基于GIS的貴州省興義市水稻適宜性評價

牟桂婷　趙倫學　張珍明

[摘要]本文以貴州省興義市耕地為研究對象，應用GIS和數學模型對興義市水稻進行適宜性評價，利用累加模型對評價單元進行定量分析。結果表明，興義市水稻適宜性等級的差異比較顯著。其中，面積最大的有10 737.34hm2，為適宜等級，占耕地面積的65.29%;高度適宜的面積占比較小，僅為10.23%。該研究結果為農業生產實踐、農業結構調整，以及合理規范管理土壤資源提供了科學依據。

[關鍵詞]水稻;GIS;適宜性評價;興義市

中圖分類號：S511文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202004

土地適宜性評價是在相同生產管理手段下評定某種特定作物種植的適宜性，適宜性則表示某一土地單元及其利用種植關系間的度量[1-2]。水稻經過上千年的不斷選育，已經成為我國乃至全球人類主要的糧食之一，其種植情況直接影響人類食物的供應情況，對維護社會和平起著至關重要的作用[3]。水稻是興義市的主要糧食作物，興義市種植的主要水稻品種有岡優906、特優航1號、金香優82、岡優22、岡優527[4]。

目前我國許多學者開展了單一用途的土地適宜性評價，如水稻、玉米、小麥、板栗和大蒜等。但這些研究對于掌握全國耕地的單一用途土地適宜性評價來說是杯水車薪，還需開展大量不同區域、不同耕地用途的土地適宜性評價[5-11]。本文應用GIS與數學模型集成技術，評價得出興義市水稻種植用地的適宜等級、數量及其空間分布，為興義市農業結構調整及合理規范管理土壤資源提供了科學依據。

1 研究區概況

興義市位于貴州省的西南部，具有日照較長、雨量充沛等氣候特點。全市耕地土壤的質地類型主要為壤土、黏土、黏壤土、砂土，耕地土壤類型以石灰土、黃壤、水稻土為主，糧食作物以水稻、玉米和小麥為主，經濟作物主要有油菜、烤煙等。

2 資料收集與評價方法

根據興義市水稻適宜性評價的需要，采集指標數據與圖件數據，指標數據包括土壤化學計量學特征值、≥10℃積溫、海拔等12個評價因子。以興義市耕地中的水田為評價對象，參照聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）發布的《土地評價綱要》，首先生成適宜評價單元并建立屬性數據庫，再結合綜合評價模型即可得到適宜性評價結果[12]。

3 適宜性評價

3.1 適宜性評價隸屬函數

采用特爾斐法建立評價因子指標體系，隸屬函數及參數結果見表1。

采用層次分析法確定各評價指標的權重，指標權重值計算結果見表2。

3.2 水稻適宜性模糊綜合評價

利用累加模型計算水稻適宜性指數。

式中：RAI（Rice Adapt Index）為水稻適宜性指數;Fi為第i個評價指標分值;Ci為第i個因素的組合權重。本文根據平均值確定水稻的適宜性，參照標準為：RAI>60，高度適宜等級;50

4 結果與討論

4.1 面積統計

利用ArcGIS軟件，統計得到水稻各適宜性等級面積，結果見表3。

4.2 空間分布分析

高度適宜等級水田主要分布在馬嶺鎮中南部、桔山街道西北部和東南部，以及鄭屯鎮的北部邊緣;適宜等級水田主要分布在興義市的中部和北部，包括桔山街道、下五屯街道、萬屯鎮—魯屯鎮—鄭屯鎮一帶;勉強適宜等級水田主要分布在清水河鎮的西北部、烏沙鎮以及白碗窯鎮;不適宜等級水田分布比較零星。具體分布見圖1。

4.3 限制性影響因子分析

4.3.1 高度適宜

高度適宜等級的水田剖面發育完善，土層深厚。化學計量值（速效鉀、有效磷、有機質）豐富，土壤質地松軟，灌排能力強，有效積溫高，所處海拔相對較低，基本無限制性因子。

4.3.2 適宜

與高度適宜等級的水田相比，適宜等級的水田受有效土層單因子的限制。高度適宜水田的有效土層最低為60cm、最高為100cm、平均厚度為76.45cm，水田土層大于80cm的水田面積為314.74hm2，占高度適宜水田面積的18.70%。而適宜水田的有效土層最低為40cm、最高為100cm、平均厚度為70.97cm，水田土層大于80cm的水田面積為321.88hm2，占適宜水田面積的3.0%。

4.3.3 勉強適宜

勉強適宜等級水田與適宜等級水田相比，水稻種植的主要限制性因子是灌溉能力和排水能力。勉強適宜等級水田面積為4 000.62hm2，全部的灌溉能力均為可以發展灌溉。但是，目前農田基礎設施發展還不完善，其中還有1 135.38hm2屬于望天田，只有靠降水才能滿足灌溉，干旱季節缺水嚴重會影響水稻的生長。排水能力處于弱或較弱的水田面積為2 027.95hm2，占勉強適宜等級水田的50.69%，在豐雨季節可能會導致土壤滯水，影響土壤的氧化還原反應。

4.3.4 不適宜

不適宜等級水田的限制性因子比較多，主要是海拔、灌溉能力和質地構型。勉強適宜等級水田海拔在1 300m以上的水田面積為2 825.29hm2，占勉強適宜等級水田面積的70.62%，而不適宜等級水田全部分布在海拔1 300m以上。不適宜等級水田的灌溉能力非常差，全部為可以發展灌溉，目前沒有灌溉能力。不適宜等級水田的土壤質地全為砂土，該類型土壤保水性弱，水氣容易擴散，易干不易澇，不能滿足水稻生長的需求。砂質土壤養分比較容易流失，保肥性能差，易造成水稻后期脫肥，發生早衰。土壤黏粒和有機質比較少，不能黏結形成團聚體，秧苗不易著床，即使能夠著床，也由于土粒沉實，稻苗發棵難、分蘗少。

5 結 論

本文運用GIS和數學模型技術手段，以興義市的耕地為研究對象，在農業地質調查的基礎上選擇包括土體構型和理化性質、立地條件的12個評價因子，對水稻進行了適宜性評價。

（1）高度適宜等級水田主要分布在馬嶺鎮中南部、桔山街道西北部和東南部，以及鄭屯鎮的北部邊緣。這些區域土壤剖面發育完善，土層較厚;地形多為平壩地和溝谷地，地勢平坦;化學計量（速效鉀、有效磷、有機質）含量豐富，土壤質地松軟，通透性高，土壤灌溉能力強，具備水稻生長的良好條件。因此，對這部分高產穩產田要加強培肥管理，精耕細作，使耕地質量不變或提高。

（2）適宜等級水田主要分布在興義市的中部和北部，包括桔山街道、下五屯街道，以及萬屯鎮—魯屯鎮—鄭屯鎮一帶。勉強適宜等級水田主要分布在清水河鎮的西北部、烏沙鎮以及白碗窯鎮。這些區域地勢相對平坦，水田多集中在平壩地、溝谷地和丘陵低山的緩坡地上，土壤養分狀況基本滿足水稻生長，灌溉能力多為可灌。因此，對這部分耕地需要增加資金、物質和技術投入，克服土地限制因素，加強對中低產田的改良和改造，如通過沙摻壤改善土壤質地，運用客土方法提高土層厚度，增施有機肥、種植綠肥以提高土壤肥力等。實施土地開發整理工程，因地制宜地建設局部平整的小塊平地或者坡式梯田，修建溝渠、蓄水池，保證水田的灌排能力，加強以農田水利為中心的農田基本建設，改善生產條件，提高耕地地力。

（3）不適宜等級水田分布比較零星，這些區域海拔較高，土壤粘重，基本無灌溉條件，不適合水稻生長。對這部分因為海拔較高及其他限制因素而成為不適宜等級的耕地，應該因地制宜地種植其他糧食或經濟作物，如花生、馬鈴薯。對部分坡度大的耕地實施退耕還林，積極造林和營林，發展速生豐產用材林和經濟林，既增加經濟效益，又能夠防止水土流失，有利于保護生態環境。

參考文獻

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