基于ArcGIS的江山市玉米種植適宜性評(píng)價(jià)及建議

仇軼歆

[摘 要] 利用ArcGIS軟件，對(duì)浙江省江山市種植玉米的適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在為耕地的科學(xué)管理及可持續(xù)利用提供參考依據(jù)。通過收集資料，將土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖和行政區(qū)劃圖疊加確定評(píng)價(jià)單元，結(jié)合層次分析法，選取土壤供水、土壤供肥、土壤侵蝕、土壤供氧4項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)江山市種植玉米適宜性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

[關(guān)鍵詞] 玉米種植；ArcGIS；適宜性評(píng)價(jià)；江山市

[中圖分類號(hào)] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2018）14-91-2

玉米屬于禾本科一年生草本植物，是世界上分布最廣泛的糧食作物之一，其種植面積僅次于水稻和小麥，是全世界總產(chǎn)量最高的農(nóng)作物。由于玉米具有生育期短、產(chǎn)量高、抗病能力強(qiáng)、生長發(fā)育快等優(yōu)勢(shì)，深受我國廣大農(nóng)民的青睞，同時(shí)還能為農(nóng)民帶來非?？捎^的收入，因此種植及推廣意義重大。

本文以浙江省江山市為研究區(qū)域，借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)ArcGIS等相關(guān)軟件，采用層次分析等評(píng)價(jià)法對(duì)種植玉米適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在為該地土壤資源的科學(xué)管理和可持續(xù)利用提供保障，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)、種植結(jié)構(gòu)布局、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

江山市地處浙閩贛三省交界處，是浙江省的西南門戶和錢江源頭之一，位于東經(jīng)118°22′37″～118°48′48″、北緯28°15′26″～28°53′27″。東臨遂昌縣，南鄰福建省浦城縣，西接江西省玉山縣和廣豐縣，北連衢州市、衢江、柯城。總面積2 019 km2，地形多樣，以山地丘陵為主，素有“七山一水二分田”之稱，地勢(shì)東南高、西北低，中部為河谷地帶。地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，受地形影響，兼有盆地氣候的某些特點(diǎn)。夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，熱量充足，降雨豐富，雨熱同期。港江是當(dāng)?shù)刂饕恿?，受降水變化影響明顯。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來自2005年以來的浙江省土地利用類型調(diào)查資料（包括基本耕種情況、土壤分析數(shù)據(jù)）、江山市基本情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)資料和文本資料?？臻g數(shù)據(jù)包括浙江省土地利用類型圖、江山市土壤類型、江山市行政邊界圖以及土地利用現(xiàn)狀圖、江山市DEM高程圖。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)單元的確定

評(píng)價(jià)單元是對(duì)土地質(zhì)量具有關(guān)鍵影響的各土地要素組成的空間實(shí)體，是土地評(píng)價(jià)的最基本單位、對(duì)象和基礎(chǔ)圖斑。評(píng)價(jià)單元的確定直接關(guān)系到土地評(píng)價(jià)質(zhì)量和工作量的大小及評(píng)價(jià)結(jié)果的應(yīng)用。為使評(píng)價(jià)單元空間界線與行政隸屬關(guān)系、土地利用類型及土壤類型一致，利用ArcGIS軟件的Intersect工具，將土地利用現(xiàn)狀圖、土壤圖和行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊加分析，并提取出土地利用類型為水田、旱地的部分，將這兩部分土地作為耕地，以此為評(píng)價(jià)單元，共生成446個(gè)評(píng)價(jià)單元[1]。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

由于研究區(qū)域范圍較小，氣候要素相對(duì)一致，因此，耕地適宜性評(píng)價(jià)可以根據(jù)該區(qū)域耕地的自然環(huán)境要素、土壤理化性質(zhì)等要素的綜合特征揭示其潛在生產(chǎn)力。在選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，綜合考慮江山市的地域特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，依據(jù)針對(duì)性、主導(dǎo)型、穩(wěn)定性、可操作性等原則，運(yùn)用專家經(jīng)驗(yàn)法，確定了土壤供水、土壤肥力、土壤侵蝕、土壤供氧4項(xiàng)指標(biāo)，具體包括水源、土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤孔隙度、土壤質(zhì)地及地形坡度等因子。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

由于各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)玉米種植適宜性有著不同的影響，不同因素有不同的權(quán)重分配，不同級(jí)別的因素對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的貢獻(xiàn)函數(shù)也不同。各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重采用層次分析法確定。本文結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，依據(jù)4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)方面要素間的實(shí)際關(guān)系計(jì)算權(quán)重：

Wi=Ui/[i=1mUi]

W4=1/（1+1+2+2×4）=0.083

W3=1/12=0.083

W2=0.083×2=0.170

W1=0.170×4=0.670

貢獻(xiàn)函數(shù)值也就是P值，由不同影響因素的級(jí)別進(jìn)行判定。通常將貢獻(xiàn)函數(shù)值在各個(gè)因子最合適時(shí)定為100，在各因子最不合適時(shí)定為0，并依據(jù)與函數(shù)值按各參與因子與貢獻(xiàn)函數(shù)值的線性關(guān)系計(jì)算和確定相應(yīng)的數(shù)值[2]。

就供水條件對(duì)種植玉米適宜性影響而言，可將供水為一級(jí)時(shí)，認(rèn)為非常適合的指標(biāo)貢獻(xiàn)函數(shù)是P1i=100；將供水為二級(jí)時(shí)，認(rèn)為比較適合的指標(biāo)貢獻(xiàn)函數(shù)為P2i=67；將供水為三級(jí)時(shí)，認(rèn)為不適合的指標(biāo)貢獻(xiàn)函數(shù)為P3i=33；將供水為四級(jí)時(shí)，認(rèn)為非常不適合的指標(biāo)貢獻(xiàn)函數(shù)為P4i=0。

2.4 綜合指數(shù)的計(jì)算與分級(jí)方式

為基于柵格單元計(jì)算出相應(yīng)的評(píng)價(jià)分值R（T），可以將不同土地等級(jí)的質(zhì)量數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為與評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)值，具體計(jì)算表如表1所示。

3 結(jié)果與分析

江山市非常不適宜及不適宜的耕地面積占了大部分，較適宜及適宜的面積較少。通過具體計(jì)算，江山市適宜玉米生長的耕地面積為78.42 hm2，占總面積的2.15%；較適宜的耕地面積為114.90 hm2，占到3.14%；不適宜的耕地面積為349.51 hm2，占到9.56%；非常不適宜的耕地面積為3 111.97 hm2，占到85.14%。可知，江山市絕大部分耕地不適宜種植玉米。

4 對(duì)策及建議

對(duì)于適宜種植的區(qū)域，應(yīng)充分利用該區(qū)域玉米種植生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大玉米種植范圍，選擇穩(wěn)定性好的優(yōu)良品種，采用高產(chǎn)栽培技術(shù)。玉米植株高大，要求精耕細(xì)作，科學(xué)管理。例如，根據(jù)玉米的生長情況，繼續(xù)增施有機(jī)肥料，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)提高化肥利用率，防止土壤酸化。同時(shí)及時(shí)灌溉，進(jìn)行科學(xué)的田間管理，爭(zhēng)取穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)量水平。

對(duì)于較適宜種植的區(qū)域，在高產(chǎn)玉米種植要求土質(zhì)深厚、疏松透氣、結(jié)構(gòu)良好的情況下，由于江山市丘陵較多，因此要平整地塊，選擇土壤質(zhì)地疏松及深厚的土層。施肥時(shí)要注意氮、磷、鉀等微量元素的科學(xué)搭配，深施基肥，增施氮肥，以滿足玉米幼苗的生長需要。總之，遵循因地制宜的原則，通過各種技術(shù)手段促進(jìn)玉米產(chǎn)量的提高，并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大玉米的種植面積。

對(duì)于不適宜種植的區(qū)域，可以在播種前進(jìn)一步考察土壤情況，根據(jù)玉米生長的需要，創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的土地條件，為玉米生長打下基礎(chǔ)。玉米的生長對(duì)水分的需求量較大，除苗期應(yīng)適當(dāng)控水外，其他時(shí)期要及時(shí)滿足玉米生長過程中對(duì)水分的需求，可以采取節(jié)水灌溉等灌溉方式。而在降水偏多的時(shí)候，會(huì)影響光照，引發(fā)病害，導(dǎo)致倒伏和雜草等危害，進(jìn)而影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，要加強(qiáng)建設(shè)水利工程，完善基礎(chǔ)配套設(shè)施。同時(shí)還要協(xié)調(diào)氮磷鉀及微肥比例，實(shí)行有機(jī)無機(jī)結(jié)合，改良土壤理化性狀。

對(duì)于非常不適宜種植的區(qū)域，對(duì)水源、土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤孔隙度、土壤質(zhì)地及地形坡度等進(jìn)行綜合分析，盡量創(chuàng)造條件進(jìn)行耕作，盡可能滿足玉米的生長需求。

總之，通過收集資料，將土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖和行政區(qū)劃圖疊加確定評(píng)價(jià)單元，結(jié)合層次分析法，選取土壤供水、土壤供肥、土壤侵蝕、土壤供氧4項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)江山市種植玉米適宜性進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，可以不斷擴(kuò)大玉米種植面積，推廣玉米種植技術(shù)，可以提高玉米產(chǎn)量，增加玉米種植戶的經(jīng)濟(jì)收入。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘德燕，常慶瑞.基于GIS的黃土丘陵溝壑區(qū)耕地地力評(píng)價(jià)研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2012（6）：13-18.

[2]王路明，常慶瑞，白雪嬌.基于GIS的陜西省定邊縣耕地種植玉米適宜性評(píng)價(jià)[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（3）：105-110.