(chǎn)力的地域空間。

耕地生態(tài)承載力是區(qū)域內(nèi)真正擁有的生物生產(chǎn)性耕地面積，是一種真實(shí)的耕地面積，反映了耕地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類活動(dòng)的供給程度。

通過對(duì)沙坡頭區(qū)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)硒砂瓜地生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的分析表明；整體上硒砂瓜人均生態(tài)足跡呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在2009年-2012年生態(tài)足跡呈上升趨勢(shì)，2012年-2016年生態(tài)足跡呈下降趨勢(shì)。生態(tài)承載力的變化趨勢(shì)完全和生態(tài)足跡的變化趨勢(shì)相一致。整體上硒砂瓜種植地生態(tài)呈現(xiàn)生態(tài)赤子現(xiàn)象。這說明人類對(duì)硒砂瓜地的生態(tài)足跡要整體上高于生態(tài)承載能力。

（2）沙坡頭區(qū)硒砂瓜種植區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力分析評(píng)價(jià)

依據(jù)硒砂瓜地種植區(qū)生態(tài)足跡和生態(tài)承載力的分析結(jié)果，我們對(duì)該區(qū)域2009-2016年6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析評(píng)價(jià)。分析結(jié)果表明：宣和鎮(zhèn)硒砂地可持續(xù)發(fā)展能力呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，硒砂瓜地可持續(xù)發(fā)展能力由稍小狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯源鬆顟B(tài)，最后轉(zhuǎn)變?yōu)樯孕顟B(tài)。永康鎮(zhèn)硒砂瓜地可持續(xù)發(fā)展能力呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。常樂鎮(zhèn)耕地可持續(xù)發(fā)展能力指數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)變化的趨勢(shì)。香山鄉(xiāng)耕地可持續(xù)發(fā)展能力呈現(xiàn)先增大后降低變化趨勢(shì)，但變化不大。興仁鎮(zhèn)耕地可持續(xù)發(fā)展能力呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。

5 硒砂瓜地可持續(xù)發(fā)展建議

5.1 提高耕地生態(tài)承載力

提高耕地生態(tài)承載力，實(shí)質(zhì)是提高耕地總面積，應(yīng)“開源節(jié)流”，齊頭并進(jìn)。加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的引導(dǎo)。以增加耕地為主，合理引導(dǎo)種植業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整，確保不降低耕地保有量。切實(shí)提高耕地質(zhì)量，加大中低產(chǎn)田改造力度，積極開展農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不斷提高耕地綜合生產(chǎn)能力。加大有機(jī)肥、菌肥的投入，減少化肥施用量，減少土壤污染。耕作方式上，在實(shí)行不同農(nóng)作物輪作的同時(shí)，要適當(dāng)增加養(yǎng)地作物，如綠肥和豆科作物的比重，達(dá)到用養(yǎng)結(jié)合。

5.2 對(duì)硒砂瓜地進(jìn)行有計(jì)劃的輪作倒茬

通常來講，在同一塊地里連續(xù)種植同一種作物，就會(huì)產(chǎn)生連作。作物連作以后，即使在正常管理的情況下，也會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)量降低、品質(zhì)變劣、生育狀況變差。壓砂地一旦鋪成，只能連作，幾年后勢(shì)必造成土壤養(yǎng)分的平衡被打破、病蟲危害也日趨嚴(yán)重，直接導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。而解決這一問題往往通過輪作倒茬的方式來解決。通過作物間的相互倒茬，從而提高土壤的抗病害能力，實(shí)現(xiàn)硒砂瓜地持續(xù)利用。

5.3 通過種植棗樹實(shí)現(xiàn)老砂田可持續(xù)利用

硒砂瓜栽培模式是西北地區(qū)農(nóng)民為抵御干旱而獨(dú)創(chuàng)的一種種植模式。但砂地種植25年后風(fēng)化砂化現(xiàn)象嚴(yán)重，抗旱性能逐步減弱，效益較低，直至撂荒。因此，在砂地適時(shí)進(jìn)行造林，既解決了砂地可持續(xù)利用問題，又為本地區(qū)改善生態(tài)環(huán)境，防止水土流失創(chuàng)出了一條途徑。砂地造林應(yīng)選擇大于25年的砂地，造林樹種以群眾易于接受的耐干旱、耐瘠薄的棗樹等樹種為主。造林中如結(jié)合退耕還林工程的實(shí)施，大面積發(fā)展生態(tài)型經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林，經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益將更為顯著。但是基于水分平衡的原理對(duì)于老砂田種植棗樹密度一定要適宜，否則造林密度過大，容易導(dǎo)致砂田深層土壤的旱化，從而降低或失去棗樹的經(jīng)濟(jì)效益。

5.4 探索硒砂瓜地種植結(jié)構(gòu)新的發(fā)展模式

隨著種植年限的增加硒砂瓜產(chǎn)量呈明顯下降趨勢(shì)，這說明硒砂瓜地20年后，壓砂覆蓋的優(yōu)點(diǎn)喪失，若無別的后續(xù)產(chǎn)業(yè)，大規(guī)模的硒砂瓜地總有一天會(huì)因土壤肥力弱化而無法種瓜。因此要想實(shí)現(xiàn)硒砂瓜地的可持續(xù)發(fā)展，要在硒砂瓜種植技術(shù)和種植模式上要進(jìn)行積極地探索。

6 結(jié)束語

通過持續(xù)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，為當(dāng)?shù)卣疁?zhǔn)確掌握硒砂瓜的種植情況，提供最可靠的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是政府搞好宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控、促進(jìn)持續(xù)發(fā)展的重要決策依據(jù)。這正是進(jìn)行地理國(guó)情普查和持續(xù)監(jiān)測(cè)的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]GDPJ01-2013《地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)》（國(guó)家測(cè)繪地理信息局）[S].國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，2013.

[2]GDPJ03-2013《地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》（國(guó)家測(cè)繪地理信息局）[S].國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，2013.