基于GIS的耕地地力评价

吴乐芹等

摘要利用GIS技术建立耕地地力评价信息系统，选取立地条件、理化性状、养分状况、土壤管理和剖面性状等5大地力要素，12个评价指标，建立耕地地力评价体系及其模型。以始兴县为研究区域，运用空间分析、层次分析、模糊数学和综合指数等方法，对耕地地力进行综合评价，获取了耕地地力等级面积及其分布信息，经实地调查分析符合当地实际，表明该评价方法切实可行。

关键词地理信息系统（GIS）；耕地地力评价；始兴县

中图分类号S127文献标识码A文章编号0517-6611（2014）06-01826-04

AbstractThe evaluation information system of farmland productivity was established by using GIS technology including five elements of fertility site conditions， physical and chemical properties， nutrient status， soil management and profile traits， etc. 12 evaluation indexes. Taking Shixing County as the study area， spatial analysis， analytic hierarchy process， fuzzy mathematics and comprehensive index method were used to evaluate the cultivated land fertility. The area of cultivated land fertility and distribution information was obtained， and the results were consistent with local conditions according to field survey and analysis， which indicates that the evaluation method is feasible.

Key wordsGeographic Information Systems（GIS）； Evaluation of farmland productivity； Shixing County

耕地是农业生产基础和不可代替的生产资料，摸清耕地土壤养分状况和耕地地力变化的因素及条件，对合理利用耕地资源、指导农作物种植结构调整、开展科学施肥、降低农业生产成本，实现农业可持续发展具有非常重要的意义[1-2]。耕地地力是指在特定气候区域以及地形、地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施及培肥水平等要素综合构成的耕地生产能力，由立地条件、土壤条件、农田基础设施条件及培肥水平等因素影响并决定[3]。

始兴县是2009年国家测土配方施肥补贴项目县，全国第二次土壤普查的20多年以来，该县农业结构、耕地利用方式、土壤养分情况都发生了很大改变，耕地资源在数量和质量上也有显著变化。因此，开展新一轮的耕地地力评价，摸清耕地数量和影响土壤质量变化的因素和条件，可更好地进行耕地生产能力保护，开展耕地土壤的科学改良和合理利用工作[4]。

1研究区概况

始兴县位于广东省北部，韶关市东部，地处113°52′29″～114°24′35″E、24°31′10″～25°08′53″ N。东与江西省全南县交界，南与翁源县毗邻，西与曲江区交界，北与南雄市接壤。全县总面积2 149 km2，其中耕地面积21 075 hm2，下辖九镇一乡、112个村民居委会，14个居民委员会。

始兴县内四面环山，中间是平原盆地。盆地四周，层峦耸翠，海拔在400 m以上，坡度为15～30°。县中部属平原地区，县西部属半山区，县东南部属山区，县东北部属丘陵地区。全年热量充足，冷暖交替明显，年平均温度19.6 ℃，年平均日照1 582.7 h；年无霜期298 d，年降雨量1 468 mm。土壤类型主要有黄壤、红壤、石灰土、水稻土、紫色土、潮土6个土类，包括10个亚类、31个土属、59个土种。

2数据资料

2.1图件资料包括1∶5万行政区划图、土地利用现状图、土壤图、基本农田保护区图，1∶1万地形图。

2.2属性数据资料调查采样点分析化验数据表（包括采样点坐标、基本情况）、始兴县第二次土壤普查资料、土壤肥力监测点资料、农村及农业综合开发情况资料、《广东农村统计年鉴》、《广东土壤》等。

3评价方法与过程

通过3S技术建立GIS支持下的耕地基础信息系统，对收集的资料进行系统的分析和研究，并综合应用相关分析、因子分析、模糊评价、层次分析等数学原理，结合专家经验并用计算机拟合和插值分析等方法来构建一种定性与定量相结合的耕地生产潜力评价方法[1]。

3.1确定评价单元

将对土壤图、基本农田保护区图及土地利用现状图3者叠加，产生的图块作为耕地地力等级评价底图，形成的图斑作为调查评价单元。每个单元空间界线及行政隶属关系明确，地貌类型及土壤类型基本一致，利用方式及耕作方式基本相同。

3.2明确评价指标及其权重

在全国耕地地力评价指标体系的基础上，经专家技术組讨论，确立了5大类12个指标作为始兴县的评价指标体系并通过层次分析法计算各个评价指标的权重[1，5-6]。具体指标见表1。

4.2耕地地力等级空间分布

由表5可知，始兴县耕地地力等级中，高产田（包括一级地、二级地）面积2 794.00 hm2，占耕地总面积的13.25%，主要分布在城南镇、顿岗镇、沈所镇、马市镇和司前镇，主要集中在各镇宽谷冲积平原（垌田区）、河流冲积平原（沿江两岸），该地区地势平坦、土层深厚，耕层壤质、灌溉水源好，土壤保水保肥能力强、通透性良好，是全县主要的粮食作物区；中产田（包括三级地、四级地、五级地）面积14 204.73 hm2，占耕地总面积的67.40%；分布在全县各个乡镇，主要集中在各镇宽谷冲积或河流冲积平原区，其中有较大面积分布在宽谷的中上部、低丘陵区以及河流两岸坝地，该区土壤养分含量中等，保肥性能一般，灌溉能力基本满足生产需要，是农业利用上有某些限制因素的土壤，需要一定的改良措施方能保证作物的产量，对于缺乏某些元素的地块在耕作过程中增施相应的元素，做到合理施肥；低产田（包括六级地、七级地）面积4 076.27 hm2，占耕地总面积的19.35%，主要分布在马市镇、太平镇、罗坝镇和顿岗镇，主要集中在低丘坡麓、丘间洼地、河坝地等，该区土壤质量较差，或水源条件不好，或盐渍化

5结论

（1）以始兴县为评价对象，选择可量化的评价指标，运用模糊评价、层次分析、空间插值等方法，采用等距法按照综合指数分级方案划分地力等级，减少评价中的主观因素，提高评价结果的科学性。

（2）采用特尔斐法，建立始兴县耕地地力评价指标体系[4]。12个评价指标可以划分为立地条件、理化性状、养分状况、土壤管理和剖面性状5大地力要素，达到了量化要求，这对粤北山区耕地质量建设的科学化实施有着很好的现实指导意义。

（3）利用GIS 等技术方法，可以快速将野外调查采样数据导入信息系统中，对分析化验的结果，通过空间分析、三维分析等方法批量获取评价因子的值，将耕地地力等级评价过程中中空间数据与属性数据进行统一管理，快速计算得出评价结果[7]。

参考文献

[1] 广东省土壤肥料总站.珠江三角洲耕地质量评价与利用[M].北京：中国农业出版社，2007.

[2] 方灿华，马友华，钱国平，等.基于GIS 的明光市耕地地力评价[J].中国农学通报，2008，24（12）：308-312.

[3] 王蓉芳，曹富有，彭世琪，等.中国耕地基础地力与土壤改良[M] .北京：中国农业出版社，1996.

[4] 龙惠芳，郭熙，赵小敏，等.基于GIS的县域耕地地力评价研究——以江西省乐平市为例[J].江西农业大学学报，2009，31（2）：359-363.

[5] 全国农业技术推广服务中心.耕地地力评价指南[M].北京：中国农业科学技术出版社，2006.

[6] 汤建东.广东省耕地地力评价指标的选取与优化[J].广东农业科学，2009（4）：89-91.

[7] 徐超，蒋平安，盛建东，等.基于GIS的新疆新和县耕地地力等级评价研究良[J].新疆农业大学学报，2010，33（4）：343-348.