基于GIS的定西市农用地适宜性评价分析

李鹏飞

（长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安 710054）

0 引言

人地关系历来是研究者关注的重大科学问题之一［1］，土地作为一种有限资源，如何合理利用一直是人们关注的问题。随着人口数量的不断增加，土地占用率不断扩大，人地矛盾日益突出，生态环境频受威胁。在此背景下，土地适宜性评价的工作显得格外重要，该工作可为土地的合理利用做出一定的指导和规划。目前国内已经有很多相关研究［2-3］，研究范围从全国、各省区市、各地级市等依次开展，且对大中小尺度范围的研究仍在持续。研究内容上，从农用地的单一性适宜性评价到基于GIS 的多种土地类型适宜性评价，再到整合多种方法的土地适宜性综合评价，评价内容一直不断完善。土地适宜性评价需要选取不同的指标，一般指标主要由自然因素和社会经济因素组成，对于农业用地评价来说，自然条件占比较大。评价方法主要体现在确定评价因子及其权重和综合评价方面。在确定因子权重方面，常用的方法有德尔菲法、线性回归法、层次分析法、模糊综合评判法、调试法等［4-5］。虽然目前对土地适宜性评价已开展了大量研究，但对地级市的研究依然存在空缺。定西市作为甘肃省的下属地级市，其位于半干旱区。全市以渭河为界大致分为南北两大部分，北部为黄土丘陵沟壑区（包括安定区、通渭、陇西、临洮和渭源北部），南部为高寒阴湿区（漳县、岷县和渭源南部），前者位于中温带半干旱区，降水少温差大，后者为暖温带半湿润区，海拔高气温低。整体来看，定西市由于自然条件的影响，农业种植受到很大限制，对定西市农业用地进行适宜性评价分析对于当地农业土地的规划和合理利用具有重要的价值和意义。

1 研究区概况

定西市位于甘肃省中部，北部与兰州市和白银市接壤，东部与和平凉市及天水市毗邻、南部接壤陇南市、西邻甘南州和临夏州。因地处黄土高原、青藏高原及西秦岭山地交汇处，地势起伏较大，且土地破碎化严重，自西南向东北倾斜，海拔约2 577.3 m。就干湿情况而言，处于中温带半干旱区，气候相对干旱，冬季寒冷干燥，夏季炎热少雨，年均气温在5.7 ℃～7.7 ℃之间，年均降水量为350～600 mm，蒸发量达1 400 mm以上。截至2020年末，定西市总面积1.96万km2，总耕地面积约82.70 hm2，第一产业增加值为89.8 亿元，同比增加11.8 亿元，增长5.9%，增速在甘肃省位居第三，对GDP 的贡献率达26.5%。截至2021 年末，全年种植各类农作物55.16 hm2，比2020 年增长1.6%，其中，粮食作物约40.07 hm2，经济作物约14.57 hm2，马铃薯、中药材、蔬菜等特色优势产业种植面积分别达到18.21 hm2、9.05 hm2、3.27 hm2。

2 数据来源及适宜性评价指标构建

本研究采用的数据主要包括DEM 数据、温度数据和降水量数据。DEM 数据来源于地理空间数据云（http：//www.gscloud.cn/），其空间分辨率为30 m。温度与降水量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）资源环境科学数据注册与出版系统的中国气象要素年度空间插值数据集，选择2020 年的温度与降水量数据，其空间分辨率为30 m。

根据实地情况和前人研究，在遵循全面性、主导性、稳定性和可操作性的选取评价因子原则的基础上，本研究主要选取自然因素高程、坡度、坡向、降水和温度作为评价指标，通过各指标对定西市的农用地适宜性进行评价（见表1）。由于每个指标对农业用地的贡献率并不一致，故通过总结已有研究，运用层次分析法（AHP）提取各指标权重，该方法的优点在于可将问题分解，构建出评价模型，比较因子重要程度，计算过程在YAAHP 软件中进行［6-7］。根据以上方法计算，最后确定自然指标因子高程、坡度、坡向、降水和温度的权重分别为0.230 2、0.122 8、0.133 59、0.182 7、0.228 4。

表1 评价因子质量分等定级标准

3 定西市农用地适宜性评价

3.1 定西市农用地适宜性评价

基于《土地评价纲要》的基本内容，根据实际情况，将定西市农用地适宜性分成4 个等级，分别为适宜、较适宜、较不适宜和不适宜［8-12］。适宜表示自然条件相对较好，适合农作物生长。较适宜表示土地生长环境一般，各项因子对农作物有轻微的限制性，生产效益一般。较不适宜代表各项因子对农作物有明显的制约性，农业生产效益很低。不适宜指示不能种植农作物，适合其他用地类型，如林地［13-15］。根据适宜农业种植的条件，对自然因素的适宜性划分等级。高程限制农业种植的类型和面积，高程越高适宜性越差，坡度越大越不利于农业种植，坡向分为阳坡和阴坡，阳坡适宜农作物生长，而阴坡正好相反，根据海拔高低、坡度大小、坡向朝向分成5、4、3、2 四个等级，等级越高，越利于农作物生长。温度和降水对农作物生长是至关重要的，不同的温湿环境和水热条件组合影响农作物的种类、种植、生长、收成等一系列过程，本研究选取了定西市2015 年年平均气温、年降水量作为参考，资料显示平均温度在-4 ℃～11 ℃之间，降水量约为270～530 mm，相对多的降水量和温度适宜农作物的生长，根据温度高低和降水量同样分成5、4、3、2四个等级，等级越高，水热条件越好。定西市适宜性评价因子等级分布如图1所示。

图1 定西市适宜性评价因子等级分布图

通过对各评价因子划分等级，将等级赋予对应的权重，基于ArcGIS 软件得出定西市农业用地的适宜性评价结果如图2 所示。由适宜性评价结果可以看出定西市适宜农业种植的区域主要分布在西北、东北和东部地区，对应的县域主要为临洮县、安定区、渭源县、通渭县、陇西县和漳县的大部分地区，岷县由于海拔相对较高，气温相对较低，全年适合农作物生长的时间较少，不利于大规模的开展农业种植。其中最适宜开展农业种植的区域分布在河流沿岸，特点是海拔相对较低、水热条件好，统计得出面积约为2 462 km2，占定西市总面积的13%，其中通渭县、渭源县、陇西县和临洮县占比相对较大。较适宜农业种植的区域和适宜等级的区域相差不大，主要分布在适宜等级的周边区域，除此之外，安定区较适宜种植的区域较大，漳县南部也有分布，统计得出面积约为5 029 km2，占定西市总面积的26%。较不适宜农业种植的区域最大，面积为7 037 km2，占定西市总面积的36%，这是由于定西市海拔较高，处于黄土高原丘壑区域，地形破碎且复杂多样。除此之外，定西市水热条件相对较差，同样使得适宜开展农业种植的区域较少，较不适宜开展农业种植的县域主要分布在岷县东部、临洮县中部、安定区的部分区域及岷县和漳县的交界区域。不适宜开展农业种植的区域主要分布于岷县的大部分区域、临洮县的东部、漳县的西南部，以上区域分布主要因为海拔高、水热条件差、地势情况复杂，其面积约为4 808 km2，占定西市总面积的24%。

图2 定西市农用地适宜性等级

3.2 定西市农用地利用对策

由适宜性评价可以得出定西市适宜种植农作物的地区主要分布在地势较为平坦、有河流、水热条件好，开发利于农业发展的区域，结合当地的其他条件，因地制宜对于农业可持续发展是最好的选择。在适宜性种植区域，可大力种植粮食作物如小麦、玉米、马铃薯等，在较适宜种植农作物的区域可发展中草药种植，对于不适宜开展农作物种植的区域可以根据当地植物类型植树造林或种植当地植物。对不适宜开展农作物种植区域的已开发耕地可通过退耕还林或退更还草，改善生态环境。

通过分析，对定西市农业发展提出以下建议。首先根据实际情况深入推进农业供给侧结构性改革，打造集群化产业链，降低农户个人风险。政府引导农户种植，扩宽产业市场，实时提供最新的产业发展信息，保证生产与市场需求端的实时同步。坚持市场需求为导向，不断完善农业产业体系。其次要大力发展特色产业，加大对特色产业的资金投入，扩大特色种植业产业规模。以适应当地自然环境的农作物为突破口，打造区域农业作物品牌。加大特色作物的引进和种植，如马铃薯、中草药。除原产品的种植以外，坚持统筹谋划，推广合作互利模式，成立农作物组织，打造区域农产品品牌。鼓励生产加工，不断充实和完善产业链，善于利用电商平台，扩大产品的影响力和普及率。最后是增强农业抵御自然灾害的能力。引进专家组对农作物种植进行指导，提高农户的预防灾害意识。引进专业的生产设备，提高农业机械化的使用率，提高农业生产的产业效率。加大科技投入，引进高产抗病适应当地环境的改良作物，扩大农作物的受众面积，不断增强农业生产水平。

4 结论

本研究基于ArcGIS 平台，以甘肃省定西市为研究对象，对定西市农用地的适宜性进行评价。结果表明定西市适宜农业种植的区域主要分布在西北、东北和东部地区，分布区域整体上地势较为平坦、有河流分布、水热条件较好，对应的县域主要为临洮县、安定区、渭源县、通渭县、陇西县和漳县的大部分地区。经过分析认为，定西市可以根据实际情况深入推进农业供给侧结构性改革，大力发展特色产业，提高农业机械化的使用率等措施增强农业生产的水平。