基于RS和GIS的萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地現(xiàn)狀分析

楊海濱 王超杰 高雅

摘要：近年來，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展加快，設(shè)施農(nóng)業(yè)的高經(jīng)濟(jì)效益吸引了越來越多的人選擇發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，設(shè)施農(nóng)用地規(guī)模越來越大，為其使用和管理帶來了一定的困難。基于RS和GIS技術(shù)對2015年山東省萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地中的塑料大棚、溫室和小拱棚的空間分布情況和經(jīng)濟(jì)效益情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)雖然發(fā)展迅速，但是分布比較零散，還沒有形成規(guī)模化經(jīng)營格局，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展還有很大空間。

關(guān)鍵詞：RS;GIS;設(shè)施農(nóng)業(yè)用地;空間分布;經(jīng)濟(jì)效益;萊西市

中圖分類號：F301? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）19-0078-04

Abstract： In recent years， the development of agricultural modernization has been speeding up， the high economic benefits of facilities agriculture has attracted more and more people choose to develop facilities agriculture. Facility agricultural land is becoming more and more，which brings some difficulties for the use and management of facilities. Based on the RS and GIS techniques， the spatial distribution and economic benefits of plastic greenhouses， greenhouses and small sheds in the agricultural land of Laixi city in Shandong province were statistically analyzed. The results show that， although the development of facility agriculture in Laixi city was increasingly fast， but the distribution was relatively fragmented，and it has not yet formed a large-scale business structure. There is still much space for development of facilities agriculture of Laixi city.

Key words： RS; GIS; facilities agricultural land; spatial distribution; economic benefi; Laixi city

近年來，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)配套設(shè)施的面積和數(shù)量也都在不斷增加。設(shè)施農(nóng)業(yè)屬于高投入、高效益型生產(chǎn)方式，大規(guī)模地發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)可以節(jié)約土地和基礎(chǔ)建設(shè)資金，取得更高的經(jīng)濟(jì)效益[1]，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。

設(shè)施農(nóng)用地是指直接用于經(jīng)營性養(yǎng)殖的畜禽舍、工廠化作物栽培或水產(chǎn)養(yǎng)殖的生產(chǎn)設(shè)施用地及其相應(yīng)附屬設(shè)施用地，農(nóng)村宅基地以外的晾曬場等農(nóng)業(yè)設(shè)施用地[2]。本研究考察的設(shè)施農(nóng)用地主要包括塑料大棚、溫室和小拱棚。塑料大棚俗稱冷棚，一般使用竹木結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)作為骨架，上面用一層或多層塑料膜覆蓋[3]。溫室又稱暖房，在不適宜植物生長的季節(jié)能提供合適的溫度并增加產(chǎn)量[4]。本研究的溫室主要是東、西、北三面為圍護(hù)墻體，前坡面透光覆蓋材料為塑料膜的這類日光溫室。

由于設(shè)施農(nóng)業(yè)具有高效益的特點(diǎn)，所以越來越多的人選擇發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，設(shè)施農(nóng)業(yè)用地規(guī)模越來越大，導(dǎo)致其使用和管理起來比較困難。本研究基于RS和GIS技術(shù)對山東省萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、空間分布情況和經(jīng)濟(jì)效益現(xiàn)狀進(jìn)行分析，得出萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地發(fā)展現(xiàn)狀，為今后萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

萊西市位于山東半島中部，地處北緯36°34′—37°09′、東經(jīng)120°12′—120°40′。南北最大長度為63 km，東西最大寬度為36 km，呈不規(guī)則長方形。萊西市境內(nèi)共有5個(gè)街道辦事處、11個(gè)鎮(zhèn)和1個(gè)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。土地總面積為? ?156 883.53 hm2，其中農(nóng)用地面積為123 476.04 hm2，占土地總面積的79%，耕地面積為71 520.00 hm2，占土地總面積的54%;建設(shè)用地面積為25 285.65 hm2，占土地總面積的16%;未利用地面積為8 121.84 hm2，占土地總面積的5%。土地利用率為95%。

2 數(shù)據(jù)來源及處理過程

使用的遙感影像來源于2015年Landsat Copernicus影像，坐標(biāo)系為1980年西安坐標(biāo)系，影像級別為11級，分辨率為61.32 m/像素，高程為22.293 m。數(shù)據(jù)處理平臺(tái)包括Mapgis和Arcgis。根據(jù)不同設(shè)施農(nóng)業(yè)用地類型的光譜特征建立遙感影像解譯標(biāo)志，利用Mapgis軟件以及萊西市行政邊界矢量圖對獲取的遙感影像進(jìn)行分割，獲得研究區(qū)的各類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)或街道的分布情況。利用Arcgis 10軟件對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，最后得到各類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

3 研究區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地現(xiàn)狀

3.1 各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積

根據(jù)Arcgis 10軟件導(dǎo)出的屬性表，對整個(gè)萊西市境內(nèi)的各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，萊西市各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地中塑料大棚面積為4 420.10 hm2，占整個(gè)萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積的92.18%，列第一位;小拱棚面積為289.12 hm2，占整個(gè)萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積的6.03%，列第二位;溫室面積為85.80 hm2，占整個(gè)萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積的1.79%，列第三位。

查閱萊西市統(tǒng)計(jì)年鑒可知，萊西市耕地總面積為71 520.00 hm2，可得萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積占耕地總面積的比例為6.70%。這表明萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積占耕地總面積的比例較小，萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)還有很大的發(fā)展空間。

3.2 各轄區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積

根據(jù)原始數(shù)據(jù)，把研究區(qū)按照所轄的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）進(jìn)行劃分，分別統(tǒng)計(jì)各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）范圍內(nèi)所有設(shè)施農(nóng)業(yè)用地類型的總面積。由表2可知，萊西市各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）有不同規(guī)模的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地分布。其中，店埠鎮(zhèn)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積為2 378.97 hm2，占整個(gè)萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積的49.61%，列第一位;轄區(qū)內(nèi)各類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積在100～200 hm2的有望城街道和夏各莊鎮(zhèn);總面積在200～500 hm2的有孫受鎮(zhèn)、馬連莊鎮(zhèn)和武備鎮(zhèn)，大于500 hm2的除店埠鎮(zhèn)外還有李權(quán)莊鎮(zhèn)，為642.20 hm2，其他街道或轄區(qū)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積均不足100 hm2，梅花山街道最少，僅有16.83 hm2。由此可見，雖然整個(gè)研究區(qū)每個(gè)轄區(qū)內(nèi)均有設(shè)施農(nóng)業(yè)用地分布，但是分布比較零散且種植面積差距較大。例如僅店埠鎮(zhèn)就占49.61%，這是因?yàn)榈瓴烘?zhèn)政府狠抓設(shè)施栽培，形成了集約化布局、區(qū)域化種植、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的蔬菜產(chǎn)業(yè)格局，建成了胡蘿卜示范區(qū)、設(shè)施蔬菜示范區(qū)等種植示范區(qū)，打造胡蘿卜核心區(qū)、大蒜核心區(qū)、后水口冬暖棚核心區(qū)和渚洲冬暖棚核心區(qū)。店埠鎮(zhèn)政府還為農(nóng)戶提供技術(shù)指導(dǎo)和扶持，引導(dǎo)、鼓勵(lì)農(nóng)民成立專業(yè)合作社，通過合作社之間的服務(wù)和運(yùn)作，促進(jìn)店埠鎮(zhèn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營，幫助農(nóng)民提高收入的同時(shí)也促進(jìn)了店埠鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

3.3 各轄區(qū)不同類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積

根據(jù)原始數(shù)據(jù)，把研究區(qū)內(nèi)各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）內(nèi)的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積分別按照不同類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算出各轄區(qū)內(nèi)各類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地占整個(gè)研究區(qū)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積的比例，從而得知萊西市各類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的結(jié)構(gòu)和空間分布情況。由表3可知，塑料大棚在每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及街道均有分布，其中店埠鎮(zhèn)分布最多，面積為2 348.94 hm2，占整個(gè)萊西市塑料大棚面積的53.14%;李權(quán)莊鎮(zhèn)分布位列第二，面積為530.91 hm2，占整個(gè)萊西市塑料大棚面積的12.01%;孫受鎮(zhèn)分布位列第三，面積為390.28 hm2，占8.83%，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)及街道塑料大棚面積占比均不超過5%。溫室只在孫受鎮(zhèn)、店埠鎮(zhèn)和李權(quán)莊鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)有分布，其中孫受鎮(zhèn)分布最多，面積為55.12 hm2，占整個(gè)萊西市溫室面積的64.24%;店埠鎮(zhèn)分布位列第二，面積為27.52 hm2，占整個(gè)萊西市溫室面積的32.07%;李權(quán)莊鎮(zhèn)為3.16 hm2，占整個(gè)萊西溫室面積的3.68%。小拱棚主要分布在望城街道、梅花山街道、孫受鎮(zhèn)、夏各莊鎮(zhèn)、南墅鎮(zhèn)、店埠鎮(zhèn)、李權(quán)莊鎮(zhèn)和馬連莊鎮(zhèn)8個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道），其中馬連莊鎮(zhèn)分布最多，面積為121.84 hm2，占整個(gè)萊西市小拱棚面積的42.14%，李權(quán)莊鎮(zhèn)分布位列第二，面積為108.13 hm2，占整個(gè)萊西市小拱棚面積的37.40%;望城街道分布位列第三，面積為23.22 hm2，占整個(gè)萊西市小拱棚面積的8.03%，孫受鎮(zhèn)分布位列第四，面積為15.46 hm2，占整個(gè)萊西市小拱棚面積的5.35%，南墅鎮(zhèn)、店埠鎮(zhèn)、夏各莊鎮(zhèn)和梅花山街道4個(gè)轄區(qū)內(nèi)小拱棚所占比例均不超過5%。

3.4 各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地建造數(shù)量

從表4可以看出，在3類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地中，塑料大棚建造數(shù)量最多，為51 984個(gè)，占總數(shù)的84.16%;小拱棚次之，占15.19%;溫室建造數(shù)最少，僅占0.65%。造成這種現(xiàn)象的原因是塑料大棚已推廣應(yīng)用多年，與溫室相比，塑料大棚造價(jià)低、取材方便、建造簡單，但是棚寬較小，壽命也比溫室短;與小拱棚相比，塑料大棚內(nèi)部空間較大，在棚內(nèi)作業(yè)起來比較方便，經(jīng)濟(jì)效益也較高。因此，設(shè)施農(nóng)業(yè)經(jīng)營農(nóng)戶或企業(yè)更傾向于塑料大棚。

通過查閱資料可知，塑料大棚走向一般以東西方向?yàn)橹鳎瑢?～10 m（小拱棚寬度一般為2～4 m），長60～100 m為宜，南北方向間距不小于4 m;溫室走向一般為東西方向，寬度在8～12 m，長度為50～80 m，建造傾角在40°～45°，相鄰兩溫室間距不小于6 m。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，出于對地塊的形狀、長度以及坡度等因素的考慮可以適當(dāng)調(diào)整。

3.5 各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的用地系數(shù)

在各類型的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地區(qū)域中分別選取3個(gè)區(qū)域作為各類型的樣本區(qū)，分別統(tǒng)計(jì)出各類型各樣本區(qū)內(nèi)的耕地總面積和設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積，再根據(jù)公式計(jì)算出各樣本區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的用地系數(shù)：某樣本區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的用地系數(shù)=該樣本區(qū)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地面積/該樣本區(qū)耕地面積×100%。由表5可知，小拱棚的用地系數(shù)最高，平均為78.2%;塑料大棚的用地系數(shù)次之，平均為66.8%;溫室的用地系數(shù)最低，平均為57.0%。由于溫室大部分都是東西走向，為了避免有墻的一面會(huì)遮擋后面溫室的光，所以需要在相鄰溫室之間留出較大間距，因此溫室的用地系數(shù)最低。

3.6 各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過調(diào)查和查閱萊西市統(tǒng)計(jì)年鑒可知，萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地中種植的經(jīng)濟(jì)作物主要有葉菜類（芹菜、油菜、菠菜、白菜、卷心菜等）、根莖類（白蘿卜、胡蘿卜、生姜、馬鈴薯等）、瓜菜類（黃瓜、茭瓜等）、茄果類（茄子、辣椒、西紅柿等）和蔥蒜類（大蔥、大蒜）等。據(jù)調(diào)查，日光溫室一年可以生產(chǎn)165 t/hm2蔬菜，塑料大棚一年可以生產(chǎn)120 t/hm2蔬菜，小拱棚一年可以生產(chǎn)120 t/hm2蔬菜，蔬菜單價(jià)按2 000元/t計(jì)算，可計(jì)算出萊西市各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的年產(chǎn)值情況，結(jié)果見表6。

查閱萊西市統(tǒng)計(jì)年鑒可得，萊西市蔬菜種植總面積為18 233.33 hm2，年總產(chǎn)量為1 146 527 t，年平均產(chǎn)量為60.3 t/hm2。設(shè)施農(nóng)業(yè)蔬菜種植面積為4 795.02 hm2，占萊西市蔬菜種植總面積的26.30%;設(shè)施農(nóng)業(yè)用地蔬菜年總產(chǎn)量為579 263.40 t，占萊西市蔬菜年總產(chǎn)量的50.52%，體現(xiàn)出設(shè)施農(nóng)業(yè)用地高產(chǎn)出的特點(diǎn)。

日光溫室和塑料大棚的成本為種子、秧苗、肥料、藥劑、人工、棚膜等生產(chǎn)性投入，除基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資外，每年每公頃溫室的運(yùn)行成本為66 000元，總成本為566.25萬元;每公頃拱棚的運(yùn)行成本為62 325元，總成本為29 334.15萬元。各類型設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總成本為29 900.40萬元，說明設(shè)施農(nóng)業(yè)需要投入較多資金。由表6可知，萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地年總產(chǎn)值為115 852.68萬元，所以年純收入等于年總產(chǎn)值減去年總成本，為85 952.28萬元。

4 結(jié)論與建議

以整個(gè)萊西市為研究區(qū)，以萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地為研究對象，基于RS和GIS技術(shù)，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)學(xué)科知識和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，利用 MapGIS軟件和ArcGIS軟件的空間分析功能在基礎(chǔ)遙感影像上對各類設(shè)施農(nóng)業(yè)用地進(jìn)行矢量化操作并將設(shè)施農(nóng)業(yè)用地各類型、走向等作為屬性得到萊西市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地分布情況，通過Excel對導(dǎo)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總計(jì)算，對萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、空間分布及用地系數(shù)等方面進(jìn)行分析，可知萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地中塑料大棚數(shù)量最多，占整個(gè)萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)用地總面積的92.18%;小拱棚第二，占6.03%;溫室第三，占1.79%。萊西市各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）均有設(shè)施農(nóng)業(yè)用地分布。其中，店埠鎮(zhèn)、李權(quán)莊鎮(zhèn)和孫受鎮(zhèn)位居前三，還有9個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）所占比例均不足3%，整個(gè)研究區(qū)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)用地分布比較零散。小拱棚的用地系數(shù)最高，平均為78.2%;塑料大棚的用地系數(shù)次之，平均為66.8%;溫室的用地系數(shù)最低，平均為57.0%。

通過以上分析結(jié)論可以看出，萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)雖然發(fā)展迅速，但是分布比較零散，還沒有形成規(guī)模化經(jīng)營格局，萊西市設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展還有很大空間。除店埠鎮(zhèn)布局形成規(guī)模外，其他轄區(qū)內(nèi)的設(shè)施農(nóng)業(yè)用地分布都比較零散，不利于規(guī)模化經(jīng)營。發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)需要大片集中的土地，因此，一方面政府要鼓勵(lì)、引導(dǎo)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，建立健全土地流轉(zhuǎn)制度;另一方面，需要鼓勵(lì)在非耕地上建造溫室塑料大棚、發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，既有利于成片發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，還有利于緩和研究區(qū)的人地矛盾[5]。

由于長期從事大田農(nóng)業(yè)，大部分農(nóng)戶還是按照常規(guī)生產(chǎn)模式經(jīng)營管理溫室塑料大棚，造成產(chǎn)量不高、效益不明顯等現(xiàn)象[6]。同時(shí)農(nóng)機(jī)化水平較低，耗費(fèi)大量人力，生產(chǎn)技術(shù)水平有待提高。應(yīng)制定優(yōu)惠政策和提供資金保障，加大政策資金補(bǔ)貼力度，鼓勵(lì)企業(yè)和農(nóng)民發(fā)展現(xiàn)代化、智能化的大型溫室，進(jìn)一步提高設(shè)施農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力和生產(chǎn)效益[7]。

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