基于GIS的魯東南山區小麥精細化綜合農業區劃分析與編制

摘要：為了編制魯東南山區小麥種植區劃圖，科學安排農業生產，提高小麥產量，增加農民收入。筆者對影響魯東南山區小麥種植的氣候因子、地形因子、土壤因子等分別進行分析，利用層次分析法給各影響小麥種植的因子賦予不同權重，同時考慮河流、土地利用類型等因素，利用GIS技術詳細編制了五蓮縣小麥種植的精細化綜合區劃圖。區劃圖表明：五蓮縣冬小麥種植適宜性分布表現出明顯的空間差異性，總體上適宜性由東南向西北逐漸遞減，最適宜區主要分布在中部、東南部及南部鄉鎮，西北部適宜性稍差。魯東南山區小麥精細化綜合農業區劃可作為指導魯東南山區小麥種植的科學依據。

關鍵詞：小麥;層次分析法;因子;區劃

中圖分類號：S565.2? 文獻標志碼：A? 論文編號：cjas18050013

0引言

山東省五蓮縣地處魯東南低山丘陵區，氣候溫和，雨量集中，年平均氣溫13.2℃。冬小麥是五蓮縣是主要糧食作物之一，2017年種植面積為2.67萬hm，占全縣耕地面積的2/3以上，產量占糧食總產量的1/2以上。同時冬小麥也是五蓮縣的重要農作物之一，冬小麥收成好壞，在糧食生產中具有舉足輕重的地位。

1資料和方法

氣象資料來源于五蓮縣氣象局大監站及各鄉鎮區域自動氣象站資料，其他資料來源于五蓮縣農業局、統計局等。根據五蓮縣小麥生育期各階段所需的適宜氣象條件，選擇出最有可能影響小麥生長氣候因子，并結合五蓮縣地形因子與土壤因子，采用層次分析法（AHP）分別賦予不同權重，利用GIS技術，經過加權平均，最終得到魯東南山區小麥種植的精細化綜合區劃圖。

2五蓮縣冬小麥精細化區劃因子的選擇與權重確定

五蓮縣冬小麥播種期一般在9月底至10月上旬，收獲期在5月底6月初。根據五蓮縣小麥生育期各階段所需的適宜氣象條件，選擇出最有可能影響小麥生長的積溫、降水等8個氣候因子;根據冬小麥對不同地形因子與土壤因子的適應性及影響程度不同，采用層次分析法（AHP）賦予不同權重，具體因子的選取及權重分配見表1。

3小麥精細化區劃因子及分級指標確定

3.1氣候因子

3.1.1全生育期≥10℃積溫（前一年10月1日—次年6月10日）? 五蓮縣冬小麥全生育期≥10℃積溫分布特征表現為由西部向東部逐漸減少。全縣最高值（2239℃）分布在西部邊緣和中部洪凝街道境內，逐漸向中部、東部減少，東部最低值為2112℃。全縣西部和東部相差127℃。

3.1.2冬前≥0℃積溫（10月1日—12月10日）? 冬前≥0℃積溫直接影響冬小麥的冬前壯苗葉齡指標和安全越冬，對冬小麥產量的提高具有十分重要的作用。五蓮縣冬小麥冬前積溫整體南部高于北部，最高值分布在五蓮縣中部，西南部及東南部次之，最高區范圍在716?723℃，北部地區最低，冬前積溫為685℃。

3.1.3 12月—次年2月負積溫? 12月—次年2月負積溫主要影響冬小麥春化作用，五蓮縣冬小麥12月—次年2月負積溫分布區域性明顯。西南部地區負積溫最少，隨緯度升高負積溫逐步增多，南部暖于北部呈帶狀分布，負積溫范圍為-171?-145℃。

3.1.4 2月下旬—3月上旬日平均溫度穩定通過3℃日期日平均溫度穩定通過3℃日期主要影響冬小麥返青的早晚。經統計，五蓮縣2月下旬—3月上旬日平均溫度穩定通過3℃日期出現時間接近，在3月6日—3月8日左右。東北部、北部最晚，西南部最早。

3.1.5 3月下旬—4月≤0℃天數? 3月下旬一4月≤0℃天數是春季冬小麥受低溫冷害影響的關鍵指標。由于五蓮縣3月下旬—4月≤0℃天數均為0，所以對冬小麥生長影響不大。

3.1.6灌漿期（5月11日—6月5日）輕干熱風日數? 干熱風是影響冬小麥生長及產量形成的重要農業氣象災害，五蓮縣冬小麥灌漿期輕干熱風出現日數由西北部向東南遞減，總體上日數差別不大，最少日數為5天，最多日數為8天。

3.1.7灌漿期（5月11日—6月5日）重干熱風日數? 五蓮縣冬小麥灌漿期重干熱風出現的日數由五蓮縣西北部向東南部逐漸減少。五蓮縣重干熱風50年內出現最多為9天，東南部最少區域出現5天。

3.1.8全生育期降水量? 五蓮縣冬小麥全生育期降水量整體相差不大，自西南部向北部遞減，生育期最少降水量出現在西北部和東北部邊緣，約為219.6?222.9 mm，最多分布西南部的石場鄉、街頭鎮、洪凝街道南部、中至鎮南部邊緣，降水量在233.1?236.1 mm。

3.2地形因子

3.2.1海拔高度? 海拔高度作為重要地形因子，對農作物有重要影響，一般作物適宜在海拔較低的平原地區生長。五蓮縣地處魯東南低山丘陵區，境內群山連綿，山地、丘陵占總面積的86%。海拔高度差大，最低14m，最高662 m，北部、東南部部分地區海拔最低在100 m以下，西南至東北海拔在300 m以上。研究發現海拔越高對冬小麥生長發育越不利，因此本文將海拔高度分級并賦予分值：0?50 m分值1，50?100 m分值0.8，100?300 m分值0.6，300?500m分值0.4，>500 m分值0.2。

3.2.2坡度? 坡度影響作物種植和生長，一般作物適宜在平原地區或山間平地生長，如坡度超過10°，會影響農作物生長，如坡度超過30°，不適宜種植作物。五蓮縣地處山區，境內坡度差大，最小的坡度為0°，最大的坡度為41°。坡度越大越不適宜種植小麥，將坡度分級并賦予分值：0°?1°為1，1°?5°為0.8，5°?10°為0.6，10°?20°為0.4，20°?30°為0.2，>30°為0。

3.2.3坡向? 坡向是否向陽影響光照和溫度的高低，南向坡光照好，溫度高，利于作物生長，北向坡則反之。五蓮縣坡度差大，坡向差也大，很多坡為偏北坡，不利作物生長。根據坡向的小氣候特征，將坡向分級并賦予分值：南向1，東南和東向0.8，西南和東北0.6，西向和西北0.2，北向0.2。

3.3土壤因子

3.3.1土壤類型? 五蓮縣地形復雜，土壤分布復雜，土壤多樣化程度較高，區內土壤主要有棕壤土、褐土、潮土和砂姜黑土共4類，其中棕壤土在分布最廣，占土壤面積高達87%。根據土壤的質密性、保水性越好，沉積時間越長對冬小麥發育生長越有利，將土壤類型賦予分值：潮土0.9、砂姜黑土0.8、褐土0.6、棕壤土0.5。

3.3.2土壤質地? 土壤質地是根據土壤的顆粒組成劃分的土壤類型。土壤質地一般分為砂土、壤土和粘土三類，是土壤物理性質之一，由于不同質地的土壤養分、透水性和土壤理化性質不同，因而不同土壤質地對農作物有一定的影響。五蓮縣土壤性質有壤土、沙壤土、粘壤土、粉砂壤土4類，其中以沙壤土分布最廣，壤土、粉砂壤較少，粘壤土最少。賦值情況為：沙壤土1.0，壤土0.9，粘壤土0.5，粉砂壤土0.8。

3.3.3土壤腐殖質厚度? 腐殖質層含有較多的為植物生長所必需的營養元素，常作為評價土壤肥力的標準之一。五蓮縣絕大部分地區腐殖質厚度0?3 cm，有些地區腐殖質厚度為0，北部、南部零星地段腐殖質厚度5?10 cm。腐殖質厚度越厚，越有利于冬小麥的生長發育，賦值情況為：0 cm分值0，0?5 cm分值0.2，5?10 cm分值0.4，10?15 cm分值0.6。

4五蓮縣冬小麥精細化區劃結果

4.1五蓮縣冬小麥氣候因子精細化區劃結果

將影響小麥生長發育的8個氣候因子進行加權綜合，得到氣候因子精細化區劃（圖略），結果表明，五蓮縣冬小麥氣候適宜性由東南向西北依次降低，分成最適宜、適宜、一般適宜3部分。適宜區面積最大。最適宜區主要包括潮河鎮、叩官鎮、戶部鄉東部、街頭鎮東南大部。

4.2五蓮縣冬小麥地形因子精細化區劃結果

從地形因子的角度，五蓮縣冬小麥適宜性分布沒有明顯地域規律（圖1），不同等級在各個鄉鎮、街道均有分布。總體上適宜性北部、東南部強于中部、西南部。大部分地區處于適宜和最適宜種植區。

4.3五蓮縣冬小麥土壤因子精細化區劃圖

從土壤因子的角度，五蓮縣冬小麥最適宜和一般適宜區分布較為分散，大部分處于一般適宜種植區，土壤適宜性一般。最適宜區分布比較分散，在各鄉鎮、街道均有分布，其中許孟鎮、潮河鎮所占比重較大（圖2）。

4.4五蓮縣冬小麥精細化綜合農業區劃圖

為了使區劃更加精確，在考慮氣象、地形、土壤三大因子的區劃基礎上，進一步考慮五蓮縣河流和土地利用類型，即將河流及草地、林地、城鎮、裸地等排除，得到五蓮縣冬小麥精細化綜合農業區劃圖（圖3）。

5結論

五蓮縣冬小麥種植適宜性分布表現出明顯的空間差異性，總體上適宜性由東南向西北逐漸遞減，最適宜區主要分布在中部、東南部及南部鄉鎮，西北部適宜性稍差。

參考文獻

[1]朱秀紅.五蓮縣氣象災害變化規律分析及農業對策研究[J].河北農業科學，2008，4：90-93.

[2]朱秀紅.五蓮縣近45年氣候變化特征分析[J].山東氣象，2008，3：22-24.

[3]袁媛，瑚波，雷蕾，等.GIS支持下的商南縣小麥生態適宜性評價及種植區劃[J].中國農學通報，2017，21：7-14.

[4]韓寶山，韓寒.淇縣優質小麥農業氣候區劃分析[J].農民致富之友，2013，24：233.

[5]郝慧芳.河南小麥生產農業氣象災害風險分析及區劃[J].北京農業，2015，12：185.

[6]田站，梁卓然，史軍.近50年氣候變化對中國小麥生產潛力的影響分析[J].中國農學通報，2013，9：61-69.

[7]程芳芳，王玉崗，李紅衛，等.鄭州市優質小麥精細化農業氣候區劃[J].農學學報，2014，3：88-92.

[8]王舒淇，李志光.延津縣冬小麥農業氣候條件分析與區劃研究[J].農技服務，2016，1：141-142.

[9]郭才昌.臨夏小麥種植氣候生態類型區劃及評價[J].中國農業信S，2016，19：81.

[10]陳楠，黃玉芳，馮雪.基于GIS的菏澤市高溫災害風險評估與區劃[J].中國農學通報，2016，35：184-187.

[11]魯永新，張中平，曹利民，等.云南小麥種植氣候生態類型區劃及評價[J].浙江農業學報，2013（4）：689-695.

[12]王東，于陣文，張永麗.山東強筋和中筋小麥品質形成的氣象條件及區劃[J].應用生態學報，2007（10）：2269-2276.

[13]朱秀紅，李秀珍，姚文軍，等.基于SPSS的日照市小麥產量年景預測模型[J].中國農學通報，2010（2）：295-297.

[14]趙廣才，中國小麥種植區劃研究（一）[J].麥類作物學報，2010，5：886-895.

[15]陳楠，黃玉芳，孔劉備，等.基于GIS的菏澤市優質小麥精細化農業氣候區劃研究[J].安徽農學通報，2018，6：134-136.

[16]程芳芳，查菲娜，彭記永，等.中牟優質小麥精細化精細化農業氣候區劃[M].北京沖國科學技術出版社，2011.

[17]齊明.黑龍江省小麥品質區劃及優質高效生產技術的研究[J].農業與技術，2018，2：56.

[18]吳新元，蘆靜，張新忠，等.新疆小麥品質生態區劃研究[J].新疆農業科學，2017，8：1373-1383.

[19]冷冰，周顯信，寧波，等.基于GIS的岱岳區小麥精細化綜合區劃[J].山東農業大學學報：自然科學版，2015，5：701-707.

[20]王曉晶，馬占鴻，姜玉英，等.基于2002—2012年氣象數據的中國小麥條銹病菌越夏區劃[J].植物保護學報，2018，1：124-137.