基于ArcGIS的江山市玉米種植適宜性評價及建議

仇軼歆

[摘 要] 利用ArcGIS軟件，對浙江省江山市種植玉米的適宜性進行評價，旨在為耕地的科學管理及可持續利用提供參考依據。通過收集資料，將土壤圖、土地利用現狀圖和行政區劃圖疊加確定評價單元，結合層次分析法，選取土壤供水、土壤供肥、土壤侵蝕、土壤供氧4項指標，對江山市種植玉米適宜性進行定量評價。

[關鍵詞] 玉米種植；ArcGIS；適宜性評價；江山市

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2018）14-91-2

玉米屬于禾本科一年生草本植物，是世界上分布最廣泛的糧食作物之一，其種植面積僅次于水稻和小麥，是全世界總產量最高的農作物。由于玉米具有生育期短、產量高、抗病能力強、生長發育快等優勢，深受我國廣大農民的青睞，同時還能為農民帶來非常可觀的收入，因此種植及推廣意義重大。

本文以浙江省江山市為研究區域，借助地理信息系統技術ArcGIS等相關軟件，采用層次分析等評價法對種植玉米適宜性進行評價，旨在為該地土壤資源的科學管理和可持續利用提供保障，為農業生產活動、種植結構布局、農業經濟發展等提供依據。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

江山市地處浙閩贛三省交界處，是浙江省的西南門戶和錢江源頭之一，位于東經118°22′37″～118°48′48″、北緯28°15′26″～28°53′27″。東臨遂昌縣，南鄰福建省浦城縣，西接江西省玉山縣和廣豐縣，北連衢州市、衢江、柯城。總面積2 019 km2，地形多樣，以山地丘陵為主，素有“七山一水二分田”之稱，地勢東南高、西北低，中部為河谷地帶。地處亞熱帶季風氣候區，受地形影響，兼有盆地氣候的某些特點。夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，熱量充足，降雨豐富，雨熱同期。港江是當地主要河流，受降水變化影響明顯。

1.2 數據來源

本研究數據來自2005年以來的浙江省土地利用類型調查資料（包括基本耕種情況、土壤分析數據）、江山市基本情況以及相關數據資料和文本資料。空間數據包括浙江省土地利用類型圖、江山市土壤類型、江山市行政邊界圖以及土地利用現狀圖、江山市DEM高程圖。

2 研究方法

2.1 評價單元的確定

評價單元是對土地質量具有關鍵影響的各土地要素組成的空間實體，是土地評價的最基本單位、對象和基礎圖斑。評價單元的確定直接關系到土地評價質量和工作量的大小及評價結果的應用。為使評價單元空間界線與行政隸屬關系、土地利用類型及土壤類型一致，利用ArcGIS軟件的Intersect工具，將土地利用現狀圖、土壤圖和行政區劃圖進行疊加分析，并提取出土地利用類型為水田、旱地的部分，將這兩部分土地作為耕地，以此為評價單元，共生成446個評價單元[1]。

2.2 評價指標的選擇

由于研究區域范圍較小，氣候要素相對一致，因此，耕地適宜性評價可以根據該區域耕地的自然環境要素、土壤理化性質等要素的綜合特征揭示其潛在生產力。在選擇評價指標時，綜合考慮江山市的地域特點，結合實際情況，依據針對性、主導型、穩定性、可操作性等原則，運用專家經驗法，確定了土壤供水、土壤肥力、土壤侵蝕、土壤供氧4項指標，具體包括水源、土層厚度、土壤有機質、土壤孔隙度、土壤質地及地形坡度等因子。

2.3 評價指標權重的計算

由于各個評價指標對玉米種植適宜性有著不同的影響，不同因素有不同的權重分配，不同級別的因素對評價對象的貢獻函數也不同。各個評價指標權重采用層次分析法確定。本文結合研究區的實際情況，依據4個評價指標方面要素間的實際關系計算權重：

Wi=Ui/[i=1mUi]

W4=1/（1+1+2+2×4）=0.083

W3=1/12=0.083

W2=0.083×2=0.170

W1=0.170×4=0.670

貢獻函數值也就是P值，由不同影響因素的級別進行判定。通常將貢獻函數值在各個因子最合適時定為100，在各因子最不合適時定為0，并依據與函數值按各參與因子與貢獻函數值的線性關系計算和確定相應的數值[2]。

就供水條件對種植玉米適宜性影響而言，可將供水為一級時，認為非常適合的指標貢獻函數是P1i=100；將供水為二級時，認為比較適合的指標貢獻函數為P2i=67；將供水為三級時，認為不適合的指標貢獻函數為P3i=33；將供水為四級時，認為非常不適合的指標貢獻函數為P4i=0。

2.4 綜合指數的計算與分級方式

為基于柵格單元計算出相應的評價分值R（T），可以將不同土地等級的質量數據文件轉換為與評價指標等級相對應的指標值，具體計算表如表1所示。

3 結果與分析

江山市非常不適宜及不適宜的耕地面積占了大部分，較適宜及適宜的面積較少。通過具體計算，江山市適宜玉米生長的耕地面積為78.42 hm2，占總面積的2.15%；較適宜的耕地面積為114.90 hm2，占到3.14%；不適宜的耕地面積為349.51 hm2，占到9.56%；非常不適宜的耕地面積為3 111.97 hm2，占到85.14%。可知，江山市絕大部分耕地不適宜種植玉米。

4 對策及建議

對于適宜種植的區域，應充分利用該區域玉米種植生產的優勢，在原有的基礎上進一步擴大玉米種植范圍，選擇穩定性好的優良品種，采用高產栽培技術。玉米植株高大，要求精耕細作，科學管理。例如，根據玉米的生長情況，繼續增施有機肥料，增加土壤有機質含量，同時提高化肥利用率，防止土壤酸化。同時及時灌溉，進行科學的田間管理，爭取穩產的基礎上提高產量水平。

對于較適宜種植的區域，在高產玉米種植要求土質深厚、疏松透氣、結構良好的情況下，由于江山市丘陵較多，因此要平整地塊，選擇土壤質地疏松及深厚的土層。施肥時要注意氮、磷、鉀等微量元素的科學搭配，深施基肥，增施氮肥，以滿足玉米幼苗的生長需要。總之，遵循因地制宜的原則，通過各種技術手段促進玉米產量的提高，并在此基礎上擴大玉米的種植面積。

對于不適宜種植的區域，可以在播種前進一步考察土壤情況，根據玉米生長的需要，創造一個優良的土地條件，為玉米生長打下基礎。玉米的生長對水分的需求量較大，除苗期應適當控水外，其他時期要及時滿足玉米生長過程中對水分的需求，可以采取節水灌溉等灌溉方式。而在降水偏多的時候，會影響光照，引發病害，導致倒伏和雜草等危害，進而影響玉米產量和品質。因此，要加強建設水利工程，完善基礎配套設施。同時還要協調氮磷鉀及微肥比例，實行有機無機結合，改良土壤理化性狀。

對于非常不適宜種植的區域，對水源、土層厚度、土壤有機質、土壤孔隙度、土壤質地及地形坡度等進行綜合分析，盡量創造條件進行耕作，盡可能滿足玉米的生長需求。

總之，通過收集資料，將土壤圖、土地利用現狀圖和行政區劃圖疊加確定評價單元，結合層次分析法，選取土壤供水、土壤供肥、土壤侵蝕、土壤供氧4項指標，對江山市種植玉米適宜性進行了定量評價，可以不斷擴大玉米種植面積，推廣玉米種植技術，可以提高玉米產量，增加玉米種植戶的經濟收入。

參考文獻

[1]鐘德燕，常慶瑞.基于GIS的黃土丘陵溝壑區耕地地力評價研究[J].農機化研究，2012（6）：13-18.

[2]王路明，常慶瑞，白雪嬌.基于GIS的陜西省定邊縣耕地種植玉米適宜性評價[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2014（3）：105-110.