基于CLRMIS的武威市凉州区甜高粱种植适宜性分区

宁虎学，郭复海

（甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，武威733000）

基于CLRMIS的武威市凉州区甜高粱种植适宜性分区

宁虎学，郭复海*

（甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，武威733000）

利用地理信息系统软件与县域耕地资源管理系统（CLRMIS）相结合，进行甜高粱种植适宜性分区评价。结果表明：武威市凉州区甜高粱种植区被划分为4个区域，高度适宜性种植面积占耕地面积的48.01%，适宜性种植面积占耕地面积20.4%，勉强适宜性种植面积占耕地面积17.67%，不适宜种植区域面积占耕地面积13.92%。

甜高粱；耕地资源管理信息系统；种植适宜性；地理信息系统

县域耕地资源管理信息系统（CLRMIS）是用于管理耕地资源信息的工具软件，以县级区域内的耕地资源为管理对象，以土地利用类型图和土壤图叠加形成管理单元，为农业人员合理安排作物布局提供决策支持。本研究借助武威市凉州区耕地资源管理系统建立过程中积累的大量空间数据和土壤资源属性信息，应用地理信息系统技术和方法，对凉州区甜高粱种植适宜性区域做分区评价。目前在耕层尺度上对甜高粱的种植布局规划研究不多，国内报道有张文龙以山东省非粮土地作为研究对象，以地理信息系统和SPSS为主要数据处理工具，通过综合专家经验和相关研究资料，对山东省非粮土地甜高粱种植潜力进行评估[1]；国内关于甜高粱的研究主要针对以下方面：甜高粱的生长特性，生物能源，不同条件下长势等[2-9]。凉州区甜高粱的种植是利用西北高原夏季日照充足，昼夜温差大等特点，在高海拔地区大面积推广与示范。本研究指出的种植适宜性分区结果，旨在科学地确定种植区域，提高种植水平，促进凉州区高效农业的可持续发展。

1 研究区概况

凉州区地处黄土、青藏高原交汇地带，平均海拔1632m，属典型的大陆性气候，日照充足，地势平坦，长年有祁连山区冰雪融水灌溉，形成了河西走廊东端最大的一块沃野绿洲，自古以来是农业发达的地区，重要的商品粮油基地，物产资源比较丰富。地下水储量近6亿m3。

表2 地貌类型情况

图1 层次结构模型示意图

2 材料与方法

2.1 研究材料

研究材料来源于凉州区耕地资源管理信息系统，数据和文本资料主要有：第二次土壤普查成果资料，区划统计资料，田间记载及化验结果资料，各乡镇、村近3年种植面积、粮食单产、总产统计资料，历年土壤测试资料、测土配方施肥土壤采样点所有化验数据及GPS定位数据、农村及农业生产基本情况资料、土壤类型代码表、行政区划代码表等。图件资料主要有：地形图、土壤图、耕地地力调查点位图、土地利用现状图、行政区划图、地貌类型分区图等。本研究所选评价因子整体情况见表1～2。

2.2 研究指标

综合考虑影响凉州区甜高粱种植生产的实际情况，选取10个评价指标作为甜高粱种植适宜性分区评价因子：海拔、有机质、有效磷、速效钾、耕层厚度、灌溉模数、pH、障碍层厚度、成土母质、地貌类型（图1）。依据10项指标因子间的关系，构造5个层次结构，分别为立地条件、农田管理、理化性状、土壤养分、剖面形状，形成判断矩阵。

2.3 研究方法与软件处理

运用地理信息系统软件叠加研究区的土壤图、土地利用现状图、行政区划图，得到本研究要用到的甜高粱信息资源单元图，在耕地资源管理系统中获取作物信息、数据入库、叠加生成评价单元、统计分析评价因子、划分适宜性等级、评价结果分析、面积量算及成果图的输出。凉州区甜高粱种植分区采用加法模型计算适宜性分级综合指数。该模型将10个参评因素的单因素评价指数相加得到总体适宜性区域综合指数，其函数关系为：IFI=b1X1+b2X2+b3X3…+bnXn

IFI表示本研究区甜高粱种植适宜性的综合指数，Xi为影响因子；bi为该参评因子对适宜性影响的贡献率，可采用层析分析法或专家评估法求得。

表3 层次判断矩阵标度

表4 评价因子权重值

图2 函数隶属度模型建立过程示意图

图3 适宜性等级划分示意图

表5 数值性指数隶属函数模型

3 结果与分析

3.1 目标层判断矩阵及指标权重

由9位研究区域的农艺师通过特尔斐法按照准层次结构的相对性原则，对于各个层次结构给出确定数量化评估，评估方法见表3。

本研究5个判断矩阵在系统计算结果为CI=9.99995000050546E-06；RI=0；CR=CI/RI=0.00000000＜0.01；偏离一致性CI与平均随机一致性指标RI比值小于0.01，说明判断矩阵具有满意的一致性，故而表明一致性检验通过。在县域耕地资源管理系统中，运行层次分析模型编辑菜单，系统根据所构建的判别矩阵，首先获得各判别矩阵的权重值，然后计算同一层次所有因素对于总目标相对排序权值，即进行层次总排序，进行计算最终得到的甜高粱适宜性评价因子的权重值（表4），从大到小，权重份量排序为：有机质、速效钾、灌溉模数、成土母质、地貌类型、海拔、障碍层厚度、耕层厚度、有效磷、pH。

3.2 隶属函数模型的建立及其隶属度的确定

本研究所选因子用到了戒上型、戒下型、正直线型三种函数模型，其中耕层厚度为正直线型函数、海拔和障碍层厚度为戒下型函数、其余因子都是戒上型函数，具体类型和函数关系见图2、表5。县域耕地资源管理信息系统提供了隶属函数拟合模块，隶属函数在系统中的拟合过程见图3。

3.3 适宜性评价计算及其结果

在县域耕地资源管理新系统中，对凉州区区域内所有耕地进行甜高粱种植适宜性评价，采用累积曲线分级法来划分适宜性评价等级。在划分等级过程中，充分考虑农业生产情况，结合高级农艺师建议，确定将凉州区适宜性评价定为4个等级（图3），其高度适宜区的IFI值区间为0.7780以上，适宜区的IFI值区间为0.7780～0.7632，勉强适宜区的IFI值为0.6756～0.7532，不适宜区的IFI值为0.6756以下。4个部分所占的评价单元个数依次为：6022、2559、2216、1746。

凉州区甜高粱高度适宜性种植面积占耕地面积的48.01%，适宜性种植面积占耕地面积20.40%，勉强适宜性种植面积占耕地面积17.67%，不适宜种植区域面积占耕地面积13.92%。采用地理信息系统数字制图技术生成凉州区甜高粱种植适宜性分区图（见图4），评价结果分布图可直观地反映各个适宜性区域的分布和面积，便于指导合理利用耕地及其高效合理地推广甜高粱种植。

图4 武威市凉州区甜高粱种植适宜性分区

4 结论与讨论

利用地理信息系统软件与CLRMIS相结合，获取作物信息、数据入库、叠加生成评价单元、统计分析评价因子、划分适宜性等级、评价结果分析、面积量算及成果图的输出，得出结果为：影响凉州区甜高粱种植生产的因素权重大小顺序是：有机质、速效钾、灌溉模数、成土母质、地貌类型、海拔、障碍层厚度、耕层厚度、有效磷、pH。凉州区甜高粱高度适宜性种植面积占耕地面积的48.01%，适宜性种植面积占耕地面积20.40%，勉强适宜性种植面积占耕地面积17.67%，不适宜种植区域面积占耕地面积13.92%。研究表明运用耕地资源管理信息系统来支持耕地评价工作的全过程已成为当前耕地地力调查和质量评价的重要手段，同时也是评价各种作物适宜性分区的科学方法。与传统的评价方法相比，可以节约时间、较为准确和灵活。

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Suitable Planting Division of Sweet Sorghum by CLRMIS in Wuwei Liangzhou Area

NING Hu-xue,GUO Fu-hai
(Agriculture Technology Extension Center of Wuwe City Liangzhou Area,Wuwei 733000)

The suitable planting division of sweet sorghum was evaluated by software Arc-GIS9.3 and cultivated land resources management information systems(CLRMIS).Results showed that the sweet sorghum planting division in Wuwei Liangzhou area was divided into four areas,i.e.the most suitable planting area, suitable planting area,border planting area and not suitable planting area,each area covers 48.01%,20.40%, 17.67%and 13.92%of the total cultivated land in Liangzhou area.

sweet sorghum;the cultivated land resource management information system(CLRMIS);planting suitability;geographic information system

S566.5

A

1007-2624（2015）02-0053-03

10.13570/j.cnki.scc.2015.02.021

2014-09-30

宁虎学（1963-），男，甘肃省武威市人，高级农艺师，从事农业技术推广工作。E-mail：1054686021@qq.com。

郭复海（1974-），男，甘肃省武威市人，农艺师，从事农业技术推广工作。E-mail：wangyi860518@qq.com。