基于GIS的定西市農用地適宜性評價分析

李鵬飛

（長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054）

0 引言

人地關系歷來是研究者關注的重大科學問題之一［1］，土地作為一種有限資源，如何合理利用一直是人們關注的問題。隨著人口數量的不斷增加，土地占用率不斷擴大，人地矛盾日益突出，生態環境頻受威脅。在此背景下，土地適宜性評價的工作顯得格外重要，該工作可為土地的合理利用做出一定的指導和規劃。目前國內已經有很多相關研究［2-3］，研究范圍從全國、各省區市、各地級市等依次開展，且對大中小尺度范圍的研究仍在持續。研究內容上，從農用地的單一性適宜性評價到基于GIS 的多種土地類型適宜性評價，再到整合多種方法的土地適宜性綜合評價，評價內容一直不斷完善。土地適宜性評價需要選取不同的指標，一般指標主要由自然因素和社會經濟因素組成，對于農業用地評價來說，自然條件占比較大。評價方法主要體現在確定評價因子及其權重和綜合評價方面。在確定因子權重方面，常用的方法有德爾菲法、線性回歸法、層次分析法、模糊綜合評判法、調試法等［4-5］。雖然目前對土地適宜性評價已開展了大量研究，但對地級市的研究依然存在空缺。定西市作為甘肅省的下屬地級市，其位于半干旱區。全市以渭河為界大致分為南北兩大部分，北部為黃土丘陵溝壑區（包括安定區、通渭、隴西、臨洮和渭源北部），南部為高寒陰濕區（漳縣、岷縣和渭源南部），前者位于中溫帶半干旱區，降水少溫差大，后者為暖溫帶半濕潤區，海拔高氣溫低。整體來看，定西市由于自然條件的影響，農業種植受到很大限制，對定西市農業用地進行適宜性評價分析對于當地農業土地的規劃和合理利用具有重要的價值和意義。

1 研究區概況

定西市位于甘肅省中部，北部與蘭州市和白銀市接壤，東部與和平涼市及天水市毗鄰、南部接壤隴南市、西鄰甘南州和臨夏州。因地處黃土高原、青藏高原及西秦嶺山地交匯處，地勢起伏較大，且土地破碎化嚴重，自西南向東北傾斜，海拔約2 577.3 m。就干濕情況而言，處于中溫帶半干旱區，氣候相對干旱，冬季寒冷干燥，夏季炎熱少雨，年均氣溫在5.7 ℃～7.7 ℃之間，年均降水量為350～600 mm，蒸發量達1 400 mm以上。截至2020年末，定西市總面積1.96萬km2，總耕地面積約82.70 hm2，第一產業增加值為89.8 億元，同比增加11.8 億元，增長5.9%，增速在甘肅省位居第三，對GDP 的貢獻率達26.5%。截至2021 年末，全年種植各類農作物55.16 hm2，比2020 年增長1.6%，其中，糧食作物約40.07 hm2，經濟作物約14.57 hm2，馬鈴薯、中藥材、蔬菜等特色優勢產業種植面積分別達到18.21 hm2、9.05 hm2、3.27 hm2。

2 數據來源及適宜性評價指標構建

本研究采用的數據主要包括DEM 數據、溫度數據和降水量數據。DEM 數據來源于地理空間數據云（http：//www.gscloud.cn/），其空間分辨率為30 m。溫度與降水量數據來源于中國科學院資源環境科學與數據中心（http：//www.Resdc.cn）資源環境科學數據注冊與出版系統的中國氣象要素年度空間插值數據集，選擇2020 年的溫度與降水量數據，其空間分辨率為30 m。

根據實地情況和前人研究，在遵循全面性、主導性、穩定性和可操作性的選取評價因子原則的基礎上，本研究主要選取自然因素高程、坡度、坡向、降水和溫度作為評價指標，通過各指標對定西市的農用地適宜性進行評價（見表1）。由于每個指標對農業用地的貢獻率并不一致，故通過總結已有研究，運用層次分析法（AHP）提取各指標權重，該方法的優點在于可將問題分解，構建出評價模型，比較因子重要程度，計算過程在YAAHP 軟件中進行［6-7］。根據以上方法計算，最后確定自然指標因子高程、坡度、坡向、降水和溫度的權重分別為0.230 2、0.122 8、0.133 59、0.182 7、0.228 4。

表1 評價因子質量分等定級標準

3 定西市農用地適宜性評價

3.1 定西市農用地適宜性評價

基于《土地評價綱要》的基本內容，根據實際情況，將定西市農用地適宜性分成4 個等級，分別為適宜、較適宜、較不適宜和不適宜［8-12］。適宜表示自然條件相對較好，適合農作物生長。較適宜表示土地生長環境一般，各項因子對農作物有輕微的限制性，生產效益一般。較不適宜代表各項因子對農作物有明顯的制約性，農業生產效益很低。不適宜指示不能種植農作物，適合其他用地類型，如林地［13-15］。根據適宜農業種植的條件，對自然因素的適宜性劃分等級。高程限制農業種植的類型和面積，高程越高適宜性越差，坡度越大越不利于農業種植，坡向分為陽坡和陰坡，陽坡適宜農作物生長，而陰坡正好相反，根據海拔高低、坡度大小、坡向朝向分成5、4、3、2 四個等級，等級越高，越利于農作物生長。溫度和降水對農作物生長是至關重要的，不同的溫濕環境和水熱條件組合影響農作物的種類、種植、生長、收成等一系列過程，本研究選取了定西市2015 年年平均氣溫、年降水量作為參考，資料顯示平均溫度在-4 ℃～11 ℃之間，降水量約為270～530 mm，相對多的降水量和溫度適宜農作物的生長，根據溫度高低和降水量同樣分成5、4、3、2四個等級，等級越高，水熱條件越好。定西市適宜性評價因子等級分布如圖1所示。

圖1 定西市適宜性評價因子等級分布圖

通過對各評價因子劃分等級，將等級賦予對應的權重，基于ArcGIS 軟件得出定西市農業用地的適宜性評價結果如圖2 所示。由適宜性評價結果可以看出定西市適宜農業種植的區域主要分布在西北、東北和東部地區，對應的縣域主要為臨洮縣、安定區、渭源縣、通渭縣、隴西縣和漳縣的大部分地區，岷縣由于海拔相對較高，氣溫相對較低，全年適合農作物生長的時間較少，不利于大規模的開展農業種植。其中最適宜開展農業種植的區域分布在河流沿岸，特點是海拔相對較低、水熱條件好，統計得出面積約為2 462 km2，占定西市總面積的13%，其中通渭縣、渭源縣、隴西縣和臨洮縣占比相對較大。較適宜農業種植的區域和適宜等級的區域相差不大，主要分布在適宜等級的周邊區域，除此之外，安定區較適宜種植的區域較大，漳縣南部也有分布，統計得出面積約為5 029 km2，占定西市總面積的26%。較不適宜農業種植的區域最大，面積為7 037 km2，占定西市總面積的36%，這是由于定西市海拔較高，處于黃土高原丘壑區域，地形破碎且復雜多樣。除此之外，定西市水熱條件相對較差，同樣使得適宜開展農業種植的區域較少，較不適宜開展農業種植的縣域主要分布在岷縣東部、臨洮縣中部、安定區的部分區域及岷縣和漳縣的交界區域。不適宜開展農業種植的區域主要分布于岷縣的大部分區域、臨洮縣的東部、漳縣的西南部，以上區域分布主要因為海拔高、水熱條件差、地勢情況復雜，其面積約為4 808 km2，占定西市總面積的24%。

圖2 定西市農用地適宜性等級

3.2 定西市農用地利用對策

由適宜性評價可以得出定西市適宜種植農作物的地區主要分布在地勢較為平坦、有河流、水熱條件好，開發利于農業發展的區域，結合當地的其他條件，因地制宜對于農業可持續發展是最好的選擇。在適宜性種植區域，可大力種植糧食作物如小麥、玉米、馬鈴薯等，在較適宜種植農作物的區域可發展中草藥種植，對于不適宜開展農作物種植的區域可以根據當地植物類型植樹造林或種植當地植物。對不適宜開展農作物種植區域的已開發耕地可通過退耕還林或退更還草，改善生態環境。

通過分析，對定西市農業發展提出以下建議。首先根據實際情況深入推進農業供給側結構性改革，打造集群化產業鏈，降低農戶個人風險。政府引導農戶種植，擴寬產業市場，實時提供最新的產業發展信息，保證生產與市場需求端的實時同步。堅持市場需求為導向，不斷完善農業產業體系。其次要大力發展特色產業，加大對特色產業的資金投入，擴大特色種植業產業規模。以適應當地自然環境的農作物為突破口，打造區域農業作物品牌。加大特色作物的引進和種植，如馬鈴薯、中草藥。除原產品的種植以外，堅持統籌謀劃，推廣合作互利模式，成立農作物組織，打造區域農產品品牌。鼓勵生產加工，不斷充實和完善產業鏈，善于利用電商平臺，擴大產品的影響力和普及率。最后是增強農業抵御自然災害的能力。引進專家組對農作物種植進行指導，提高農戶的預防災害意識。引進專業的生產設備，提高農業機械化的使用率，提高農業生產的產業效率。加大科技投入，引進高產抗病適應當地環境的改良作物，擴大農作物的受眾面積，不斷增強農業生產水平。

4 結論

本研究基于ArcGIS 平臺，以甘肅省定西市為研究對象，對定西市農用地的適宜性進行評價。結果表明定西市適宜農業種植的區域主要分布在西北、東北和東部地區，分布區域整體上地勢較為平坦、有河流分布、水熱條件較好，對應的縣域主要為臨洮縣、安定區、渭源縣、通渭縣、隴西縣和漳縣的大部分地區。經過分析認為，定西市可以根據實際情況深入推進農業供給側結構性改革，大力發展特色產業，提高農業機械化的使用率等措施增強農業生產的水平。