基于GIS的2018年塔城市耕地地力評(píng)價(jià)研究

杜玉婷 武紅旗 董慶國(guó) 楊強(qiáng)軍

摘? 要：此次研究通過收集2018年塔城市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關(guān)的歷年統(tǒng)計(jì)年鑒、第二次土壤普查報(bào)告及圖件、土地利用現(xiàn)狀圖、塔城市遙感影像、塔城市數(shù)字高程模型等資料，利用新疆維吾爾自治區(qū)建立的縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)模型，應(yīng)用ArcGIS Desktop10.2軟件，利用綜合指數(shù)法和對(duì)塔城市2018年耕地地力進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：2018年塔城市平均耕地地力指數(shù)0.701，最大耕地地力指數(shù)0.812，最小耕地地力指數(shù)0.582。一級(jí)地占比0.04%，二級(jí)地占比3.99%，三級(jí)地占比11.56%，四級(jí)地占比23.53%，五級(jí)地占比26.03%，六級(jí)地占比最多，為34.84%。優(yōu)質(zhì)耕地分布在塔城市城建區(qū)、喀拉哈巴克鄉(xiāng)、恰夏鄉(xiāng)，處于沖洪積扇中部。

關(guān)鍵詞：塔城市? 耕地地力? 評(píng)價(jià)? GIS

1? 研究背景和意義

1.1 研究背景

塔城市在1958和1980年分別開展了兩次土壤普查工作。通過對(duì)比兩次的調(diào)查數(shù)據(jù)，基本掌握了塔城市的土壤狀況，例如土壤的肥力情況、土壤的理化性質(zhì)、土壤類型分布等情況。但在第二次土壤普查后，塔城市并沒有再進(jìn)行過針對(duì)土壤的全面調(diào)查，隨著塔城市近年來(lái)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，塔城市耕地利用方式、農(nóng)業(yè)耕作制度、農(nóng)作物產(chǎn)量等都發(fā)生了較大變化。尤其是2008年以來(lái)進(jìn)行的農(nóng)田測(cè)土配方施肥、農(nóng)田有機(jī)質(zhì)提升、農(nóng)田減肥減藥、耕地地力評(píng)價(jià)、耕地質(zhì)量變更調(diào)查與評(píng)價(jià)等項(xiàng)目的開展與實(shí)施，使得農(nóng)田土壤養(yǎng)分和耕地地力出現(xiàn)了不同程度的改變，這就需要對(duì)耕地地力進(jìn)行持續(xù)評(píng)價(jià)。通過監(jiān)測(cè)土壤的各種理化性質(zhì)，分時(shí)期對(duì)耕地地力進(jìn)行評(píng)價(jià)，就可發(fā)現(xiàn)土壤質(zhì)量的變化特征，為合理利用耕地資源和制定科學(xué)的耕作制度提供數(shù)據(jù)支持理論依據(jù)[1-3]。

1.2 研究意義

（1）明確塔城市的耕地地力現(xiàn)狀，為塔城市日后合理利用耕地提供依據(jù)。（2）完成塔城市耕地地力評(píng)價(jià)模型及方法的制定。（3）通過摸清耕地地力情況，指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2? 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

塔城市位于新疆的西北部，總面積4356.6km2，三面環(huán)山，屬于溫帶大陸干旱氣候，四季交替不明顯，春季氣溫不穩(wěn)定，夏季短暫且炎熱，秋季干燥且早晚溫差大，冬季持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)且寒冷。塔城市內(nèi)的水資源極其豐富，有數(shù)十條河流溝溪。塔城市境內(nèi)耕地主要分布在額敏河洪積沖積平原上，南部沖積平原降水約300mm。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

2.2.1 圖件與空間數(shù)據(jù)

收集塔城市第二次土壤普查的土壤類型分布圖、2018年土地利用現(xiàn)狀圖和2018年遙感影像圖等專題地理信息。另一方面收集塔城市境界線、行政區(qū)劃、道路、水系等基礎(chǔ)地理信息。

2.2.2 土壤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

2018年耕地土壤調(diào)查點(diǎn)位數(shù)據(jù)來(lái)源于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量變更調(diào)查項(xiàng)目共183個(gè)采樣點(diǎn)。2018年所有采樣點(diǎn)均記錄有經(jīng)緯度，生成的矢量點(diǎn)位與塔城市耕地分布圖結(jié)合，制作獲得2018年塔城市采樣點(diǎn)分布圖（見圖1）。

2.3 研究方法

2.3.1 評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?/p>

評(píng)價(jià)單元是根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)和評(píng)價(jià)方法的需要，將評(píng)價(jià)對(duì)象分成若干個(gè)、確定范圍的單元。評(píng)價(jià)單元確定后先對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后再綜合為整個(gè)區(qū)域的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)單元的正確劃分直接關(guān)系到整個(gè)評(píng)價(jià)是否能順利實(shí)施。此次評(píng)價(jià)單元是利用2018年土地利用現(xiàn)狀圖（土地利用劃分到二級(jí)利用類型）、行政區(qū)劃圖（行政隸屬劃分到村）、土壤類型分布圖（土壤類型劃分到土種）在ArcGIS Desktop 10.2中利用疊加分析的功能，經(jīng)最小圖斑（面積為300m2）處理后形成評(píng)價(jià)單元4442個(gè)，其空間界線和行政隸屬關(guān)系明確，有準(zhǔn)確的面積，土種類型和土地利用方式一致。

2.3.2 評(píng)價(jià)因子與權(quán)重確定

參照農(nóng)業(yè)部NY/T 1634—2008耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程[4]，依據(jù)塔城市耕地地力評(píng)價(jià)工作的要求，選定綜合指數(shù)和法作為本次評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)方法。指數(shù)是指每個(gè)參評(píng)指標(biāo)的分值和權(quán)重的乘積，要確定指數(shù)就先要確定耕地地力評(píng)價(jià)的指標(biāo)。指標(biāo)必須是穩(wěn)定的、重要的、有差異的、易獲取的。新疆農(nóng)業(yè)廳土壤肥料工作站邀請(qǐng)了本土農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的16位專家，通過調(diào)研與討論，結(jié)合自治區(qū)實(shí)際，從全國(guó)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系64個(gè)指標(biāo)中選擇出了自治區(qū)級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)20個(gè)。此次研究在自治區(qū)20個(gè)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)中依據(jù)塔城市的實(shí)際情況，邀請(qǐng)專家通過會(huì)議、問卷等形式選擇出11個(gè)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)作為塔城市耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并確定了評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重、隸屬度函數(shù)和專家評(píng)估值等，見表1、表2。

2.3.3 參評(píng)因素隸屬函數(shù)的建立

在11項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)中的6項(xiàng)為數(shù)量型指標(biāo)，5項(xiàng)指標(biāo)是非數(shù)量型的概念型指標(biāo)。利用專家給出的各評(píng)價(jià)指標(biāo)與耕地地力的重要程度以及相關(guān)性，概念性地將這些指標(biāo)量化，并且結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)給出隸屬度，利用隸屬度函數(shù)計(jì)算獲得評(píng)估值。

采用累加法將上述確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度和權(quán)重，計(jì)算各評(píng)價(jià)單元耕地地力綜合指數(shù)（Integrated fer-tility index）IFI：IFI=ΣFi×Ci（i=1，2，3，…，n）式中，IFI為耕地地力綜合指數(shù)，F(xiàn)i為第i個(gè)評(píng)價(jià)因子的隸屬度，Ci為第i個(gè)評(píng)價(jià)因子的組合權(quán)重。

3? 結(jié)果分析

3.1 地力等級(jí)劃分及面積統(tǒng)計(jì)

2018年塔城市平均耕地地力指數(shù)0.701，最大耕地地力指數(shù)0.812，最小耕地地力指數(shù)0.582。六級(jí)地占比最多，為34.84%，五級(jí)地占比26.03%，四級(jí)地占比23.53%，三級(jí)地占比11.56%，二級(jí)地占比3.99%，一級(jí)地最少，所占比例僅為0.04%（見圖2）。

3.2 耕地地力空間分析

（1）一級(jí)地49.2hm2，占全市耕地面積的0.04%，面積極少，一級(jí)地減少速度最快，主要在恰夏鄉(xiāng)和也門勒鄉(xiāng)分布。

（2）二級(jí)地4405.0hm2，占全市耕地面積的3.99%。主要分布在二工鄉(xiāng)北部、也門勒鄉(xiāng)西部、喀拉哈巴克鄉(xiāng)中部、恰夏爾中部。

（3）三級(jí)地12777.3hm2，占全市耕地面積的11.56%。主要分布在阿西爾達(dá)斡爾鄉(xiāng)、阿布都拉鄉(xiāng)東南部、恰夏鄉(xiāng)中南部、塔城市國(guó)有草場(chǎng)東北部、二工鄉(xiāng)中部及喀拉哈巴克鄉(xiāng)邊緣。

（4）四級(jí)地26001.2hm2，占全市耕地面積的23.53%，主要分布在阿西爾達(dá)斡爾鄉(xiāng)、恰合吉牧場(chǎng)、恰夏鄉(xiāng)西北部、博孜達(dá)克農(nóng)場(chǎng)北部、喀拉哈巴克鄉(xiāng)、也門勒鄉(xiāng)北部與南部、二工鄉(xiāng)西部與北部、也克蘇牧場(chǎng)北部。

（5）五級(jí)地28767.8hm2，占全市耕地面積的26.03%，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有分布;阿西爾達(dá)斡爾鄉(xiāng)、阿布都拉鄉(xiāng)中部、地區(qū)種牛場(chǎng)、恰夏鄉(xiāng)北部與南部、博孜達(dá)克農(nóng)場(chǎng)中部及南部、喀拉哈巴克鄉(xiāng)北部與南部、二工鄉(xiāng)西南部，也克蘇牧場(chǎng)有大量分布。

（6）六級(jí)地38502.6m2，占全市耕地面積的34.84%，占比最大，各地都有分布;阿西爾達(dá)斡爾鄉(xiāng)、二工鄉(xiāng)北部、博孜達(dá)克農(nóng)場(chǎng)、恰夏鄉(xiāng)南北部、阿布都拉鄉(xiāng)東部與西部、地區(qū)種牛場(chǎng)都有大量分布。

4? 結(jié)語(yǔ)

2018年塔城市平均耕地地力指數(shù)0.701，最大耕地地力指數(shù)0.812，最小耕地地力指數(shù)0.582。一級(jí)地占比0.04%，二級(jí)地占比3.99%，三級(jí)地占比11.56%，四級(jí)地占比23.53%，五級(jí)地占比26.03%，六級(jí)地占比最多，為34.84%。優(yōu)質(zhì)耕地分布在塔城市城建區(qū)、喀拉哈巴克鄉(xiāng)、恰夏鄉(xiāng)，處于沖洪積扇中部。

參考文獻(xiàn)

[1] 王麗，李陽(yáng)煦，王培法，等.基于生態(tài)位和模糊數(shù)學(xué)的冬小麥適宜性評(píng)價(jià)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36（14）：4465-4474.

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[4] 農(nóng)業(yè)部.NY/T 1634—2008，耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008.