基于GIS的鲁东南山区小麦精细化综合农业区划分析与编制

2019-09-10朱秀红

农学学报 2019年4期

摘要：为了编制鲁东南山区小麦种植区划图，科学安排农业生产，提高小麦产量，增加农民收入。笔者对影响鲁东南山区小麦种植的气候因子、地形因子、土壤因子等分别进行分析，利用层次分析法给各影响小麦种植的因子赋予不同权重，同时考虑河流、土地利用类型等因素，利用GIS技术详细编制了五莲县小麦种植的精细化综合区划图。区划图表明：五莲县冬小麦种植适宜性分布表现出明显的空间差异性，总体上适宜性由东南向西北逐渐递减，最适宜区主要分布在中部、东南部及南部乡镇，西北部适宜性稍差。鲁东南山区小麦精细化综合农业区划可作为指导鲁东南山区小麦种植的科学依据。

关键词：小麦;层次分析法;因子;区划

中图分类号：S565.2 文献标志码：A 论文编号：cjas18050013

0引言

山东省五莲县地处鲁东南低山丘陵区，气候温和，雨量集中，年平均气温13.2℃。冬小麦是五莲县是主要粮食作物之一，2017年种植面积为2.67万hm，占全县耕地面积的2/3以上，产量占粮食总产量的1/2以上。同时冬小麦也是五莲县的重要农作物之一，冬小麦收成好坏，在粮食生产中具有举足轻重的地位。

1资料和方法

气象资料来源于五莲县气象局大监站及各乡镇区域自动气象站资料，其他资料来源于五莲县农业局、统计局等。根据五莲县小麦生育期各阶段所需的适宜气象条件，选择出最有可能影响小麦生长气候因子，并结合五莲县地形因子与土壤因子，采用层次分析法（AHP）分別赋予不同权重，利用GIS技术，经过加权平均，最终得到鲁东南山区小麦种植的精细化综合区划图。

2五莲县冬小麦精细化区划因子的选择与权重确定

五莲县冬小麦播种期一般在9月底至10月上旬，收获期在5月底6月初。根据五莲县小麦生育期各阶段所需的适宜气象条件，选择出最有可能影响小麦生长的积温、降水等8个气候因子;根据冬小麦对不同地形因子与土壤因子的适应性及影响程度不同，采用层次分析法（AHP）赋予不同权重，具体因子的选取及权重分配见表1。

3小麦精细化区划因子及分级指标确定

3.1气候因子

3.1.1全生育期≥10℃积温（前一年10月1日—次年6月10日）五莲县冬小麦全生育期≥10℃积温分布特征表现为由西部向东部逐渐减少。全县最高值（2239℃）分布在西部边缘和中部洪凝街道境内，逐渐向中部、东部减少，东部最低值为2112℃。全县西部和东部相差127℃。

3.1.2冬前≥0℃积温（10月1日—12月10日）冬前≥0℃积温直接影响冬小麦的冬前壮苗叶龄指标和安全越冬，对冬小麦产量的提高具有十分重要的作用。五莲县冬小麦冬前积温整体南部高于北部，最高值分布在五莲县中部，西南部及东南部次之，最高区范围在716〜723℃，北部地区最低，冬前积温为685℃。

3.1.3 12月—次年2月负积温 12月—次年2月负积温主要影响冬小麦春化作用，五莲县冬小麦12月—次年2月负积温分布区域性明显。西南部地区负积温最少，随纬度升高负积温逐步增多，南部暖于北部呈带状分布，负积温范围为-171〜-145℃。

3.1.4 2月下旬—3月上旬日平均温度稳定通过3℃日期日平均温度稳定通过3℃日期主要影响冬小麦返青的早晚。经统计，五莲县2月下旬—3月上旬日平均温度稳定通过3℃日期出现时间接近，在3月6日—3月8日左右。东北部、北部最晚，西南部最早。

3.1.5 3月下旬—4月≤0℃天数 3月下旬一4月≤0℃天数是春季冬小麦受低温冷害影响的关键指标。由于五莲县3月下旬—4月≤0℃天数均为0，所以对冬小麦生长影响不大。

3.1.6灌浆期（5月11日—6月5日）轻干热风日数干热风是影响冬小麦生长及产量形成的重要农业气象灾害，五莲县冬小麦灌浆期轻干热风出现日数由西北部向东南递减，总体上日数差别不大，最少日数为5天，最多日数为8天。

3.1.7灌浆期（5月11日—6月5日）重干热风日数五莲县冬小麦灌浆期重干热风出现的日数由五莲县西北部向东南部逐渐减少。五莲县重干热风50年内出现最多为9天，东南部最少区域出现5天。

3.1.8全生育期降水量五莲县冬小麦全生育期降水量整体相差不大，自西南部向北部递减，生育期最少降水量出现在西北部和东北部边缘，约为219.6〜222.9 mm，最多分布西南部的石场乡、街头镇、洪凝街道南部、中至镇南部边缘，降水量在233.1〜236.1 mm。

3.2地形因子

3.2.1海拔高度海拔高度作为重要地形因子，对农作物有重要影响，一般作物适宜在海拔较低的平原地区生长。五莲县地处鲁东南低山丘陵区，境内群山连绵，山地、丘陵占总面积的86%。海拔高度差大，最低14m，最高662 m，北部、东南部部分地区海拔最低在100 m以下，西南至东北海拔在300 m以上。研究发现海拔越高对冬小麦生长发育越不利，因此本文将海拔高度分级并赋予分值：0〜50 m分值1，50〜100 m分值0.8，100〜300 m分值0.6，300〜500m分值0.4，>500 m分值0.2。

3.2.2坡度坡度影响作物种植和生长，一般作物适宜在平原地区或山间平地生长，如坡度超过10°，会影响农作物生长，如坡度超过30°，不适宜种植作物。五莲县地处山区，境内坡度差大，最小的坡度为0°，最大的坡度为41°。坡度越大越不适宜种植小麦，将坡度分级并赋予分值：0°〜1°为1，1°〜5°为0.8，5°〜10°为0.6，10°〜20°为0.4，20°〜30°为0.2，>30°为0。

3.2.3坡向坡向是否向阳影响光照和温度的高低，南向坡光照好，温度高，利于作物生长，北向坡则反之。五莲县坡度差大，坡向差也大，很多坡为偏北坡，不利作物生长。根据坡向的小气候特征，将坡向分级并赋予分值：南向1，东南和东向0.8，西南和东北0.6，西向和西北0.2，北向0.2。

3.3土壤因子

3.3.1土壤类型五莲县地形复杂，土壤分布复杂，土壤多样化程度较高，区内土壤主要有棕壤土、褐土、潮土和砂姜黑土共4类，其中棕壤土在分布最广，占土壤面积高达87%。根据土壤的质密性、保水性越好，沉积时间越长对冬小麦发育生长越有利，將土壤类型赋予分值：潮土0.9、砂姜黑土0.8、褐土0.6、棕壤土0.5。

3.3.2土壤质地土壤质地是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。土壤质地一般分为砂土、壤土和粘土三类，是土壤物理性质之一，由于不同质地的土壤养分、透水性和土壤理化性质不同，因而不同土壤质地对农作物有一定的影响。五莲县土壤性质有壤土、沙壤土、粘壤土、粉砂壤土4类，其中以沙壤土分布最广，壤土、粉砂壤较少，粘壤土最少。赋值情况为：沙壤土1.0，壤土0.9，粘壤土0.5，粉砂壤土0.8。

3.3.3土壤腐殖质厚度腐殖质层含有较多的为植物生长所必需的营养元素，常作为评价土壤肥力的标准之一。五莲县绝大部分地区腐殖质厚度0〜3 cm，有些地区腐殖质厚度为0，北部、南部零星地段腐殖质厚度5〜10 cm。腐殖质厚度越厚，越有利于冬小麦的生长发育，赋值情况为：0 cm分值0，0〜5 cm分值0.2，5〜10 cm分值0.4，10〜15 cm分值0.6。

4五莲县冬小麦精细化区划结果

4.1五莲县冬小麦气候因子精细化区划结果

将影响小麦生长发育的8个气候因子进行加权综合，得到气候因子精细化区划（图略），结果表明，五莲县冬小麦气候适宜性由东南向西北依次降低，分成最适宜、适宜、一般适宜3部分。适宜区面积最大。最适宜区主要包括潮河镇、叩官镇、户部乡东部、街头镇东南大部。

4.2五莲县冬小麦地形因子精细化区划结果

从地形因子的角度，五莲县冬小麦适宜性分布没有明显地域规律（图1），不同等级在各个乡镇、街道均有分布。总体上适宜性北部、东南部强于中部、西南部。大部分地区处于适宜和最适宜种植区。

4.3五莲县冬小麦土壤因子精细化区划图

从土壤因子的角度，五莲县冬小麦最适宜和一般适宜区分布较为分散，大部分处于一般适宜种植区，土壤适宜性一般。最适宜区分布比较分散，在各乡镇、街道均有分布，其中许孟镇、潮河镇所占比重较大（图2）。

4.4五莲县冬小麦精细化综合农业区划图

为了使区划更加精确，在考虑气象、地形、土壤三大因子的区划基础上，进一步考虑五莲县河流和土地利用类型，即将河流及草地、林地、城镇、裸地等排除，得到五莲县冬小麦精细化综合农业区划图（图3）。

5结论

五莲县冬小麦种植适宜性分布表现出明显的空间差异性，总体上适宜性由东南向西北逐渐递减，最适宜区主要分布在中部、东南部及南部乡镇，西北部适宜性稍差。

参考文献