徐家濤,李向新
(昆明理工大學國土資源工程學院,云南 昆明650093)
云南寧洱縣耕地植煙適宜性評價
徐家濤,李向新
(昆明理工大學國土資源工程學院,云南 昆明650093)
以云南省普洱市寧洱縣為研究區域,通過德爾菲法確定參評因子的權重,采用模糊數學模型與A HP決策分析相結合的方法,建立耕地適宜性評價指標體系,對寧洱縣的耕地植煙適宜性進行綜合評價。結果表明,寧洱縣適宜植煙的耕地面積為5 598.54 h m2,占總耕地面積的10.44%;高度適宜植煙的耕地面積為769.37 h m2,占總耕地面積的1.44%。其中,以寧洱鎮高度適宜和適宜植煙的面積最大,達2 449.55 h m2;而黎明鄉適宜植煙的耕地面積最小,僅84.30 h m2。在目前的種植制度下,不適宜和勉強適宜種植煙草區域的種植制度基本合理,適宜種植煙草區域應積極推廣煙草的種植,而高度適宜煙草種植區域的煙草種植面積應該適當擴大,以提高經濟效益。
耕地;植煙適宜性;評價;模糊數學模型;寧洱縣
云南省是我國最大的煙草種植生產區域,煙草產業是該省最重要的經濟來源。煙葉質量是遺傳因素、生態環境和栽培技術相互作用的結果[1]。栽培技術可以人為控制,而生態環境中的較多因素是不可控的。影響煙葉生長和質量的生態因素主要包括氣候、土壤、海拔及地形地勢等[2-3]。但由于遺傳因素的作用,在不同生態環境中,同一優質煙草品種在不同區域的長勢也有顯著差異。寧洱縣位于云貴高原向西南中山寬谷的過度地帶,無量山中段自北向南從境內穿過,是瀾滄江水系和紅河水系的分水嶺,地處北緯22°41′~23°36′、東經100°43′~101°37′之間[4]。筆者在寧洱縣開展耕地植煙適宜性評價研究,以期選擇植煙適宜性較強的區域,擴大煙草種植面積,為卷煙工業提供優質原料,提高農民經濟收入。
研究的主要基礎數據圖件為寧洱縣的地形圖、行政區劃圖、土地利用現狀圖、土壤圖、道路交通圖、水系圖、居民點分布圖、地貌分區圖、灌溉分區圖等;屬性數據為土壤理化性狀,如pH值、有機質、速效鉀、有效鋅等。屬性資料采用野外GPS定點采樣和室內測試分析處理獲取。將收集到的所有數據進行篩選和整理,建立寧洱縣耕地資源基礎信息庫,如圖1所示。
耕地適宜性評價單元是在不同數據源的基礎之上結合應用需求采取適合的劃分方法,常用有以土壤圖、耕地類型圖和土地利用現狀圖為基礎的耕地適宜性評價單元劃分法,網格法,綜合法等[5]。研究結合寧洱縣的具體實際,采用綜合法確定寧洱縣耕地植煙適宜性評價單元。從寧洱縣的土地利用現狀圖中提取出耕地部分形成寧洱縣耕地圖,再利用ArcGIS中的疊加功能將寧洱縣耕地圖與寧洱縣土壤分布圖進行疊加獲得評價單元圖。
圖1 寧洱縣耕地資源基礎信息庫建立流程
耕地適宜性是指耕地作為農業生產中一種最基本的生產資料,某種農作物在其中生長所表現出來的生長特性。耕地適宜性評價應該按照針對性、持續利用性、因地制宜性及綜合性的原則進行。耕地適宜性評價用影響耕地適宜性的諸多要素評價的指數來表示[6-7],其關系式為:
Y=a1x1+a2x2+…+anxn
式中,Y為耕地適宜性指數;xn(n=1,2,3,…)為耕地屬性(參評因素);an(a=1,2,3,…)為該參評因素對耕地適宜性的貢獻率,即權重,可采用層析分析法或專家評估法求得。研究依據耕地適宜性指數Y的大小及其構成,不僅可以了解耕地適宜性的高低,而且可以顯示出影響耕地適宜性的限制因素及其重要程度[8];同時,采用合適的方法,可以把Y值轉換為單位面積產量,以達到更直觀地反映耕地適宜性水平的目的[9]。
采取世界農業組織FAO討論的土地適宜性評價綱要,把土地利用適應性等級劃分成4類[10]:(1)高度適宜,可進行某種土地利用方式而不受到限制或是限制較小,不會顯著降低產量或收益;(2)適宜,土地利用于某種特定用途時受到一定限制,因而產量或收益減少,但仍然有利可圖;(3)勉強適宜,土地利用于某種制定的用途時受到嚴重限制,而產量或收益明顯減少,因而需要必要的投資;(4)不適宜,土地受到強烈的限制而無法用于某種特定的用途,一般由難以克服的自然限制因素所決定的,或者是在現有的技術和經濟水平條件下還不能有效的利用。
研究采用AHP決策分析法與特爾菲法相結合的方式計算寧洱縣耕地植煙適宜性評價指標的單因素權重。首先,對寧洱縣耕地植煙適宜性評價因素構造層次結構,需結合寧洱縣耕地植煙適宜性評價因子以及各個要素間的相互關系構造層次結構。然后,為了確定寧洱縣耕地植煙適宜性評價指標中各個參評因素的數量化評語,請專家組比較同一層次各因素對上一層次的相對重要性,并進行標準量化處理后,以數量化形式表達,得到寧洱縣耕地植煙適宜性評價指標權重打分表[11],如表1。
研究采取加法模型計算寧洱縣耕地植煙適宜性綜合指數,具體操作如下:以屬性數據庫中的每個評價單元為對象,根據模糊數學模型進行植煙適宜性單因素評價,得到各單因素評價指數;再將這些單因素評價指數相加得到植煙適宜性綜合指數;進而在適宜性綜合指數的基礎上進行適宜性等級的劃分,得到植煙適宜性評價數據庫和植煙適宜性等級劃分圖。
表1 寧洱縣耕地植煙適宜性評價層次結構
以寧洱縣耕地植煙適宜性綜合指數為依據,結合實際情況將寧洱縣植煙適宜性分為4個等級。其中,耕地植煙適宜性綜合指數(Y)=0.00~0.83的為不適宜;Y=0.83~0.87的為勉強適宜;Y=0.87~0.90的為適宜;Y=0.90~1.00的為高度適宜。
7.1 寧洱縣耕地植煙適宜性等級面積統計
利用ArcGIS軟件,對植煙適宜性綜合指數評價圖屬性庫進行操作,檢索統計各等級耕地的面積,得到各等級耕地的面積。結果顯示:寧洱縣不適宜植煙的耕地面積為 39 127.25 hm2,占總耕地面積的72.99%;勉強適宜植煙的耕地面積為8 109.21 hm2,占總耕地面積的15.13%;適宜植煙的耕地面積為5 598.54 hm2,占總耕地面積的10.44%;高度適宜植煙的耕地面積為769.37 hm2,占總耕地面積的1.44%。由此可知,寧洱縣耕地總面積為53 604.37 hm(2占全縣總面積的14.6%),全縣三分之二以上的耕地不適宜種植煙草。
7.2 寧洱縣耕地植煙適宜性等級的行政區域分布
研究將寧洱縣植煙適宜性評價得到的植煙適宜性等級分布圖與寧洱縣行政區劃圖疊置分析,得到寧洱縣植煙適宜性等級的行政區劃分布圖,再從屬性庫中按鄉鎮權屬統計得各等級耕地在各個鄉鎮的分布狀況,見表2。由表2可知,各鄉鎮中,以寧洱鎮高度適宜和適宜植煙的面積最大,達2 449.55 hm2;其次為勐先鄉,為747.89 hm2;第三為普義鄉,為721.88 hm2;而黎明鄉適宜植煙的耕地面積最小,僅84.30 hm2。
表2 寧洱縣植煙適宜性各等級耕地的行政區域分布 (hm2)
7.3 寧洱縣耕地植煙適宜性等級與種植制度的統計
研究對寧洱縣植煙適宜性評價單元圖屬性庫進行操作,檢索各等級耕地的面積以及種植制度的數據,得到寧洱縣植煙適宜性各等級與種植制度的統計數據如表3。從表3中可以看出,不適宜煙草種植的區域無煙草的種植;勉強適宜煙草種植的區域煙草種植面積較少僅有3.65 hm2,占該區域面積的0.045%;適宜煙草種植區域煙草種植面積為575.44 hm2,占該區域面積的10.275%;高度適宜煙草種植區域煙草種植面積為376.84 hm2,占該區域面積的48.98%。由此表明,在不適宜和勉強適宜種植煙草區域的種植制度基本合理,適宜種植煙草區域應積極推廣煙草的種植,而高度適宜煙草種植區的煙草種植面積應該適當擴大,以提高經濟效益。
研究以云南省寧洱縣為研究區域,在廣泛收集和分析研究區域基礎數據的基礎上,采用AHP決策分析法與特爾菲法相結合的方式建立耕地適宜性評價指標體系;利用A rcGIS軟件建立了土地利用現狀圖、地形地貌圖、土壤圖、灌溉分區圖、各種養分分布圖等不同數據格式的數據庫,并在此數據庫基礎上運用模糊數學模型開展了耕地植煙適宜性評價方法的研究。
利用GIS快速有效地對耕地植煙適宜性及其分布特征進行科學評價。在耕地植煙適宜性評價中,采用模糊數學模型,結合AHP決策分析法和特爾菲法,在一定程度上削弱了評價工作者主觀因素的影響,更客觀地反映耕地植煙適宜性的差異,提高耕地植煙適宜性評價結果的精度。但研究仍存在一些不足之處,例如研究所采用的土壤圖、土地類型圖、土地利用現狀圖均是國家第二次土壤普查的資料,經過20多年的經濟建設,土地利用現狀變化較大,導致土壤圖和現勢性較強的土地利用現狀圖不太匹配;煙草種植和從事農業的技術息息相關,而這一因素具有極不穩定性,在研究中無法把這一指標加入到評價指標體系中;煙草種植往往會遇到病蟲害,適當的輪作可有效減少病蟲害的發生幾率,這些影響因素也難以在評價體系中得以體現,有待在今后的研究中進一步完善。
表3 寧洱縣各植煙適宜性等級與種植制度的統計
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(責任編輯:成 平)
Suitability Evaluations of Cultivated Land for Tobacco Planting in Ning’er
XU Jia-tao,LIXiang-xin
(Faculty of Land and Resources Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,PRC)
Taking Ning'er,a county of Pu'er City in Yunnan Provinceas the study area,using the Delphimethod to determ ine theweights of the contestant factors and combining the fuzzymathematicsmodelwith AHP decision analysis,this paper built the assessment indicator system of cultivated land suitability andmade a comprehensive evaluation of the land suitability for tobacco planting.The results showed that the cultivated land in Ning'er County suitable for planting tobaccowas5 598.54 hm2,accounting for10.44%of the totalarable land,of which 769.37 hm2was highly suitable for tobacco cultivation,accounting for 1.44%.The largest area highly suitable and suitable for tobacco planting was in Ning'er Town,up to 2 449.55 hm2.While in LiM ing Town ship,the arable land's area suitable for tobacco was m inimum,only 84.30 hm2.At present cropping systems of the areas unsuitable and barely suitable for planting tobacco were nearly reasonable,theareassuitable for tobacco should be used towidely grow tobacco activelywhile theareashighly suitable for tobacco should beused to properly enlarge the tobacco cultivated areas forbettereconom ic performance.
arable land;suitability of tobacco planting;evaluation;mathematicmodel;Ning'er
S155.47
A
1006-060X(2015)01-0052-04
10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.01.019
2014-12-01
徐家濤(1990-),女,云南麗江市人,碩士研究生,主要從事3S集成研究。