基于GIS的志丹縣土地農業生產適宜性評價

摘 要：【目的】對志丹縣土地農業生產適宜性進行評價，為確保農用地得到有效利用、提高農作物的產量、保障農用地的生態安全等提供參考。【方法】運用層次分析法和德爾菲法，選取高程、坡度、坡向、多年平均降水量、土壤質地等5個適宜性評價因子，通過ArcGIS軟件進行計算分析，得出志丹縣土地農業生產適宜性的評價狀況。【結果】志丹縣適合農業生產的土地呈現出自南向北。由優到劣的趨勢。【結論】為充分發揮土地農業生產適宜性的優勢，需要進一步加強農業基礎設施建設、提高農業科技水平、優化農業產業結構等措施，推動農業持續健康發展。

關鍵詞：GIS；適宜性評價；延安市；志丹縣

中圖分類號：F327" " "文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2024）24-0101-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.24.019

GIS Based Suitability Evaluation of Land Agricultural Production in Zhidan County

Abstract：[Purposes] The evaluation of the suitability of land agricultural production in Zhidan County provides a reference for ensuring the effective use of agricultural land， improving the yield of crops， and ensuring the ecological security of agricultural land. [Methods] Using Analytic Hierarchy Process and Delphi method， by selecting five factors suitable for evaluating the suitability of agricultural land in Zhidan County， including elevation， slope， aspect， average annual precipitation， and soil texture. and applying ArcGIS software for calculation and analysis， the evaluation status of the suitability of land agricultural production in Zhidan County was ultimately obtained.[Findings] From south to north， the land suitable for agricultural production in Zhidan County shows a trend from good to bad.[Conclusions] In order to fully leverage the advantages of land suitability for agricultural production， Zhidan County needs to further strengthen agricultural infrastructure construction， improve agricultural technology level， optimize agricultural industry structure and other measures to promote sustainable and healthy development of agriculture.

Keywords： GIS; suitability evaluation; Yan'an City; Zhidan County

0 引言

土地作為人類賴以生存的重要自然資源，對人類的生產生活具有重要作用。如何合理地進行土地利用、解決人地關系矛盾是人類長期以來面臨的問題。合理地利用土地，可以提高土地的利用效率、生產效率，防止土地大面積退化、減少土地浪費。李瀟等［1］對西峽縣的農用地適宜性評價研究。研究表明西峽縣只有13.27%的土地適宜作為耕地生產且高度適宜區主要分布在南部的河谷地帶。李駱鑫等［2］對閬中市的農業生產適宜性評價，研究表明閬中市高度適宜區受水源距離與道路距離的正向作用影響，不適宜區受部分自然條件稟賦的限制，尤其以土壤有機質含量對農業生產的影響最大。本研究以延安市志丹縣為研究區，對其進行土地農業生產適宜性評價，以期為保障志丹縣農用地的生態安全提供參考。

1 研究區概況

延安市志丹縣位于延安市北部，位于陜西省北部黃土高原丘陵溝壑區，地理位置為東經108°11′56″～109°3′48″，北緯36°21′23″～37°11′47″。東部和安塞區相接，西北部與吳起、靖邊縣相連，東南部和甘泉、富縣毗鄰，西南部與甘肅省合水縣、華池縣交界。屬于溫帶大陸性季風氣候區。年均氣溫為8.1℃。年均日照為2 332 h，年均降水量474.2 mm，年均無霜期為142天［3］。截至2021年末，志丹縣總戶數共有56 528戶，比上年減少577戶。城鎮化率61.48%。

根據第三次全國土地調查主要數據公報，志丹縣耕地面積為32 170.35 hm2。其中水田為0 hm2；水澆地為339.15 hm2，占1.17%；旱地31 831.20 hm2，占98.82%。主要分布在義正鎮、順寧鎮、金丁鎮、永寧鎮，占全縣耕地面積的61.70%。林地面積為255 908.17 hm2。其中：喬木林地129 089.26 hm2，占50.73%；灌木林地46 248.78 hm2，占17.33%；其他林地80 570.13 hm2，占31.94%。主要分布在永寧鎮、義正鎮、順寧鎮、杏河鎮，占全縣林地的65.24%。種植園用地8948.60 hm2。其中：果園8924.17 hm2，占98.70%；其他種植園用地24.43 hm2，占1.30%。主要分布在杏河鎮、順寧鎮、義正鎮、雙河鎮，占全縣種植園用地的61.90%。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

本研究基礎圖件包括志丹縣行政區劃圖，地形地貌圖、土地利用現狀圖和水文圖等。DEM數據來自地理空間數據云，精度為30 m×30 m。降水量和土壤數據來源于國家地球系統科學數據中心。

2.2 研究方法

本研究采用德爾菲法和層次分析法相疊加來研究志丹縣土地適宜性評價。德爾菲法又稱專家打分法，此方法的優勢在于具有非常強的權威性和輪間反饋性等特點［4］。層次分析法是一種定性和定量相結合的，系統化、層次化、結構化的決策分析方法，常用于處理復雜的決策問題。該方法首先對問題進行定義并構建層次結構；其次構建判斷矩陣，計算權重及優先級；最后綜合權重等方式步驟，得出結果與決策。

2.3 評價因子與分級指標

評價因子是指對土地生產有影響和制約作用的多種因素，主要包括自然因子和社會經濟因子。合理確定評價因子及其權重是保證評價結果科學性、準確性的重要條件。在選取因子時，應結合自然與社會條件，并考慮評價目標及需求。具體來說，要考慮氣候、地質地貌、土壤、植被、水文、經濟等條件。本研究選取高程、坡度、坡向、年均降水量、土壤質地等5個評價因子［5］。

使用YAAHP軟件進行權重分析及計算出各自相應的權重值。將5個評價因子組建層次結構模型。首先將決策目標層定為農業用地適宜性評價，指標層為高程、坡度、坡向、平均年降水量、土壤質地。其次構建比較判斷矩陣，并檢驗其一致性，最后計算出各因子的權重值分別為高程0.25，土壤0.23，坡度0.21，坡向0.15及年均降雨量0.16。將志丹縣農用地適宜性等級分為高度適宜、中度適宜、基本適宜、不適宜4個等級（見表1）。

3 結果與分析

3.1 適宜性評價分析

將地理空間數據云下載的區塊DEM圖像進行拼接、按掩膜提取后，得出志丹縣DEM圖像。利用重分類工具對圖像進行重分類操作，以自然間斷點分級法分為4級，然后根據《土地評價綱要》依次進行賦分處理，高度適宜為4分，中度適宜為3分，勉強適宜為2分，不適宜為1分［6］。志丹縣適宜性評價因子等級分布如圖1所示。圖1中高度適宜表示此地非常適合農用地的開發及生產，比較適宜表示此地區適合農用開發，但還有著其他些許的不適宜因素。勉強適合表示此地不太適合農作物的生長，開發利用需慎重考慮。不適合表示此地完全不適合農作物的生長。

志丹縣適宜性評價因子等級分布如圖1所示。將地理空間數據云下載的區塊DEM圖像進行拼接、按掩膜提取后，得出志丹縣DEM圖像。由圖1（a）利用重分類工具對圖像進行重分類操作，以自然間斷點分級法分為4級。由于志丹縣大多位于黃土高原地帶，海拔較低的地區大多為河谷和盆地，灌溉條件優越，利于農業開墾，海拔越低，代表越適宜農作物耕種，適宜性等級就越高。

志丹縣大部分土壤含砂量過高，大多區域土壤含沙量為53%，而黏土含量頗少，僅為14%。全縣水土流失較為嚴重。根據《國際制土壤質地三角圖》可得知，土壤質地中以壤土最好，黏土最差為標準［4］。由圖1（b）可知，志丹縣全縣土地含黏量不足30%。使用手動斷點法進行分類，臨界值分別為15、20、25。小于15%為砂土和砂壤土，20%～25%為壤土，25%～29%大多為黏壤土。特別適宜區和適宜區大多都處在河道兩旁，而不適宜區大多都處于高山之上。

通過對志丹縣DEM數據進行坡度分析后，得出志丹縣坡度為0°～64°，大多位于0°～33°，平均值為19.35°。在執行重分類操作時，選取5、10、25、63這4個臨界值，坡度在0～5°的非常適合農作物耕種，5～10°的土地為中度適宜，10°～25°的土地相對來說適合農作物的耕種，大于25°小于63°的土地為不適宜耕作農作物。由圖1（c）可知，志丹縣10°以下的土地數量稀少，分布零星細碎，大部分都處于河流地帶、山谷之間。較為適宜的10°～25°土地數量最多，面積分布最廣，位于山坡之上。不適宜的土地面積僅次于較為適宜的土地面積。

志丹縣位于北半球，坡向朝南的地區采光度好，陽光照射量充足，更適合農作物的耕種以及農業開發利用。而坡向朝北的地區采光度差，紫外線含量較少，陽光不能直射，因此不適合農作物的耕種。由圖1（d）可知，志丹縣朝南的土地數量非常的多，因此都在適宜農作物耕作的條件范圍內。

選取2020—2022年的平均年降雨量數據進行多年平均降雨量分析。降雨量越多，越適合農作物耕種。由圖1（e）可知，志丹縣南部地區降雨量充足且河流分布面積廣，因此，優先選擇南部地區進行農作物耕種。

將高程、坡度、坡向、土壤、年平均降水量5個評價因子疊加進行總評價之后，得出志丹縣土地農業適宜性總體評價如圖2所示。

由圖2可知，高度適宜區大多位于南部的永寧鎮，并且按照洛河流域分布，與黃土高原丘陵溝壑地貌相吻合，占14.79%。高度適宜區域大多位于洛河流域地帶，呈現出由東南南向西北依次遞減的趨勢。此地區的土壤砂土含量相對較少，黏土含量相對較多，土壤密度小，水分養分不易流失。高度適宜區緯度相對較低，光熱條件充足，并且區域水源充足，灌溉條件優越。適合種植大量農作物。擁有著適宜的氣候條件，有利于農作物的生長和繁殖，為農業生產提供了良好的環境。

3.2 對策建議

推廣節水灌溉技術，引入滴灌、噴灌等高效節水灌溉技術，減少水資源浪費。加強雨水收集與利用，建設雨水收集系統，用于補充灌溉水源，提高水資源利用效率。實施水土保持工程，減少水土流失，保護土壤資源。完善農田水利設施，修建和改造灌溉渠道、排水溝等基礎設施，提高農田灌溉和排水能力［7-9］。加強道路交通建設，改善農村道路條件，提高農產品運輸效率和市場競爭力。推廣農業機械化，引進和推廣先進適用的農業機械，提高農業生產效率。建立農業科技示范基地，引進和培育新品種、新技術，提高農產品品質和產量。推廣智慧農業，利用現代信息技術手段，實現農業生產智能化、精準化。

調整農業產業結構，發展特色農業，根據市場需求和當地資源條件，發展具有地方特色的農產品，如富硒蘋果、黃芪等中藥材。促進農業與旅游融合，利用志丹縣獨特的自然風光和農業資源，發展觀光農業和休閑農業。

4 結語

綜上所述，從土地農業適宜性的角度來看，志丹縣具有獨特的優勢和潛力，但也面臨一些挑戰和劣勢。為充分發揮土地農業適宜性的優勢，志丹縣需要進一步加強農業基礎設施建設、提高農業科技水平、優化農業產業結構等措施，推動農業持續健康發展。

參考文獻：

［1］李瀟，吳克寧，劉亞男，等.基于土地類型的西峽縣農用地適宜性評價［J］.中國農業資源與區劃，2024，45（01）：45-56.

［2］李駱鑫，焦翠翠，胥娟，等.基于GIS技術的閬中市農業生產適宜性評價［J］.現代農業科技，2023（24）：145-152.

［3］高元，楊文政.志丹縣山地蘋果的發展及栽培管理［J］.農家參謀，2022（13）：123-125.

［4］曾紅春，王震，李洋.基于GIS的巖溶區土地生態適宜性評價：以平果市為例［J］.科技和產業，2023，23（13）：197-201.

［5］鄭大倫，焦翠翠，胥娟，等.基于“雙評價”的農業生產適宜性評價：以四川省開江縣為例［J］.中南農業科技，2023，44（10）：135-140.

［6］陳露露，杜泳，頡洪濤.基于GIS的浙江省諸暨市農業用地適宜性分析與評價［J］.中國農學通報，2023，39（21）：158-164.

［7］任燕妮，李揚，折戰鋒.志丹縣土地利用變化分析及優化對策［J］.價值工程，2016，35（25）：63-65.

［8］薛麗媛.志丹縣水土保持現狀及可持續發展思路探討［J］.地下水，2021，43（5）：230-231.

［9］趙小建，鄭云云.志丹縣地下水功能區劃分的方法與實踐［J］.陜西水利，2020（12）：50-52.