基于GIS的武威市武南镇甜菜种植适宜性评价

张俊，韩梅，郭复海，张正鹏，王祎*（.甘肃省武威市凉州区武南镇人民政府，武威733000；.甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，武威733000）

基于GIS的武威市武南镇甜菜种植适宜性评价

张俊1，韩梅2，郭复海2，张正鹏2，王祎2*
（1.甘肃省武威市凉州区武南镇人民政府，武威733000；2.甘肃省武威市凉州区农业技术推广中心，武威733000）

以武威市凉州区武南镇土壤图、武南镇土地利用现状图、武南镇行政区划图和武南镇地貌类型分区图叠加形成适宜性评价的管理单元总图，选取对研究区甜菜生长影响较大，并且具有区域空间变异明显、时间序列上相对稳定特征的6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：高度适宜区面积为142.00hm2，占研究区总面积的2%，适宜区面积为4200.90 hm2，占研究区总面积的65%，勉强适宜区面积为2127.24 hm2，占总面积的33%。

甜菜；乡镇尺度；GIS；适宜性；武南镇

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统。借助GIS软件已经广泛地开展了对农作物进行种植适应性评价，近年来相继开展了对糖料作物的种植适应性评价［1-7］。本文以武南镇为例继续进行乡镇尺寸上甜菜种植适应性评价研究。选取对研究区甜菜生长影响较大，并且具有区域空间变异明显、时间序列上相对稳定特征的6个因子，在GIS技术支持上，建立空间图件数据库和农业生产属性数据库，综合采用层次分析法、模糊数学法、综合指数法等方法对武南镇耕地甜菜进行评价［7-11］，为武南镇甜菜科学施肥、合理种植、新型经营主体提供科学的参考依据。

1　研究区概况

武南镇地处东经102°30′～102°45′，北纬37°50′～37°40′，海拔高度1600m，年平均气温6.7℃，年平均降水量16cm，全年日照时数平均为2968h，属河西走廊冷温干旱气候。武南镇设立于1984年，是甘肃省最早的建制镇之一，是武威市中心城区的重要组成部分，1996年武南镇被甘肃省确定为全省第一批小城镇综合改革试点镇，2000年武南镇三马路被列入首批全国“青年文明一条街”，2005年武南镇被国家发改委定为全国第一批发展改革试点镇，2006年又被国家发改委确定为全国小城镇建设示范镇。

2　材料与方法

2.1研究材料

研究所用图件资料见表1，均在武威市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进行图幅误差校正、拓扑查错、图形编辑、数字化等步骤处理。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、ArcGIS、MapGIS等专业GIS分析软件。在武威市耕地资源管理信息系统中获取武南镇甜菜生产信息、建立数据库，用乡镇级代码提取武南镇行政区划图、武南镇土地利用现状图、武南镇土壤图，运用GIS软件，叠加生成甜菜生产评价单元。

表1　空间资料和属性数据情况表

表2　目标层判断矩阵及指标权重

2.2研究方法

2.2.1建立层次模型考虑研究区实际农业生产，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，通过召开专家评议会，选定≥10℃积温、年降水量、坡向、灌溉保证率、有机质、有效磷6个因子作为甜菜适宜性评价的指标，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、耕层养分状况3个准则层中，反复对比与分析，最终建立判断矩阵，如表2和图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3）。

由层次分析结果可以看出，各评价因子对甜菜适宜性的影响程度从大到小依次为：灌溉保证率、年降水量、有机质、有效磷、坡向、≥10℃积温。拟合函数为概念型因子的直接赋值计算，有机质、有效磷、年降水量为戒上型函数，灌溉保证率为直线型函数、≥10℃积温为戒下型函数。

2.2.2适宜性等级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，计算生产适宜性等级的公式为：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。

图1　武南镇甜菜适宜性评价层次模型

表3　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武南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，确定将武威市武南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0.7892以上，适宜区的IFI值区间为0.7892～0.5326，勉强适宜区的IFI值为0.5326以下。

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武南镇甜菜适宜性等级图（图2）。

表4　武南镇行政村甜菜适宜性面积(hm)统计结果

综述表4和图2，在本文建立的评价指标体系下，武南镇甜菜高度适宜面积142.00 hm2，适宜面积为4200.90 hm2，勉强适宜面积为2127.24 hm2，3个适宜等级分别占总面积的2%、65%、33%；大河村、花盛村、宋府沟村、西寨村甜菜适宜性面积均在300 hm2以上，4个村的甜菜适宜性面积占全镇总面积的25.7%。武南镇甜菜勉强适宜种植面积为2127.24 hm2，占总面积的33%，白塔村、鲁子沟村、武南村、张林村勉强适宜面积占本村耕地面积的50%左右，其中白塔村、鲁子沟村勉强适宜耕地占全村的85%和53%。

图2　武南镇甜菜适宜性分区图

4　结论与讨论

武南镇甜菜生产适宜性的影响因子影响程度从大到小依次为：灌溉保证率、年降水量、有机质、有效磷、坡向、≥10℃积温。其适宜性等级分别为：高度适宜区面积为142.00 hm2，占研究区总面积的2%，适宜区面积为4200.90 hm2，占研究区总面积的65%，勉强适宜区面积为2127.24hm2，占总面积的33%。武南镇甜菜适宜性评价工作完成后在不同村组抽样调查300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189个，基本符合地块106个，不符合地块5个。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］刘仕远.基于地理信息系统的广西甘蔗种植气候区划研究［J］.现代企业教育，2011（16）：89-90.

［2］韩梅，王吉彪，袁政祥，等.基于GIS的武威市凉州区不同灌区甜叶菊育苗温室土壤理化性状分析［J］.中国糖料，2015，37（4）：15-17.

［3］王祎，张正鹏，杨百智.基于GIS的武威市凉州区甜叶菊种植适宜性评价［J］.中国糖料，2016，38（1）：40-42.

［4］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.

［5］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

［6］苏斌，王祎，李绍辉，王进保.基于GIS的县级行政区域甜叶菊种植适宜性等级评价［J］.中国糖料，2016，38（4）：39-41

［7］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.

［8］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.

［9］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，1997，19（3）：52-54.

［10］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.

［11］Lu C H，Van Ittersum M K，Rabbinge R.Quantitative assessment of resource-use efficient cropping systems:a case study for Ansai in the Loess Plateau of China［J］.European Journal of Agronomy，2003，19（2）：311-326.

Suitability Evaluation on Planting Sugarbeet in Wunan Town of Wuwei City

ZHANG Jun1，HAN Mei2，GUO Fu-hai2，ZHANG Zheng-peng2，WANG Yi2
（1.the People's Government of Wunan Town of Liangzhou District，Wuwei Gansu 733000；2.Agricultural Technology Service Center of Gansu Wuwei Liangzhou District，Wuwei 733000）

Suitability evaluation on planting sugarbeet illustrated by the example of Wunan town.Soil map，present situation of land using map，administrative division map and geomorphic type partition map of Wunan town formed management unit chard which was suitable for evaluation by the method of superposition.Six main factors that had a great influence on sugarbeet were selected to set up evaluation index system by GIS software. The Results showed that suitability degree of Wunan cultivated area of sugar beet was divided into three levels. Area of 142.00 ha was very suitable to plant sugar beet，accounting for 2%of the total area；the suitable area was 4200.90 ha，accounting for 65%of the total area；Sugar beet could be planted reluctantly in area of 2127.24 ha，accounting for 33%of the total area.

sugar beet；villages and towns scale；GIS；planting suitability

S566.3

A

1007－2624（2016）05－0041－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.05.015

2016-05-11

张俊（1968-），男，甘肃凉州人，农学专业，农艺师，主要从事农业技术推广工作。

执笔人：郭复海（1974-），男，甘肃凉州人，高级农艺师，主要从事农业技术推广工作。Tel：0935-6115926

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