基于DEM的四平市農(nóng)用土地適宜性評價

陳泓旭

【摘? ?要】 將四平市選為研究區(qū)域，根據(jù)有關文獻，對適宜性評價因子進行選取以及確定其權(quán)重，再將其分為四個等級?；贏rcGis的分析識別模版，按照權(quán)重值大小對各評價因子進行疊加分析處理。研究結(jié)果顯示，Ⅰ級適宜性所占比例最大，近乎研究區(qū)面積的半數(shù)，為41.13%;Ⅱ級適宜性位居次席，占總面積的29.89%;這表明四平市內(nèi)大部分區(qū)域是適合進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的。Ⅲ級的面積為2927km2，Ⅳ級面積為1223km2。Ⅳ級，也就是不適宜進行農(nóng)牧生產(chǎn)的區(qū)域大多分布在四平市的東部及南部，要盡量避免在此耕作。又從自然和人文兩個方面對四平市適宜性分布現(xiàn)狀進行了分析，結(jié)果可為接下來農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃提供一些參考。

【關鍵詞】 四平市;適宜性評價;地理信息系統(tǒng)

中圖分類號：S159? ? ? ? ? ? ? ?文獻識別碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-1073（2020）07-0050-52

Suitability evaluation of agricultural land in Siping City based on DEM

CHEN Hongxu

（College of Tourism and Geographic Science， Jilin Normal University? ?Siping， Jilin? ?136000）

[Abstract] Siping city was selected as the research area. According to the relevant literature， the suitability evaluation factors were selected and their weights were determined， and then they were divided into four grades. Based on the analysis and identification template of ArcGis， the evaluation factors were analyzed and processed superposition according to the weight value. The results showed that grade Ⅰ suitability， the largest proportion of almost half of the area in the study area， 41.13%; Ⅱ suitability ranked second， accounting for 29.89% of the total; This shows that most areas in Siping city are suitable for agricultural production. Ⅲ level covers an area of 2927 km2， Ⅳ level covers an area of 1223 km2. Ⅳ level， which is not suitable for agriculture and animal husbandry production area is mostly distributed in siping in southern and eastern， try to avoid in the farming. The suitability distribution in Siping city is analyzed from two aspects of nature and humanity. The results can provide some references for the following agricultural and animal husbandry production planning.

[Key words] Siping city; suitability evaluation; geographic information system

為了對研究區(qū)域土地的應用途徑和開發(fā)程度進行判別，需要對土地進行土地適宜性的分析[1]。隨著計算機技術的發(fā)展以及GIS的應用，計算機輔助疊加制圖方法更加受到歡迎。在當下，土地適宜性評價的方法不僅能夠用來對評價模型進行建造和完善，還可以用來對研究評價的指標進行判別。而網(wǎng)絡多媒體技術與適宜性評價相結(jié)合，更是未來的發(fā)展前景[2]。數(shù)字高程模型能通過一組有次序的數(shù)列來表示地面地形形態(tài)，是一種實體的地面模型，包含了大量的地表形態(tài)數(shù)據(jù)，DEM數(shù)據(jù)維土地適應性的研究提供了堅實的數(shù)據(jù)保障[3]。

本文以四平市為著手點，通過選取絕對高度、坡度、坡向、地勢起伏度4個評價因子，通過應用GIS，從多個方面對四平市農(nóng)用土地適宜性的定量評價進行疊置分析。通過本文的研究，分析出四平市農(nóng)用地適應性現(xiàn)狀，可使該市農(nóng)用地使用更為合理，對于優(yōu)化土地使用方式，促進可持續(xù)發(fā)展有顯著作用。

1? 數(shù)據(jù)和分析方法

1.1? 研究區(qū)概況

四平市地處吉林省西南部，是松遼平原的核心地帶，東遼河下游[4]。介于：123°17′-125°49′E，42°31′-44°09′N。四平市地區(qū)總面積為4.08萬平方公里，總?cè)丝跀?shù)為340萬人。包括鐵東，鐵西兩個地域，雙遼，梨樹以及伊通縣等。四平是中溫帶濕潤季風氣候區(qū)，≥10℃積溫平均為：3078.5℃，年平均降水量為：572.8mm，年平均氣溫為：5.9℃，全年盛行西南風[5]。是國家重點的商品糧基地，土地資源豐富。東部地區(qū)有著大面積的林地，地勢較高，礦產(chǎn)豐富，動植物資源多。西接松遼平原地區(qū)，地勢較低。中部土地肥沃，地勢平坦，河流眾多，適用于農(nóng)民耕;農(nóng)耕，住宅多聚于此。

1.2? 數(shù)據(jù)源與預處理

研究采用的DEM數(shù)據(jù)分辨率為90m，于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站進行下載。數(shù)據(jù)下載完成后需要進行預處理操作，對DEM數(shù)據(jù)分別進行去空值、坐標轉(zhuǎn)換、拼接、鑲嵌及剪裁等;最終得到四平市的DEM數(shù)據(jù)。

1.3? 農(nóng)用地適宜性評價

農(nóng)用土地的適宜性評價是對于研究區(qū)內(nèi)土地的自然及人文兩方面的屬性進行分析，通過農(nóng)用土地的適宜性評價成果，來確定該區(qū)域土地是否適宜某種農(nóng)作物的生產(chǎn)以及適宜的程度[6]。進行農(nóng)用地適宜性評價，要以此進行如下步驟：確定其評價的對象、選定評價因子、劃分評價等級、對于評價因子賦予不同權(quán)重值、得出評價結(jié)果。

1.3.1? 確定評價對象? ? 根據(jù)《中華人民共和國土地管理法》規(guī)定，農(nóng)用地具體包括：耕地、草地、林地等。根據(jù)四平市土地的利用狀況進行分析，發(fā)現(xiàn)耕地在占比重較大且對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來講最為重要，故將評價對象確定為耕地。

1.3.2? 確定評價因子? ? 能夠影響評價的因子非常多，自然因素影響和社會經(jīng)濟因素占有一定比重。評價因子的數(shù)量會影響結(jié)果。因子過多，評價結(jié)果會出現(xiàn)誤差;因子過少，評價結(jié)果不具有說服力，因此在研究中需要挑選恰當?shù)囊蜃印Ｗ罱K確定評價因子為：絕對高度、坡度、坡向、地勢起伏度4個評價因子，它們的等級要按照實際情況劃分，數(shù)量可以不相同。

1.3.3? 設置等級評價? ? 結(jié)合四平市實際耕地現(xiàn)狀，通過經(jīng)驗總結(jié)法，對絕對高度、坡度、坡向、地勢起伏度4個評價因子進行分級。（1）絕對高度。農(nóng)作物對于水分和熱量的吸收在不同的高度會產(chǎn)生分布的差異，在不同的絕對高度下土地適宜性有會產(chǎn)生很大的差異。按照四平市DEM顯示，將絕對高度劃分為：≤100m，100～200m，200～300m，300～400m以及>400m。（2）坡度。坡度和地表侵蝕程度聯(lián)系緊密，坡度越平緩，土地侵蝕度越低。如果土地侵蝕度上升，水土流失現(xiàn)象會增加，耕地面積會越來越少，會嚴重影響農(nóng)民勞動。根據(jù)四平市土地現(xiàn)狀，將坡度分為：≤10°，10°～20°，20°～30°，30°～40°以及>40°。（3）坡向。植物吸收的日照程度和太陽光輻射強弱會影響到坡向程度。此外，降水、風速對坡向的影響同樣重要，會影響到農(nóng)作物的生長。按照方向分布的態(tài)勢將坡向東、南、西、北：東面為67.5°～112.5°、南面為157.5°～202.5°、西面為247.5°～292.5°、北面為0°～22.5°以及337.5°～360°。（4）地勢起伏度。海拔最高點與最低點做差產(chǎn)生的數(shù)值就是地勢起伏度，它展示出研究區(qū)域內(nèi)的地形地勢的現(xiàn)狀。地勢起伏度決定了土地平緩程度的高低，從而能夠影響土地的應用類型。土地應用類型如果不一樣，地勢起伏度就會不一樣。而針對四平市的實際情況，地勢起伏度被分成五種類型：≤20m，20～70m，70～120m，120～170m以及>170m。

1.3.4? 確定各因子權(quán)重? ? 土地適宜性在各因子的影響下，會產(chǎn)生不一樣的結(jié)果，所以通過計算，得出各因子的數(shù)據(jù)之后，還需要賦予它們不同的權(quán)重值。應用專家打分法可以分出不同層次，再對評價因子進行比較與分析。根據(jù)它們的重要程度來創(chuàng)建判別矩陣。通過數(shù)次的比對分析，將通過一致性檢驗的數(shù)據(jù)進行加和操作，得出絕對高度、坡度、坡向、地勢起伏高度的權(quán)重值為0.27、0.3、0.27、0.16。

1.3.5? 評價結(jié)果? ? 依照四平市實際情況，將四平市土地的適宜性分為四種：高度、中度、基本和不適宜。高度適宜的意思是這個區(qū)域土地適宜性好，極度適合農(nóng)民耕種，不會產(chǎn)生限制因素;中度適宜的意思是這個區(qū)域土地適宜性中等，農(nóng)作物生長狀況正常，會產(chǎn)生限制情況;基本適宜的意思是這個地區(qū)土地適宜性合格，農(nóng)作物能夠生長，不過產(chǎn)生限制因素非常多;不適宜的意思是這個區(qū)域土地適宜性不好，不適合農(nóng)民耕種。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 綜合適應性評價

四平市適宜性等級為Ⅰ級的區(qū)域面積最大，為5892km2，約占總面積的41.13%。多分布在與四平市中部及西部區(qū)域?？梢钥闯鏊钠绞形鞑繀^(qū)域是最適合農(nóng)民耕種，坡度基本上小于10°，地勢起伏度基本上小于20m，坡向基本上為南坡，絕對高度基本上小于100m。Ⅱ級區(qū)域面積則是小于Ⅰ級區(qū)域面積，面積為4281km2，約占總面積的29.89%。Ⅱ級區(qū)域分散在整個研究區(qū)內(nèi)，而其中分布在四平市的中部及西部的面積大于其他地區(qū)。同Ⅰ級區(qū)域相比，Ⅱ級區(qū)域?qū)Φ慕^對高度比Ⅰ級區(qū)域高，坡向基本上為東坡，坡度大10°左右，地勢起伏度基本上大于50°左右。適宜性等級為Ⅲ級的區(qū)域大概在研究區(qū)中部偏東位置，自北至南分散分布，東部也有部分存在。面積占總面積的20.44%，約為2927km2。Ⅲ級區(qū)域種植農(nóng)作物的條件較差，限制農(nóng)作物的成長，如果強制進行種植，會造成經(jīng)濟的損失。Ⅳ級區(qū)域所占面積最小，為1223km2，占總面積的8.54%，大多分布在四平市的東部、南部以及東北部。綜合來看，四平市西部地區(qū)大部分適宜耕作，在此處耕作，收益較高，遠勝于其他區(qū)域;而位于四平市東部及南部地區(qū)，不適合農(nóng)民的耕種，由于Ⅳ級區(qū)域基本上為坡度或地表起伏度過高的區(qū)域，存在坡向或絕對高度等問題，農(nóng)作物很難生長。

2.2? 適宜性因素分析

自然因素和人文因素是影響四平市土地適宜性分布差異的重要因素。自然因素有氣候、水、土壤、植被、地貌地形等;人文因素包含交通、政策、科技、宗教等。之前，自然因素在土地使用變化的過程中占據(jù)主導地位，但后來因為人類生產(chǎn)能力的不斷攀升和人類對自然環(huán)境的改造，人文因素對土地應用起到的影響也逐漸變大。

2.2.1? 自然因素? ? （1）氣候因素。四平市屬于中溫帶濕潤季風氣候，四季特征明顯，雨季且伴隨高溫，風較大。大體上可以滿足農(nóng)作物的生長，在這些基礎氣候因素干擾下，四平市的農(nóng)牧業(yè)發(fā)展明顯，尤其是水田面積增加較多，但是需要警惕的是，受氣候變暖影響，降雨量逐年減少，總體變化趨向干旱。此外，該地區(qū)風沙等災害明顯，呈現(xiàn)出次數(shù)多，持續(xù)時間長，大風會加快土壤水分的蒸發(fā)，加重土壤干旱的程度。 （2）土壤。四平地區(qū)土壤類型多種多樣，草場區(qū)多為風沙或河流沉積物，多為土壤土質(zhì)松散的砂土和粘土;由于四平地區(qū)特色的地質(zhì)條件、氣候條件形成大面積的鈣層圖，主要由黑土、黑鈣土、淡黑鈣土、草甸土構(gòu)成，在這之中，黑土和黑鈣土有機含量最高，土壤土質(zhì)肥沃，有利于農(nóng)作物的生長。同時，黑土和黑鈣土分布的地區(qū)也多為水田大幅度面積分布和增長的地區(qū)，黑土和黑鈣土的分布地區(qū)會更加促使水田面積的增加。

2.2.2? 人為因素? ? （1）人口與社會經(jīng)濟的發(fā)展。人類的生產(chǎn)生活活動對于土地使用種類的干擾影響主要有：經(jīng)濟的發(fā)展對自然資源需求的總量將會持續(xù)增加、生產(chǎn)力的發(fā)揮作用在土地資源使用和可持續(xù)增長的過程中的作用。由于工業(yè)化水平的不斷提高，人類對土地應用的需求量也不斷攀升，對土地應用類型的要求也越來越嚴格。城市的擴張帶來了建筑用地和公共用地面積不斷提高，而經(jīng)濟的快速發(fā)展成為影響土地應用種類的形成和變化的重要因素。（2）技術因素社會技術作為社會生產(chǎn)力的重要表現(xiàn)將決定著土地能源使用的深度和廣度，在滿足人類更大的物質(zhì)需求的同時，也造成了更大的能源浪費和環(huán)境的污染。近年來，四平地區(qū)不斷深化改革，產(chǎn)業(yè)進行轉(zhuǎn)型升級，形成了完備的產(chǎn)業(yè)鏈，創(chuàng)造非常大的經(jīng)濟利潤。、紅嘴開發(fā)區(qū)作為四平市重點發(fā)展的新區(qū)，致力于拉動地區(qū)發(fā)展，成為經(jīng)濟繁榮的火車頭。不過與之產(chǎn)生了新的問題，經(jīng)濟生產(chǎn)需要更多的土地資源與水資源使用，如果在經(jīng)濟發(fā)展的同時不能很好的把握土地資源的管控，那么對于整個四平地區(qū)的發(fā)展會產(chǎn)生十分消極的影響。（3）制度和政策因素。政策和制度對土地資源的應用途徑和土地開發(fā)程起指導作用。合適的制度和政策能夠使人們對土地資源產(chǎn)生深刻認識，同時對保護土地資源盡自己的責任，這樣可以對土地應用與四平地區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展都會產(chǎn)生積極的影響。因此，規(guī)劃人員需要制訂相應的完善土地應用的制度與政策，創(chuàng)造開放合理的土地應用環(huán)境，合理開發(fā)，保護土地資源。

3? 小結(jié)

通過對四平市農(nóng)用土地適應性結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)適宜種植農(nóng)作物的區(qū)域分布，這可以為接下來四平市進行農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃提供一定的。從大體上來講，中部及西部地區(qū)適宜農(nóng)民進行耕種作業(yè)，由于條件適宜，在此處進行耕種作業(yè)會有比較不錯的經(jīng)濟收益，而東部及南部的部分區(qū)域不適宜耕種，如果在這些區(qū)域中進行耕作，收益會大幅度降低，應當注意。并且就四平地區(qū)的適宜性分布現(xiàn)狀的成因進行總結(jié)，就自然因素和人為因素兩個方面進行了分析，概括了四平地農(nóng)用土地適宜性分布格局的導致因素。

參考文獻：

[1] 史同廣， 鄭國強， 王智勇，等. 中國土地適宜性評價研究進展?[J]. 地理科學進展，2007，26（2）：106-115.

[2] 何英彬， 陳佑啟， 楊鵬，等. 國外基于GIS土地適宜性評價研究進展及展望[J]. 地理科學進展，2009，28（6）：898-904.

[3] 王崢，Nguyen Thi Tinh，馬孝義，等. 基于SRTM_DEM的涇河流域特征信息提取研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2011（11）：32-36.

[4] 李秀霞，劉金國. 農(nóng)用地轉(zhuǎn)用生態(tài)補償價格評估實證研究[J].?吉林大學學報（地球科學版），2007，37（5）：998-1001.

[5] 李艾玉，劉吉平，于佳，等. 近30年四平市土地利用時空變化及生態(tài)環(huán)境效應[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學，2014（7）：1082-1087.

[6] 閆濰虹，衣華鵬，程振龍，等. 基于DEM的煙臺市農(nóng)用土地適宜性評價[J]. 水土保持通報，2016，36（6）：210-215.

（編輯：赫亮）