基于GIS的武威凉州区黄羊镇甜菜种植适宜性评价

王晓英，张柏，韩梅,王祎*

（1.甘肃省武威市凉州区农业广播电视学校，武威733000；2.甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，武威733000）

基于GIS的武威凉州区黄羊镇甜菜种植适宜性评价

王晓英1，张柏2#，韩梅2,王祎2*

（1.甘肃省武威市凉州区农业广播电视学校，武威733000；2.甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，武威733000）

以黄羊镇土壤图、黄羊镇土地利用现状图、黄羊镇行政区划图和黄羊镇地貌类型分区图叠加形成适宜性评价的甜菜适宜性管理单元总图，选取研究区内对甜菜生长影响较大，并且具有区域空间变异明显、时间序列上相对稳定特征的8个因子，建立评价指标体系，拟合各个因子隶属函数，应用层次分析法，在GIS软件中，通过累计分析计算，将研究区内耕地适宜性划分为3个等级。结果表明：黄羊镇甜菜生产适宜性的影响程度从大到小依次为：海拔、有效土层厚度、坡向、年降水量、有机质、质地、≥10℃积温和有效磷。其适宜性等级分别为：高度适宜区面积为12955.5 hm2，占研究区总面积的63%，适宜区面积为6779.8 hm2，占研究区总面积的33%，不适宜区面积为814.5 hm2，占总面积的4%。

甜菜；种植适宜性；乡镇区域；GIS；黄羊镇

甜菜作为糖料作物栽培始于18世纪后半叶，至今仅200年左右历史。中国大面积引种糖用甜菜始于1906年，先在东北试种，1908年建立第一座机制甜菜糖厂后渐向其他地区推广。甜菜广泛种植于温带和寒温带地区，温热地区则在凉爽季节种植。在适宜的气候下，菜用甜菜生长期为8～10周，某些饲料甜菜则长达30周。目前，运用GIS评价蔬菜生产适宜性的研究报道较多，比如：利用主成分和相关分析模型筛选建立区域绿色蔬菜地适宜性评价主导因子体系，借助GIS和动态聚类分析模型评价区域耕地对绿色蔬菜生产的适宜数量、质量及其分布；结合蔬菜的生物学特性，根据农业生态气候适宜度理论，用模糊数学的方法，隶属函数及综合评价模型逐月对蔬菜生长的气候适宜度进行评价。在进行了凉州区范围内的甜菜种植适宜性评价，又开展了以乡镇为区域的甜菜适宜性评价研究[1-4]。本研究为武威市凉州区黄羊镇为例继续进行乡镇区域甜菜种植适宜性评价，以期为农业政策决策者、基层农业技术推广人员、农民科技员、种植大户、广大农民提供宏观决策参考，保障研究区域内的农业持续发展[4-7]。

1 研究区概况

黄羊镇隶属于甘肃省武威市凉州区，位于区域东端，与武南镇毗邻，距武威市城区东南35km，是甘肃省十大集镇之一。镇域面积158km2，南北长30km，东西宽17km，其中城镇面积4.5km2；总人口6.8万人，其中城镇人口2.5万人，城镇化率达36.7%。全镇辖1个街道办事处、3个社区居民委员会，23个村民委员会，218个村民小组，现有耕地10.3万亩（0.687万hm2），人均耕地2.4亩（0.16hm2）。

2 材料与方法

2.1 研究数据与材料

运用GIS软件，叠加相交黄羊镇土壤图、黄羊镇行政区划图、黄羊镇农用地地块图和地貌类型分区图，生成耕地生产力级别评价的对象单元。在ArcGIS环境下生成评价信息，按唯一标识原则为评价单元编号；对点样进行空间插值，按栅格单元大小30×30将其转换为栅格图，再与评价单元图叠加，通过加权统计以内部标识码为字段给评价单元赋值；矢量分布图（如地貌类型图）在GIS软件中将其直接与评价单元图叠加，通过加权统计、属性提取的方法给评价单元赋值；对等高线图进行DEM分析，使用生成的DEM图形，形成栅格单元大小30×30的坡度图、坡向图，再与评价单元图叠加，通过加权统计以内部标识码为字段给评价单元赋值。由此，得到图形与属性相连的、以评价单元为基本单位的评价信息。

2.2 层次模型建立

考虑研究区实际农业生产，地貌类型、质地、质地构型、剖面构型与土壤类型关系密切，区内差异很大；研究区内属于干旱区域，没有灌溉就没有农业，抗旱能力是影响耕地生产力的重要因素；结合采用特尔斐法，遵循重要性、差异性区域性等原则，经各位地方专家的商榷，从现有20个指标中，选定有机质、有效磷、坡向、海拔、≥10℃积温、年降水量、质地和有效土层厚度8个因子。根据8个指标各自的属性特点和代表性，将它们分别归入到养分状况、气候条件、剖面性状和立地条件4个准则层中，构成凉州区黄羊镇甜菜生产适宜性层次分析模型结构（如表1所示）。

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重值，即进行层次总排序，最终所得到的组合权重即为甜菜适宜性评价各因子的权重值（表2）。由层次分析结果可以看出，各评价因子对黄羊镇甜菜生产适宜性的影响程度从大到小依次为：海拔、有效土层厚度、坡向、年降水量、有机质、质地、≥10℃积温和有效磷。

2.3 耕地生产力综合指数计算

在县域耕地资源管理信息系统中，按照累计曲线分级法，调节比例划分等级，其中计算生产力等级的公式为：IFI=∑Fi×Ci，式中：IFI（Integrated Fertility Index）代表耕地生产力综合指数；Fi为第i个因素评语；Ci为第i个因素的组合权重。

表1 目标层权重

表2 各个因素的组合权重计算结果

3 结果与分析

计算采用累积曲线分级法对黄羊镇区域内所有耕地进行甜菜种植适宜性评价，充分考虑农业生产情况，确定将黄羊镇甜菜适宜性评价定为3个等级，其高度适宜区的IFI值区间为＞0．7615，适宜区的IFI值区间为0．7615～0．5119，不适宜区的IFI值为＜0．5119。

在ArcGIS软件制图模块中，以适宜性结果SHP格式图为对象，在GIS软件中统一坐标系，编辑并对其赋属性、根据属性添加注记、定义颜色，最后数字制图整幅编辑得出黄羊镇甜菜种植适宜区划图（图1）。

由表3和图1可知，高度适宜总面积为12955．5 hm2，最大的是黄羊河农场和农大农场，面积都在1000 hm2以上，分别为3766．9 hm2和1296．9 hm2，有20个村的高度适宜面积介于100 hm2和1000 hm2，此等级面积较小的都在100 hm2以下，为黄羊村、杨房村、大墩村、新中村、荣昌村，其面积分别为98．4 hm2、92．6 hm2、31．3hm2、21．1 hm2、14．9 hm2。适宜区总面积为6779．8 hm2，最大的村区域是黄羊河农场，其面积为4504．3 hm2，较小的7个行政村适宜面积均在100 hm2以下，分别为李宽寨、杨家洼村、天桥村、严庄村、西河村、峡沟村、黄羊镇区，此适宜等级在11个行政村没有面积。不适宜区总面积为814.5 hm，只在9个村占有面积，最大的是黄羊河农场，其面积为324.5 hm2，其次为广场村和荣昌村，面积分别为273.1 hm2和104 hm2，较小的6个村面积占比较小，均在100 hm2以下，分别为李宽寨村、杨家洼村、杨房村、严庄村、新中村、唐沟村，其余村不占面积。

图1 黄羊镇甜菜适宜性分区图

表3 黄羊镇甜菜适宜性面积(hm)统计

4 结论与讨论

黄羊镇甜菜生产适宜性的影响程度从大到小依次为：海拔、有效土层厚度、坡向、年降水量、有机质、质地、≥10℃积温和有效磷。其适宜性等级分别为：高度适宜区面积为12955.5 hm2，占研究区总面积的63%，适宜区面积为6779.8 hm2，占研究区总面积的33%，不适宜区面积为814.5 hm2，占总面积的4%。黄羊镇甜菜适宜性评价工作完成后在不同村组抽样调查500户农户地块，根据农户反映，基本符合当地实际情况。高度符合地块289，基本符合地块206，不符合地块5个。本研究在GIS技术支持上，结合县域耕地资源管理信息系统，建立空间图件数据库和农业生产属性数据库，选取评价因子，综合采用层次分析法、模糊数学法、综合指数法等方法对黄羊镇耕地甜菜进行评价，为黄羊镇甜菜科学施肥、新型经营主体提供参考依据。基于乡镇级尺度的区域评价使得管理单元范围变小，更能切合实际到行政村范围评价适宜性，此方法更注重属性数据的精确化，有利于当前精准农业的管理与应用。评价结果在量化上更为准确，且专题图形象直观，易于理解，可直接作为研究区甜菜种植结构布局调整的依据。

[1]韩梅，王祎.基于GIS的武威市凉州区甜菜种植适宜性分区[J].中国糖料，2015，37（5）：36-37.

[2]关淑琳，张正鹏，王祎.基于GIS的武威市凉州区经济林间作甜菜适宜性分区[J].中国糖料，2016，38（2）：26-28

[3]高岩.基于GIS的乡镇尺度上甜菜生产适宜性评价[J].中国糖料，2016，38（2）：29-30

[4]张俊，韩梅，郭复海，等.基于GIS的武威市武南镇甜菜种植适宜性评价[J].中国糖料，2016，38（5）：41-43

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[7]郭兰英，张新萍.垄作甜菜高产高糖栽培技术[J].农村科技，2006（8）：7-8.

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Evaluation on Sugarbeet Planting Suitability of Wuwei District Huangyang Town by GIS

WANG Xiao-ying1,ZHANG Bai2,HAN Mei2,WANG Yi2*
(1.Agricultural Broadcasting and Television School of Gansu Wuwei Liangzhou District,Wuwei 733000; 2.Agricultural Technology Service Center of Gansu Wuwei Liangzhou District,Wuwei 733000)

Suitable evaluation on planting sugarbeet was illustrated in Huangyang town.The area soil map, present situation of land use map,administrative division map and geomorphic type partition map of Huangyang town were into superposition to form management unit chard which were suitable for evaluation,and selection of six main factors influence on sugarbeet set up evaluation index system by GIS software.The Results revealed that eight main factors,according to influence on sugarbeet production suitability,were arranged in a order from big to small as follows:the influence of altitude,effective soil layer thickness,slope direction,annual rainfall,organic matter,texture,10℃or higher accumulated temperature and effective phosphorus.The sugarbeet production suitability degree of Huangyang cultivated land was classified as three levels,high suitable area(12955.5 ha),the suitable area(6779.8 ha)and unsuitable area(814.5 ha),accounting for 63%,33%and 4%of the total area of the studied area,respectively.

sugarbeet;planting suitability;villages and towns scale;GIS;Huangyang town

S566.3

A

1007－2624（2016）06－0040－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.015

2016-05-05

王晓英（1964-），女，甘肃凉州人，农艺师，主要从事农业科技培训及农业技术推广工作，E-mail：1721285999@qq.com

执笔人：张柏（1963-），男，甘肃凉州人，高级农艺师，从事农技推广、作物栽培、植物保护、土壤肥料、耕地资源等研究和工作。

王祎（1986-），男，甘肃会宁人，土壤学硕士，从事土壤肥力、节水、耕地质量建设研究。Tel：17793550255，

Emal：wangyi860518@qq.com