基于GIS的永安市農(nóng)業(yè)用地適宜性評(píng)價(jià)

江曉龍

摘要 以永安市農(nóng)業(yè)用地適宜性為研究對(duì)象，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，從植物基本生長(zhǎng)需求出發(fā)結(jié)合安全因素，選取地形地貌、坡度、有機(jī)質(zhì)含量、營(yíng)養(yǎng)元素N/P/K豐缺、土壤環(huán)境質(zhì)量以及特殊元素硒分布情況這6個(gè)評(píng)價(jià)因子作為農(nóng)業(yè)用地適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，利用GIS技術(shù)進(jìn)行空間疊加分析。結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)大部分土地滿足基本農(nóng)業(yè)種植需求，農(nóng)業(yè)用地適宜區(qū)集中在研究區(qū)中部，面積為77.0 km 2，較適宜區(qū)面積為816.4 km 2，較不適宜區(qū)面積為28.3 km 2，可在區(qū)內(nèi)有針對(duì)性地開展多種類經(jīng)濟(jì)作物土壤需求調(diào)查，開發(fā)地方特色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè);對(duì)于低效耕地及陡坡耕地宜退耕還林還草以保持水土;在下一步的開發(fā)建設(shè)中可根據(jù)實(shí)際需求，在適宜和較適宜土地中增減農(nóng)用地面積，以維持農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)用地;適宜性評(píng)價(jià);GIS;永安市

中圖分類號(hào) S127文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）17-0058-03

Abstract Taking the suitability of agricultural land in Yongan City as the research object， according to local conditions， based on the basic plant growth needs and safety factors，six evaluation factors such as topography， slope， organic matter content， nutrient element NPK abundance， soil environmental quality and selenium distribution of special elements were selected as the indicator system for evaluating the suitability of agricultural land， and GIS technology was used for spatial analysis. The results showed that most of the land in the area met the needs of basic agricultural planting. The suitable area for agricultural land was concentrated in the central area of the study area of 77 km 2， the suitable area was 816.4 km 2， and the unsuitable area was 28.3 km 2.The soil demand survey of multiple cash crops can be carried out in this area and then develop industries featuring local agricultural products. Unsuitable farmland should be converted to forests. In the next stage of development and construction， the area of agricultural land can be increased or decreased according to the actual demand， so as to maintain the steady development of agricultural economy.

Key words Agricultural land;Suitability assessment;GIS;Yongan City

農(nóng)業(yè)用地適宜性評(píng)價(jià)的目的在于評(píng)價(jià)某塊土地是否適合農(nóng)作物生長(zhǎng)以及其適宜程度。國(guó)內(nèi)對(duì)于土地資源的評(píng)價(jià)研究興起于20世紀(jì)80年代[1]，隨著社會(huì)發(fā)展，人地矛盾日益突出，為減少不合理開發(fā)所導(dǎo)致的土地退化、水土流失等一系列問(wèn)題，對(duì)于土地單一用途的評(píng)價(jià)逐漸受到重視，為此，國(guó)內(nèi)學(xué)者先后對(duì)評(píng)價(jià)理論、方法開展研究[2-6]，逐步形成一套從需求出發(fā)、從土地本質(zhì)出發(fā)，以可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)方法。同時(shí)GIS軟件的出現(xiàn)將評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)計(jì)算與模型展現(xiàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，其強(qiáng)大的空間疊加分析功能與數(shù)據(jù)庫(kù)模塊使評(píng)價(jià)過(guò)程更加簡(jiǎn)潔、高效，評(píng)價(jià)結(jié)果更加直觀，大大提高了評(píng)價(jià)效率，在江漢平原、黃河三角洲、大理市等地的土地適宜性評(píng)價(jià)應(yīng)用中已取得顯著成效[7-10]。筆者以永安市農(nóng)業(yè)用地適宜性評(píng)價(jià)為例，從農(nóng)作物生長(zhǎng)需求本質(zhì)出發(fā)選取評(píng)價(jià)因子，利用GIS空間分析技術(shù)對(duì)其適宜程度進(jìn)行劃分，從而盡可能地避免人為主觀因素，為優(yōu)化調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)、開發(fā)土地潛力提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

永安市地處福建西北山區(qū)，總面積921.7 km 2，屬中亞熱帶季風(fēng)型氣候，受大陸性和海洋性季風(fēng)的影響，區(qū)內(nèi)溫潤(rùn)多雨，多年平均降水量達(dá)1 587.6～1 855.2 mm，區(qū)內(nèi)水系極為發(fā)育，為農(nóng)業(yè)種植提供了良好的灌溉基礎(chǔ)條件，2010年永安市建制村實(shí)現(xiàn)村村通水泥路，機(jī)耕道逐漸遍布田間地頭，為農(nóng)業(yè)種植提供了便利的交通條件。

1.2 評(píng)價(jià)流程

1.2.1 評(píng)價(jià)方法。

農(nóng)業(yè)用地適宜性評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜多變包含多層次、多因素的綜合評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)方法可借鑒資源環(huán)境綜合承載力評(píng)價(jià)，目前常用方法包括[11-14]：①基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)過(guò)去長(zhǎng)期持續(xù)的現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)表現(xiàn)的常規(guī)趨勢(shì)法;②綜合評(píng)價(jià)法，該方法從評(píng)價(jià)對(duì)象的本質(zhì)出發(fā)，通過(guò)列舉影響因素并建立一個(gè)系統(tǒng)的指標(biāo)體系對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將各個(gè)指標(biāo)值的評(píng)價(jià)結(jié)果綜合起來(lái)，得出一個(gè)比較全面的判斷，概念層次性強(qiáng)，指標(biāo)全面;③承載率評(píng)價(jià)法，該方法需要通過(guò)計(jì)算資源環(huán)境承載率來(lái)評(píng)價(jià)承載力大小，即求指定區(qū)域資源環(huán)境承載量與資源環(huán)境承載量的極限值的比值。

各種評(píng)價(jià)方法都具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但劣勢(shì)也同樣明顯，如常規(guī)趨勢(shì)法雖然具有簡(jiǎn)便、直觀的優(yōu)勢(shì)，但該方法有兩項(xiàng)基本假設(shè)為前提，即事物的特性沿過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的時(shí)間過(guò)程延續(xù)發(fā)展;影響該事物發(fā)展趨勢(shì)的條件是不變的，而適宜性的影響因素卻是動(dòng)態(tài)變化的。承載率評(píng)價(jià)法可從評(píng)價(jià)結(jié)果看出區(qū)域內(nèi)資源環(huán)境承載現(xiàn)狀與目標(biāo)值的差距，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，但是對(duì)影響因素的分析完全缺失。由此，此次評(píng)價(jià)采用多因子疊加的綜合評(píng)價(jià)法，從作物生長(zhǎng)需求出發(fā)，以自然因素為主，以打破空間壁壘，從宏觀概括的角度將全區(qū)劃分成不同的柵格單元進(jìn)行農(nóng)業(yè)用地適宜性劃分。

1.2.2 指標(biāo)確立原則。

一個(gè)地區(qū)是否適合從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)鍵因素有氣候、地形地貌以及土壤環(huán)境。

評(píng)價(jià)指標(biāo)可采用單因素或多因素，為了清晰表明評(píng)價(jià)系統(tǒng)內(nèi)各因素間的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：①實(shí)用、簡(jiǎn)明、易量化、信息集成度高;②突出主導(dǎo)性，避免綜合評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)過(guò)分繁雜，參評(píng)指標(biāo)意義重疊;③有利于評(píng)價(jià)結(jié)果規(guī)律揭示和主要問(wèn)題分析;④有利于客觀反映區(qū)域土地特征差異性，為區(qū)劃提供依據(jù)。

此次評(píng)價(jià)參考前人研究成果[12，15-17]，結(jié)合山區(qū)城鎮(zhèn)山地地貌特征以及《土地利用現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)規(guī)程》《水土保持法》等對(duì)農(nóng)用地分等要求確定指標(biāo)因子見表1，并根據(jù)各單因子適宜性劃分為適宜、較適宜、較不適宜、不適宜4個(gè)等級(jí)，并賦予相應(yīng)分值4、3、2、1。

1.2.3 指標(biāo)權(quán)重的確定。

指標(biāo)確立之后首先對(duì)其進(jìn)行層次化，將所評(píng)價(jià)的對(duì)象分解為不同的組成因素，并按因素間的相互關(guān)聯(lián)影響及其隸屬關(guān)系將各個(gè)因素按不同的層次進(jìn)行聚類組合。層次結(jié)構(gòu)模型見圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因子評(píng)價(jià)

通過(guò)GIS提取評(píng)價(jià)單元內(nèi)坡度、地貌類型、有機(jī)質(zhì)豐缺、N/P/K豐缺、土壤環(huán)境質(zhì)量以及特殊元素硒含量分布數(shù)據(jù)，根據(jù)表1所確定的各單因子分等原則，通過(guò)GIS屬性編輯功能進(jìn)行賦值，最終形成單因子評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2。

由單因子評(píng)價(jià)結(jié)果（圖2）可見，區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)異，污染區(qū)Ⅲ類土壤僅占全區(qū)面積的2.1%;植物生長(zhǎng)必不可少的養(yǎng)分N、P、K整體較為缺乏，三者含量正常區(qū)土壤面積為416.3 km 2，占總面積的45.1%，在缺乏區(qū)種植作物時(shí)應(yīng)注意氮、磷、鉀肥的合理補(bǔ)充，以避免出現(xiàn)植株矮小、根系發(fā)育緩慢、光合作用下降植株枯黃等病害;作為土壤肥力的一個(gè)重要表征，有機(jī)質(zhì)含量整體情況較好，缺乏區(qū)面積為34.17 km 2，僅占全區(qū)總面積的3.7%;同時(shí)區(qū)域內(nèi)存在較多的硒富集區(qū)，可用于發(fā)展富硒產(chǎn)業(yè);區(qū)內(nèi)地形地貌較為高陡，在開發(fā)農(nóng)業(yè)時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意安全問(wèn)題，謹(jǐn)防水土流失，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 綜合評(píng)價(jià)

在單因子評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上通過(guò)GIS空間分析模塊將各單因子評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行疊加分析，根據(jù)多因子疊加評(píng)價(jià)模型計(jì)算分值。多因子疊加評(píng)價(jià)模型如下：

根據(jù)總得分值將農(nóng)業(yè)用地適宜性劃分為適宜（3

3 結(jié)論與討論

區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)土地處于農(nóng)業(yè)用地適宜區(qū)與較適宜區(qū)，滿足農(nóng)業(yè)種植的基本條件，農(nóng)業(yè)開發(fā)前景大。建議結(jié)合地形地貌條件在中部的適宜區(qū)以及大面積的較適宜區(qū)內(nèi)分批次、有針對(duì)性地開展不同種經(jīng)濟(jì)作物土壤需求調(diào)查，以發(fā)展當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì);對(duì)于處在較不適宜、不適宜區(qū)的低效耕地以及坡度大于25°的陡坡耕地建議逐步退耕還林還草，將其轉(zhuǎn)換為林地、草地，劃為生態(tài)保育區(qū)、種植經(jīng)濟(jì)林等，以保持水土;處于適宜區(qū)、較適宜區(qū)的未利用土地可根據(jù)需求增加農(nóng)業(yè)種植面積，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，保證供需平衡。

現(xiàn)階段GIS技術(shù)的利用為資源環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)提供了便捷的技術(shù)方法，分析效率高，但土地適宜性評(píng)價(jià)方法仍處于發(fā)展探索階段，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇受地域性、資料收集的完整程度影響較大，在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下對(duì)土地資源數(shù)據(jù)庫(kù)的需求越發(fā)強(qiáng)烈，海量實(shí)時(shí)更新的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)將更有利于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇，在真正做到因地制宜的同時(shí)滿足社會(huì)需求。

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