基于ArcGIS的浦江县玉米种植适宜性评价

顾兴丽 岑雨欣

（西华师范大学生命科学学院，四川 南充 637009）

0 引言

土地适宜性分析是一种土地评估方法，可以确定特定作物生产的主要限制因素，是制订土地利用计划、保护农业用地和优化土地利用结构的第一步。同时，开展土地适宜性分析使决策者能够开发用于提高土地生产力的作物管理系统。近几十年来，我国部分地区土地资源逐渐退化，因此，有必要评估和确定我国各地土地开发利用的潜力和局限性，以通过种植特定作物等方式提高土地生产力。

目前，国外诸多学者针对农作物种植土地进行了适宜性评价。例如，学者对伊朗北部Gonbad-Kavous地区的蚕豆种植适宜性评价，对伊朗西北部的油菜籽生产适宜性评价，以及对土耳其丘陵地带的农业适宜性评价。我国相关学者也对此开展了许多研究。例如，欧业宁等对贵州省福泉市典型喀斯特地区茶树种植开展适宜性评价，建立了不受人为因素影响的数学评价模型；蒋玉梅等对广西壮族自治区桂林市罗汉果种植地的适宜性进行了综合评价，结果表明桂林市半山坡和丘陵地带更适宜种植罗汉果；习文勇等结合层次分析法和模糊数学方法，对湖北省通山县柑橘种植适宜性建立了评估模型；陈蕾等运用生态位适宜度模型对江西省土地的茶叶种植适宜性进行了评价。

玉米是世界总产量最高的农作物，可作为人类食物和动物饲料。在伊朗等国家，大于15%的玉米用作人类食品，约85%用作动物饲料。玉米粒含有约5%的脂肪、10%的蛋白质、75%的淀粉、1%～3%的糖以及纤维和矿物质。玉米是一种优质谷类作物，在世界范围内广泛种植。然而，玉米种植需要一定的环境条件，包括土壤（钙质、盐碱和钠质土壤）、气候和地形。钙质、盐碱和钠质土壤分别以高碳酸钙当量和pH值（pH值＞7.5）、高电导率（＞ 4 S/m）和高钠（＞15%）而闻名。由此可见，玉米种植对环境条件要求较高。但其又因具有生长周期短、高产、稳产等优势，带来的收入非常可观，因此，推广种植玉米意义重大。

笔者以浦江县为研究区域，根据水、肥、氧和侵蚀力4个评价指标要素间的实际关系，计算得到各因子的权重和贡献函数值，运用ArcGIS进行叠加分析和加权求和，对浦江县各地玉米种植适宜性进行评价。该研究对浦江县的玉米种植地选取有一定的借鉴意义。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

浦江县位于我国浙江省中部（119°42′～120°07′E，29°21′～29°41′N），面积920 km，北部以低山丘陵为主，南部以河谷、盆地为主，地形整体由西北向东南倾斜。浦江县为亚热带季风气候区，年均温 16.8 ℃，全年光照充足，年平均无霜期248 d，年平均日照时间1 762.1 h。该地最冷月平均气温4.6 ℃，最热月平均气温28.6 ℃；降水较为充足，年均降水量 1 470.4 mm；但由于季风交替，干湿季较为明显，雨季为3—9月，雨季降水量占全年总降水量的76%，年平均蒸发量为1 306.3 mm。此外，浦江县耕地面积共 8 604.32 hm，其 中 水 田 最 多，占81.13%，面 积 约 6 980.73 hm；旱地占18.87%，面积约1 623.59 hm。该地现有葡萄、山地蔬菜、茶叶、桃形李、香榧等五大产值过亿农业产业，有“江南吐鲁番”之称。

1.2 数据来源

该研究中使用的浦江县高程数据来源于地理空间数据云平台（http://www.gscloud.cn），土地分析数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心（http://www.resdc.cn）。

1.3 研究方法

1.3.1 确定评价对象的影响因素和因子。根据玉米生长特点，选取水源、土层厚度、有机质含量、土壤孔隙度、土壤质地和地形坡度作为供水、供肥、供氧和抗侵蚀力等评价对象的影响因子，如图1所示。

1.3.2 计算各因素的权重和贡献函数值。

1.3.2 .1 因素权重计算。因为各影响因子（=1，2，3，4）对评估目标的贡献大小和适用性是不同的，所以可以认为各个级别的因子对于评估目标的贡献函数值（P）也是不同的。权重（）的计算方法是将4个因素按重要性排队，、、、按倍数关系比较相互之间的重要性：即令的重要性为1；的重要性同，为1；的重要性是重要性的2倍；的重要性是重要性的4倍。即各影响因子F对应的权重：=0.67，=0.17，=0.08，=0.08。

1.3.2 .2 贡献函数值计算。根据不同的影响因子，可以确定贡献函数的数值。通常把最适合指标的函数贡献值设为100，把最不适合指标的函数贡献值设为0，则各个等级的分值分别为：=100，=67，=33，=0。例如，对供肥因素，按照上面4个等级，最适合的土壤有机质贡献函数值是100，最不适合的土壤有机质贡献函数值是0。也就是，土壤为水稻土的最适合，指标贡献函数为=100（供肥为一级）；土壤为黄壤、紫色土的较适合，指标贡献函数为=67（供肥为二级）；土壤为红壤、石灰岩土的勉强适合，指标贡献函数为=33（供肥为三级）；土壤为粗骨土的不适合，指标贡献函数为=0（供肥为四级），如表1所示。

表1 各因素的赋值等级

图1 评价对象的影响因素和因子

1.3.2.3 土地适宜性评价计算。根据各因素的赋值等级对应的指标，将不同土地质量数据R划分为相应的等级，就可以计算出基于栅格单元的评价分值，如公式1所示。

式（1）中：为因素；为因子。计算过程如表2。

表2 各因素的权重和贡献函数值

1.4 技术路线

在收集浦江县相关数据的基础上，运用专家经验法选取土地适宜性评价的指标，运用ArcGIS软件计算评价因子数据，对每个评价因子进行叠加分析和加权求和，最后得到浦江县各单元的适宜性评价总分。技术路线见图2。

2 结果与分析

根据浦江县土地的耕地适宜性分析中选定的评价因子的权重，对供水、供肥、供氧与抗侵蚀4个因子进行加权求和并进行重分类，综合分值≥60的等级为较好，即高度适宜区；位于［40，60）区间的等级为优良，即一般适宜区；位于［20，40）区间的等级为中等，即条件适宜区；＜20的等级为差，即不适宜区。

由表3可知，浦江县旱地玉米种植适宜性评价差的为0.16 km，占旱地总面积的1%；中等的为 5.29 km，占旱地总面积的41%；优良的为6.50 km，占旱地总面积的51%；较好的为0.87 km，占旱地总面积的7%。总体来说，浦江县旱地适合种植玉米。

表3 浦江县旱地面积玉米种植适宜性

图2 研究框架

耕地高度适宜地区主要集中在浦江县东南部仙华街道、郑家坞镇的平原地区及花桥乡西南部地区，像元个数为38个，共计0.87 km，占旱地总面积的7%。该地区地势平坦，便于开展农业活动，土壤肥沃，可为玉米的生长提供充足的养分；且位于东南季风的迎风坡向，水热条件佳，所以适宜进行农业生产。

耕地一般适宜地区主要集中在北部的檀溪镇、中余乡以及东南部的岩头镇、郑宅镇和白马镇，像元个数为360个，共计6.50 km，占旱地总面积的51%。该地区面积较大，地势也较为平坦，较适合农田开垦，水热条件也都较好，适宜玉米等农作物的生长，可作为农业生产地区。

耕地条件适宜地区主要集中在东南部渭南街道和黄宅镇，像元个数为293个，共计5.29 km，占旱地总面积的41%。该地区土壤条件合适，但地块较为破碎，不适宜开展农业活动，所以耕地适宜性较低。

不适宜地区主要集中在浦江县西北部山地，涉及虞宅乡和大畈乡，像元个数为9个，共计0.16 km，占旱地总面积的1%。该地区地形起伏较大，距离水源地较远，作物灌溉成本较高，不宜用作耕地。

3 结论

浦江县旱地玉米种植适宜性评价结果为差的面积为0.16 km，占旱地总面积的1%；中等的为5.29 km，占旱地总面积的41%；优良的为6.50 km，占旱地总面积的51%；较好为0.87 km，占旱地总面积的7%。总体来说，浦江县旱地适合种植玉米。此外，评价因子的选取还有待补充，评价因子的量化还有待进一步研究与讨论。