基于GIS的乡镇尺度上甜菜生产适宜性评价

高岩（甘肃省平凉市泾川县农业技术推广中心，平凉744300）

基于GIS的乡镇尺度上甜菜生产适宜性评价

高岩
（甘肃省平凉市泾川县农业技术推广中心，平凉744300）

运用GIS软件，叠加生成研究区甜菜生产评价单元，挂接研究区甜菜生产信息数据，采用累加法计算研究区甜菜的综合生产能力。结果表明：研究区甜菜生产适宜性的影响程度从大到小依次为≥10℃积温、地貌类型、灌溉保证率、质地构型、剖面构型、田面坡度、年降水量、有机质、有效磷、速效钾、坡向；研究区不适宜生产区域占总面积的11.4%，适宜生产区域占总面积的18.5%，高度适宜生产区域占总面积的70.1%。

甜菜生产；GIS；乡镇尺度；适宜性；评价

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。在县区级别区域范围内，运用GIS技术对于蔬菜适宜性评价研究较多，韩梅等[1]做了凉州区范围内的甜菜适宜性评价，但以乡镇为研究区域的分析甜菜适宜性的论文没有报道，本研究为乡镇级更小范围内甜菜四季均衡生产提供科学依据。

1　研究区概况

研究区下双乡位于凉州区北部，乡域面积23km2，依靠白塔河，东部为腾格里沙漠边缘，北接民勤县，南部为大柳乡。辖7个行政村，分别为蓄水、沙河、涨泗、南水、下双、河水、于家湾村，乡政府驻下双村。属大陆温带干旱半干旱气候区，具有干旱少雨、日照充足、昼夜温差大的特点。年平均气温7.9℃，无霜期158～173d，年平均降水量161mm，蒸发量2020mm，年光热总辐射量582kJ/cm2，年日照时数2968h，主要的灾害性天气有干旱、大风、沙尘暴、干热风、冰雹、暴雨、霜冻等，连阴雨天气主要集中在7、8、9三个月，7—9三个月的年平均降雨量104mm，占全年降雨量的65%。

表1　 空间资料和属性数据情况

图1　 下双乡甜菜生产评价指标体系

2　材料与方法

2.1研究资料

表1图件资料均在凉州区耕地资源管理信息系统中获取，采用地理信息系统软件ArcGIS和ArcView进行图形编辑、数字化、拓扑查错、图幅误差校正等步骤处理。研究所用软件为FoxPro数据库管理、ACCESS数据管理系统、SPSS数据统计分析等应用软件；ArcGIS、MapGIS等专业GIS分析软件。在凉州区耕地资源管理信息系统中获取下双乡甜菜生产信息、建立数据库，用乡镇级代码提取下双乡行政区划图、下双乡土地利用现状图、下双乡土壤图，运用GIS软件，叠加生成甜菜生产评价单元。

2.2层次模型建立

选定≥10℃积温、年降水量、坡向、田面坡度、地貌类型、灌溉保证率、质地构型、剖面构型、有机质、速效钾、有效磷11个因子做为甜菜生产适宜性评价的指标，然后根据各自的属性和特点，将它们分别归入到气候、立地条件、剖面性状、耕层养分状况4个准则层中。由于灌溉保证率属于耕地管理准则层，但是根据耕地资源管理信息系统设置，每个准则层至少包含两个指标，因此由专家探讨和商议后，将灌溉保证率列入立地条件准则层。构造的层次结构如图1和表2所示。

2.3基于地理信息系统适宜性计算

在县域耕地资源管理信息系统4.0中，在“评价”菜单下的“层次分析模型编辑模块”中编辑立地条件、养分状况和剖面性状的层次分析模型以及在“隶属函数模型编辑模块”中构建各评价因子的隶属函数，然后选择“耕地生产潜力评价模块”进行耕地地力综合指数的计算。利用累加模型计算耕地综合地力指数（Integrated Fertility Index，IFI），即对应于每个图斑的综合评价评语。

IFI=∑Fi×CiBi（i=1，2，3……n），式中：Fi表示第i个因子隶属度；CiBi表示第i个因素的组合权重。

表2　 巨标层判断矩阵及指标权重

表3　 下双乡甜菜生产适宜性评价各因素的组合权重

表4　 下双乡甜菜适宜性面积分布(hm)

3　结果与分析

3.1因子权重计算

在GIS软件中，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，最终所得到的组合权重即为各甜菜生产适宜性评价因子的权重值（表3）。

由层次分析结果可以看出，各评价因子对研究区甜菜生产适宜性的影响程度从大到小依次为：≥10℃积温、地貌类型、灌溉保证率、质地构型、剖面构型、田面坡度、年降水量、有机质、有效磷、速效钾、坡向。

3.2甜菜生产适宜性分区

由表4和图2可知，研究区不适宜甜菜种植生产的面积仅有73.04 hm2，占11.4%，分别是沙河村4.93 hm2，蓄水村60.17 hm2，涨泗村7.94 hm2；适宜甜菜种植生产的面积为635.20 hm2，占总面积的18.5%，仅仅分布在两个行政村，其中下双村233.61 hm2，涨泗村401.59 hm2；研究区绝大部分比例耕地（2403.62hm2）是高度适宜甜菜生产的，占70.1%，河水村478.43 hm2，南水村391.24 hm2，沙河村609.14 hm2，蓄水村588.70 hm2，于家湾村336.11 hm2。

图2　研究区甜菜生产适宜性分布

4　结论与讨论

甜菜生产适宜性的影响程度从大到小依次为≥10℃积温、地貌类型、灌溉保证率、质地构型、剖面构型、田面坡度、年降水量、有机质、有效磷、速效钾、坡向；研究区不适宜生产区域占总面积的11.4%，适宜生产区域占总面积的18.5%，高度适宜生产区域占总面积的70.1%。由于赋值权重的专家认识上的分歧和数学方法的局限，评价结果与耕地的实际生产能力难免会存在一定的偏差。在下双乡不同村组抽样调查100块地块，根据当地施肥情况和地块产量对评价结果进行调查检验，结果表明符合或者基本符合实际情况[1-4]。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。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]邢基胜，赵河文，常熙琳，等.黄羊糖厂万亩丰产高糖甜菜栽培技术[J].中国糖料，1997（3）：52-54.

[3]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.

[4]王祎，蔡立群，张兴嘉，等.清水县耕层土壤主要养分空间分布与变异研究[J].甘肃农业大学学报，2012，47（5）：121-128.

Evaluation of Suitable Planting Sugarbeet by GIS of Villages and Towns Scale

GAO Yan
(Service Center of Agricultural Techniques,Jingchuan County,Pingliang City,Gansu Province,Pingling 744300)

The statistic analysis of information and data from sugarbeet production by geographic information system(GIS)software was done to explore integrated production capacity of sugarbeet.Results showed that the impact factor of sugarbeet production suitability from large to small in turn was≥10℃accumulated temperature, geomorphic type,probability of irrigation,texture configuration,profile construct,field of slope,annual precipitation,organic matter,available phosphorus,rapidly available potassium and slope direction.The percent of not suitable,suitable and more suitable planting area accounted for 11.4%,18.5%and 70.1%of total area, respectively.

sugarbeet production;geographic information system(GIS);villages and towns scale;suitability; evaluation

S566.3

A

1007－2624（2016）02－0029－02

10.13570/j.cnki.scc.2016.02.010

2015-10-29

高岩（1970-），男，甘肃泾川人，植保专业，农艺师，从事农业技术推广工作。

#执笔人：王祎（1986-），男，甘肃会宁人，土壤学硕士，从事土肥与节水工作。E-mail：wangyi860518@qq.com。