基于GIS的精河縣耕地枸杞栽培適宜性評價

摘 要：該文在分析枸杞的生長環境及土壤養分對其影響的前提下，結合精河縣測土配方施肥工作中耕地調查與土壤理化性質的分析數據，利用ArcGIS空間插值和賦值技術，運用指數和法，對精河縣枸杞栽培適宜性做出評價。其中精河縣40.82%的耕地為最適宜，多分布在托里鄉及大沿河子鎮附近；32.24%的耕地為中度適宜，主要分布在大沿河子鎮、茫丁鄉和托里鄉；12.8%的耕地為適宜。最適宜枸杞生長的土壤類型為灌溉草甸土和灰潮土，臨界適宜種植枸杞的土壤類型為灌耕灰棕漠土和鹽化灌耕草甸土。

關鍵詞：精河縣 枸杞 適宜性 評價

中圖分類號：S5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0007-03

枸杞是一種名貴的中藥材，果實和根皮可以入藥，果實性平味干[1]。根據《本草綱目》中說枸杞子能夠“久服堅筋骨，輕身不老，耐寒暑。補精氣不足，養顏，肌膚變白，明目安神，令人長壽”。多項研究表明，枸杞能補腎益精，養肝明目，尤其適用于機體衰退的中老年人，長期服用可增強骨質，延緩衰老，并有防白發早衰的作用。另外能夠有效抑制癌細胞的生成，可用于癌癥的防治[2-4]。美國等西方國家已開始把枸杞作為治療艾滋病的輔助藥物，這意味著枸杞有望進入國際藥品市場，具有較好的市場前景。

枸杞耐鹽堿，耐干旱，耐脊薄，耐沙荒，對環境有較強的適應性[5]。我國枸杞起源于寧夏，后又進行大量的人工栽培移植，現今枸杞則是廣泛分布在我國西北至華北廣大的干旱、半干旱地區。在新疆，精河縣枸杞栽培發展歷史最早，規模最大，技術最為領先，目前，全疆枸杞栽培面積已達1.6萬公頃，主要分布在以精河縣為中心的北疆區域，精河枸杞色澤紅潤、顆粒飽滿、肉厚皮薄、甘甜味美、品級最優[6-7]。

為了促進精河縣枸杞產業的健康、可持續發展，在分析枸杞的生長環境及各個自然要素對其影響的前提下，利用GIS技術，結合精河縣耕地地力評價成果，對精河縣枸杞生長適宜性做出分析評價，可為精河縣提高枸杞產量與品質、制訂枸杞種植規劃、調整土地利用結構等方面提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

精河縣位于新疆維吾爾自治區西北部，準噶爾盆地西南邊緣，天山支脈婆羅科努山北麓，東距新疆維吾爾自治區首府—烏魯木齊380 km。東鄰烏蘇市，西鄰博樂市，南鄰尼勒克縣、伊寧縣，北鄰托里縣。地跨東經81°43′～83°47′、北緯44°02′～45°10′之間，東西最長166 km，南北最寬134 km，總面積1118712.12 hm2。精河縣地處亞歐大陸腹地，遠離海洋，屬大陸性溫帶氣候。冬季寒冷，夏季炎熱，降水少、蒸發量大，相對濕度小，空氣干燥，日照充足，風沙天氣多。平原年平均氣溫為7.2 ℃，最熱的7月多年月平均氣溫為25.2 ℃，年日照時數2709.6小時，≥10℃的積溫多年平均為3582 ℃，多年平均無霜期175 d，多年平均降水量為111.6 mm，蒸發量為1459.5 mm。境內有兩河一湖：精河流域、大河沿子流域、艾比湖。

1.2 評價方法

本研究應用地理信息技術、全球定位技術及數據庫技術與數學模型的相結合，實現了評價方法的簡單易行。

1.2.1 評價的技術流程及資料

枸杞適宜性評價的評價工作流程簡要說明如下。

（1）采集、收集精河縣縣域數據、圖件，包括：精河縣土壤圖（1∶5萬），2009年精河縣土地利用現狀圖（1∶1萬），行政區劃圖（1∶10萬）、地貌類型分區圖（1∶10萬）、渠道分布圖（1∶1萬）、防護林分布圖（1∶1萬）、道路分布圖（1∶1萬）、測土配方點位調查圖（1∶1萬）、精河縣農用地地塊圖（1∶1萬）等基礎圖件，精河縣二次土壤普查報告。

（2）數據標準化，在ARCGIS中建立屬性和空間數據庫。

（3）確定枸杞栽培耕地適宜性評價因素、指標和權重。

（4）利用GIS系統確定評價單元并給各單元賦值。

（5）計算枸杞適宜性評價綜合指數。

（6）確定分級方案。

1.2.2 評價指標的確定

影響枸杞生長適宜性的因素是多方面的，評價因素選擇時，要盡可能的反映實際情況，將有影響的因素都包括進來。因精河縣地處新疆枸杞最適種植氣候區域[7-10]，所以本文以土壤條件作為主要評價指標，本研究選擇的參評因子有：有效土層厚度、耕層質地、土壤鹽分、地下水埋深、有機質含量、有效磷和速效鉀等作為精河縣枸杞栽培適宜性評價指標（表1）。

土壤養分分析方法：

（1）土壤有機質：油浴加熱—重鉻酸鉀氧化容量法測定。

（2）土壤有效磷：碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測定。

（3）土壤速效鉀：乙酸銨浸提—火焰光度計法測定。

（4）土壤鹽分：質量法。

1.3 評價單元的獲取及賦值

1.3.1 評價單元的劃分

該研究利用精河縣土地利用現狀圖、土壤圖疊加后提取耕地所在的圖斑，一個圖斑即為一個評價單元，共劃分出6218個評價單元，然后在ARCGIS中給每個單元賦值。

1.3.2評價單元賦值

（1）土壤有機質、有效磷、速效鉀、耕層含鹽量點位圖，在ARCGIS中進行插值形成柵格化的點位圖，與評價單元圖疊加后，采用加權統計的方法給評價單元賦值；

（2）耕層質地：根據調查點資料、土種資料、精河縣二次土壤普查報告等資料互相補充校驗，然后直接給評價單元賦值；

（3）地下水埋深：利用《新疆地下水資源》中的地下水埋深分布圖，獲得項目區的地下水埋深數據，然后給評價單元賦值。

1.4 適宜度等級劃分

適宜性分析評價采用的主要方法包括經驗指數和法、層次分析法、模糊綜合評價法、灰色關聯度分析法等。本研究采用指數和法對精河縣枸杞適宜性進行評價，根據精河縣枸杞栽培環境條件評價指標，在當地專家經驗指導下，經過不斷調試，采用累積曲線分級法對6218個評價單元的適宜性指數進行劃分，確定精河縣枸杞栽培適宜性定為四個等級，其中IFI值>0.80為最適宜，IFI值在0.80～0.65之間為中度適宜，IFI值在0.65～0.50之間為適宜，IFI值<0.50為臨界適宜。

2 結果分析

2.1 精河縣耕地枸杞栽培適宜性等級與分析

由評價結果（表2）可以看出，精河縣耕地總面積43808.27 hm2，其中最適宜枸杞生長的耕地面積為17884.96 hm2，占耕地總面積比例40.82%，多分布在托里鄉及大沿河子鎮附近；中度適宜地區面積是14123.87 hm2，占耕地比例的32.24%，主要分布在大沿河子鎮、茫丁鄉和托里鄉；適宜地區面積為5606.15 hm2，占耕地比例的12.8%；臨界適宜地區面積為6193.29 hm2，占耕地比例的14.14%，主要分布在托里鄉附近，大沿河子鎮和茫丁鄉有零星分布。

造成這種分布趨勢的原因主要有以下幾點。

（1）精河縣土壤以壤土居多，但有效土層厚度不理想成為影響枸杞生長的一個較為關鍵的因素。精河縣除個別鹽化較重耕地以外，大多數耕地土壤鹽堿程度偏低加之枸杞比較耐鹽堿，因此精河縣土壤鹽堿對枸杞生長來說不是最主要限制因子。

（2）枸杞喜歡透水性良好的土壤，地下水埋深成為影響枸杞生長的重要因素。托托鄉因地下水埋深較深，加之土壤狀況較為理想，成為精河縣枸杞生長最為理想的片區。托里鄉大部分土地地下水埋深在3 m以上，土壤透水性良好，土壤質地基本上均是壤土，耕層含鹽量也較低，是枸杞適宜生長的區域，但由于部分土地地下水埋深在一米以內，加之有效土層較薄，對枸杞生長帶來很大不利因素，也影響了枸杞在托里鄉的適宜性評價等級。茫丁鄉因有效土層厚度較薄，加之土壤質地多為粉砂壤土和砂壤土，所以枸杞生長條件以中度適宜為主。精河鎮與大河沿子鎮地下水埋深和土壤養分含量都很理想，但因有效土層厚度沒有達到最理想的程度，所以兩個鄉鎮枸杞生長不如托托鄉和托里鄉，但也比較適宜。

2.2 精河縣耕地枸杞生長適宜性土壤評價與分析

將土壤類型圖和枸杞生長適宜性等級圖疊加分析可以得出（表3）：最適宜枸杞生長的土壤類型中，灌溉草甸土和灰潮土面積較大，面積分別是3934.85 hm2和4242.69 hm2。臨界適宜種植枸杞的土壤類型面積較大的是灌耕灰棕漠土和鹽化灌耕草甸土，面積分別是2314.96 hm2和2867.07 hm2。各類土壤種植枸杞的適宜性見表3。

3 結論

（1）本研究利用GIS軟件，運用空間插值法和指數和法，對精河縣耕地枸杞栽培進行適宜性評價。分析得出全縣有85.86%的耕地適宜種植枸杞，主要分布在精河縣的托里鄉、茫丁鄉和大河沿子鎮，目前托里鄉已是精河縣枸杞種植主產區，因此該縣在進一步擴大枸杞種植面積時，可以優先考慮茫丁鄉和大河沿子鎮。

（2）最適宜枸杞生長的土壤類型中，灌溉草甸土和灰潮土面積較大，臨界適宜種植枸杞的土壤類型面積較大的是灌耕灰棕漠土和鹽化灌耕草甸土。

（3）通過GIS支持下的枸杞栽培適宜性評價，可以獲知每一障礙因素的分布及限制強弱，為今后改良障礙因素提供了技術支持。

（4）評價中也存在著一些問題，比如參評因子的選擇沒有考慮到不同種類枸杞生長的差異性、病蟲害的影響以及市場價格對枸杞種植面積的影響等。據初步分析，各地枸杞品質，藥物作用效果有較大差異。從系統科學研究的角度而言，應當進一步研究影響枸杞有效成分的主要制約因素是與土壤微量元素含量有關，還是與枸杞品種或其它環境條件有關，只有弄清這些問題之后，才能提高枸杞產品的數量與品質，同時在產品銷售中真正體現其商業價值。相信今后將會在結合市場價格、政策、栽培技術和交通條件等方面對枸杞栽培耕地的適宜性方面做出更深入的研究。

參考文獻

[1]李臣.枸杞優質高產栽培技術[J].新疆農墾科技，2011（1）：18-19.

[2]韓金榮.藥食兩用話枸杞[J].中國民族民間醫藥，2010（7）：30.

[3]謝月英.枸杞子的藥用價值及資源開發[J].特種經濟動植物，2003（7）：25，29.

[4]張惠玲.枸杞的綜合開發與利用[J].食品研究與開發，2012，33（2）：223-227.

[5]李鈺，何文壽，張學軍，等.枸杞土壤肥力與合理施肥技術研究進展[J].農業科學研究，2006，27（2）：62-65.

[6]潘新劍，徐艷.精河枸杞產業化發展中的科技支撐工作探索[J].新疆林業，2011（6）：26-27.

[7]葉凱，孫天罡，劉富娥，等.精河縣枸杞產業競爭能力分析及發展途徑[J].安徽農業科學，2012，40（4）：2402-2404.

[8]趙新居.對新疆枸杞農業資源產業化發展的思考[J].新疆大學學報：社會科學版，2001，29（4）：11-15.

[9]梅成瑞.枸杞栽培的土壤環境條件適宜性評價[C]//.龔子同.中國名優特農產品的土宜.吉林人民出版社，1994：147-150.

[10]喻樹龍，王健，任水蓮，等.新疆枸杞種植的氣候分區[J].中國農業氣象，2005，26（3）：205-207.