地理国情监测在硒砂瓜种植中的应用

周淑虹 陆振宏

（1.宁夏国土测绘院 宁夏银川 750002；2.宁夏测绘产品质量监督检验站 宁夏银川 750002）

1 引言

地理国情监测是综合利用全现代测绘技术和调查技术，对地形、水系、湿地、沙漠、地表形态、地表覆盖、道路、城镇等要素进行动态化、定量化、空间化的持续监测，形成反映各类资源、环境、生态、经济要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据、地图图形和研究报告等，从地理空间的角度客观、综合展示国情国力。

硒砂瓜又被称为“戈壁西瓜”、“石头缝里长出的西瓜”，主产于宁夏环香山地区。环香山地区地处宁夏中部干旱带，年均降水量少。通过压砂，原本没有利用价值的旱沙地变成了可种植西瓜的宝地。但是，带来生机与效益的同时，也产生了很多不利影响。因为压砂地种植硒砂瓜10年以上砂地会老化，不适合再种植任何农作物。到那时，原本的致富宝地就变成了真正的砂砾地，从而加大了香山地区沙砾地面积，使得土地更加荒漠化，气候更加干旱。现在当地政府也意识到这些问题，开始在老化的压砂地上种植耐寒的枣树，从而减少压砂带来的弊端。因此通过对硒砂瓜种植情况的监测，为政府提供可持续发展的建议和有力的决策依据。

2 监测内容及范围

2.1 监测内容

利用2009年宁夏第二次农村土地调查中的耕地和园地数据与当年的正射影像资料套合，采集当年硒砂瓜种植情况；

2014年宁夏第一次地理国情普查对硒砂瓜监测数据已做了分类和统计，该普查数据作为第二期监测数据。

利用2016年的多源遥感影像资料，结合野外调查，通过内业判读与外业调查相结合的方法采集2016年的硒砂瓜和枣树的种植数据。

利用三个年度的监测数据，建立硒砂瓜种植监测数据库；对比分析三期硒砂瓜种植区域监测数据，编制监测分析报告[1]。

2.2 监测范围

宁夏中卫市沙坡头区硒砂瓜种植区的6个乡镇：宣和镇、永康镇、常乐镇、香山乡、兴仁镇、蒿川乡。

3 主要数学基础

坐标系统：2000国家大地坐标系（CGCS2000）。

高程基准：1985国家高程基准。

地图投影：高斯-克吕格投影，按照3°分带。

数据格式：矢量数据集采用shapefile格式；数据库格式采用基于arcgis的Geodatabases即GDB。

面积统计单位：平方米。

4 技术路线

4.1 监测数据采集

（1）利用历史影像资料。宁夏第二次土地调查的影像资料与农村土地调查利用数据套合，分析数据资料，根据影像纹理特征，从旱地（013）中解译出2009年的硒砂瓜种植区域和枣树的种植区域，然后将数据从1980西安坐标系转换为2000国家大地坐标系，统计其面积，作为2009年硒沙瓜种植区域和面积。从园地中提取了压砂地中枣树种植的区域和面积。

（2）2014年宁夏第一次地理国情普查数据中，已对硒砂瓜的种植区域和枣树种植区域做调查，可以从地理国情普查数据中直接提取2014年硒砂瓜地和枣树的种植区域，统计其面积，作为2014年硒沙瓜种植区域和面积及老化的硒砂瓜地种植枣树的区域和面积。

（3）2016年硒砂瓜、枣树数据采集。通过内外业相结合的综合调绘法，调查2016年硒砂瓜种植区域和面积。

1）内业解译

以遥感正射影像为基础，采用自动分类提取与人工解译结合的方式，根据硒砂瓜地和枣树的的影像特征进行人工解译分类，无法确定的通过外业调查确定其地物覆盖范围。

2）外业调查底图制作

在内业信息分类与解译提取的基础上，基于影像，叠加部分第一次地理国情普查数据以及判读解译的硒砂瓜地和枣树园地信息，对矢量数据进行符号化，并有选择性的对部分名称、属性进行标注，制作外业调查底图，为外业调查与核查提供工作底图。

3）外业调查与核查

对内业分类与判译工作中无法确定边界和属性的硒砂瓜地和枣树种植地，以及无法准确确定类型的图斑，进行实地核实确认和补调。

4）内业编辑与整理

对外业调查与核查成果进行整理，根据外业调查成果对数据层进行编辑、修改，形成硒砂瓜地和枣树分布范围数据。

（4）硒砂瓜及枣树种植区域数据库建立。对2009、2014、2016年三期数据进行入库检查和预处理后，建立硒砂瓜及枣树种植区域数据库，统计监测区的三期种植面积[2]。

4.2 监测数据分析

本次监测利用2009、2014、2016年监测区遥感和GIS数据，统计出沙坡头区不同区域硒砂瓜地的面积，为沙坡头区硒砂瓜生产提供指导性数据；硒砂瓜和枣树种植面积、分布范围与《中卫市统计年鉴》中的有关耕地种植数据结合，通过对硒砂瓜地的生态足迹和生态承载力的计算和分析以及对硒砂瓜地的生态供给和需求状况进行分析的基础上，引入耕地生态承载力供需平衡指数(EI)对沙坡头区硒砂瓜地的生态供需平衡关系进行分析，从而评价香山地区硒砂瓜种植区可持续发展能力。

（1）硒砂瓜地生态足迹与生态承载力分析

生态环境评价是保护生态环境，落实科学发展观，实现经济可持续发展的必要前提。中卫市沙坡头区6个乡镇为宁夏硒砂瓜的主要种植区域，该区域硒砂瓜种植农户近万户，涉及环香山地区干旱带10万多农民，这种压砂农业工程引发的生态系统变化可能会引发潜在的生态安全、土地退化、大面积病虫害发生。因此，通过生态足迹及生态承载力等方法和技术手段评价硒砂瓜地生态足迹及生态承载力的关系对于了解和掌握硒砂瓜地可持续发展具有十分重要的意义。

生态足迹是指能够持续地提供人口消费的资源和消纳其产生的废物且具有生物生产力的地域空间。

耕地生态承载力是区域内真正拥有的生物生产性耕地面积，是一种真实的耕地面积，反映了耕地生态系统对人类活动的供给程度。

通过对沙坡头区6个乡镇硒砂瓜地生态足迹和生态承载力的分析表明；整体上硒砂瓜人均生态足迹呈现先增加后降低的趋势，在2009年-2012年生态足迹呈上升趋势，2012年-2016年生态足迹呈下降趋势。生态承载力的变化趋势完全和生态足迹的变化趋势相一致。整体上硒砂瓜种植地生态呈现生态赤子现象。这说明人类对硒砂瓜地的生态足迹要整体上高于生态承载能力。

（2）沙坡头区硒砂瓜种植区可持续发展能力分析评价

依据硒砂瓜地种植区生态足迹和生态承载力的分析结果，我们对该区域2009-2016年6个乡镇的生态可持续发展指数进行了计算和分析评价。分析结果表明：宣和镇硒砂地可持续发展能力呈现出先增大后减小的趋势，硒砂瓜地可持续发展能力由稍小状态转变为稍大状态，最后转变为稍小状态。永康镇硒砂瓜地可持续发展能力呈现出先增大后减小的趋势。常乐镇耕地可持续发展能力指数呈现波动变化的趋势。香山乡耕地可持续发展能力呈现先增大后降低变化趋势，但变化不大。兴仁镇耕地可持续发展能力呈现出先增大后减小的趋势。

5 硒砂瓜地可持续发展建议

5.1 提高耕地生态承载力

提高耕地生态承载力，实质是提高耕地总面积，应“开源节流”，齐头并进。加强对农业结构调整的引导。以增加耕地为主，合理引导种植业内部结构调整，确保不降低耕地保有量。切实提高耕地质量，加大中低产田改造力度，积极开展农田水利基础设施建设，不断提高耕地综合生产能力。加大有机肥、菌肥的投入，减少化肥施用量，减少土壤污染。耕作方式上，在实行不同农作物轮作的同时，要适当增加养地作物，如绿肥和豆科作物的比重，达到用养结合。

5.2 对硒砂瓜地进行有计划的轮作倒茬

通常来讲，在同一块地里连续种植同一种作物，就会产生连作。作物连作以后，即使在正常管理的情况下，也会产生产量降低、品质变劣、生育状况变差。压砂地一旦铺成，只能连作，几年后势必造成土壤养分的平衡被打破、病虫危害也日趋严重，直接导致产量和品质的下降。而解决这一问题往往通过轮作倒茬的方式来解决。通过作物间的相互倒茬，从而提高土壤的抗病害能力，实现硒砂瓜地持续利用。

5.3 通过种植枣树实现老砂田可持续利用

硒砂瓜栽培模式是西北地区农民为抵御干旱而独创的一种种植模式。但砂地种植25年后风化砂化现象严重，抗旱性能逐步减弱，效益较低，直至撂荒。因此，在砂地适时进行造林，既解决了砂地可持续利用问题，又为本地区改善生态环境，防止水土流失创出了一条途径。砂地造林应选择大于25年的砂地，造林树种以群众易于接受的耐干旱、耐瘠薄的枣树等树种为主。造林中如结合退耕还林工程的实施，大面积发展生态型经济林、防护林，经济效益、生态效益将更为显著。但是基于水分平衡的原理对于老砂田种植枣树密度一定要适宜，否则造林密度过大，容易导致砂田深层土壤的旱化，从而降低或失去枣树的经济效益。

5.4 探索硒砂瓜地种植结构新的发展模式

随着种植年限的增加硒砂瓜产量呈明显下降趋势，这说明硒砂瓜地20年后，压砂覆盖的优点丧失，若无别的后续产业，大规模的硒砂瓜地总有一天会因土壤肥力弱化而无法种瓜。因此要想实现硒砂瓜地的可持续发展，要在硒砂瓜种植技术和种植模式上要进行积极地探索。

6 结束语

通过持续地理国情监测，为当地政府准确掌握硒砂瓜的种植情况，提供最可靠的数据。这些数据是政府搞好宏观经济调控、促进持续发展的重要决策依据。这正是进行地理国情普查和持续监测的重要意义。

参考文献：

[1]GDPJ01-2013《地理国情普查内容与指标》（国家测绘地理信息局）[S].国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室，2013.

[2]GDPJ03-2013《地理国情普查数据规定与采集要求》（国家测绘地理信息局）[S].国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室，2013.