基于gis淄博市淄川区耕地地力评价

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基于GIS淄博市淄川区耕地地力评价摘要：在GIS的支持下，采用土壤图和土地利用现状图叠置的方法划分评价单元，系统聚类与Delphi法相结合筛选参评因素，层次分析法(AHP)确定其权重，模糊评判法确定耕地地力等级等方法，进行淄川区耕地地力评价。结果表明，淄川区现有耕地28114.13hm2,共划分为六级，一至六级分别占耕地总面积的10.29%、12.76%、27.29%、24.51%、9.89%.15.26%,针对不同等级耕地的属性特征进行了描述性分析，指出了淄川区耕地利用中存在的主要问题，并提出了一些合理利用和改良的建议。关键词：GIS；耕地地力；层次分析；模糊评价中图分类号:S158文献标识号：A文章编号:1001-4942(2013)11-0087-04耕地是农业生产和农业可持续发展的重要基础，对农业生产的发展、人们物质水平的提高、乃至整个国民经济的发展都有着十分重要的作用。现在距第二次土壤普查已近30年，农村经营体制、耕作制度、作物品种、种植结构、产量水平、肥料和农药的使用均发生了巨大的变化，有必要对耕地地力进行全面调查，利用现代先进的耕地地力评价理论和方法(如GIS技术和模糊数学、层次分析等)，对我国耕地进行重新的评价和认识，建立起适合本地实际的耕地地力评价指标体系。为此，2007年 根据农业部的统一部署，淄博市淄川区开展了耕地地力调查与质量评价。淄川区地处北纬36°22'40〃〜36°45724〃,东经117°41’45〃〜118°14’30〃,位于泰沂山系北缘，淄博市楔状盆地的中部。南与沂源县、博山区为邻，东与临胸县、青州市、临淄区连接，北接张店区，西与周村区、章丘市接壤。南北长48km,东西宽42km,总面积999.065km2o淄川区属暖温带季风区半干旱大陆性气候。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽多旱，冬季漫长干冷，四季分明，光热资源比较丰富，降雨量年际变化显著，年内分布不均，干湿交替明显。栽培作物以粮食作物为主，主要有小麦、玉米,其次是地瓜、高粱、谷子、大豆等。1数据来源与研究方法1.1数据来源1.1.1野外调查资料按野外调查点获取，主要包括地形地貌、土壤母质、水文、土层厚度、表层质地、耕地利用现状、灌排条件、作物长势产量、管理措施水平等。1.1.2室内化验分析资料包括有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等大量养分含量；交换性钙、镁等中量养分含量；有效锌、硼、钮等微量养分含量。1.1.3基础及专题图件资料包括1：5万的地形图、行政区划图、土地利用现状图、道路交通图、居民点分布图、 地貌图、土壤图、水系分布图等。图件资料采用地理信息系统软件ArcGIS9.2进行数字化、图形编辑、图幅误差校正、拓扑查错等处理。1.2研究方法1.2.1确定评价单元采用土壤图、土地利用现状图的叠置划分法，相同土壤单元及土地利用现状类型的地块组成一个评价单元，即“土地利用现状类型-土壤类型”的格式。同一评价单元内的土壤类型相同，利用方式相同，交通、水利、经营管理方式等基本一致。1.2.2参评因素的选取参评因素是指参与评定耕地地力等级的耕地的诸属性。影响耕地地力的因素很多，根据淄川区的区域特点遵循主导因素原则、差异性原则、稳定性原则、敏感性原则，采用定量和定性方法结合，最后确定灌溉保证率、坡度、地形地貌、耕层质地、剖面构型、障碍层状况、土层厚度、有机质、速效钾、有效磷、有效锌、水溶态硼作为耕地地力评价的参评指标。1.2.3参评因素权重的确定在耕地地力评价中，需要根据各参评因素对耕地地力的贡献确定权重。确定权重的方法很多，本评价中采用层次分析法（AHP）来确定各参评因素的权重。1.2.4参评因素隶属函数的建立用Delphi法根据一组分布均匀的实测值评估出对应的一组隶属度，然后在计算机 中绘制这两组数值的散点图，再根据散点图进行曲线模拟，寻求参评因素实际值与隶属度关系方程从而建立起隶属函数。1.2.5耕地地力等级的确定用指数和法来确定耕地的综合指数，公式为：计算耕地地力综合指数之后，在耕地资源管理系统中选择累积曲线分级法进行评价，根据曲线斜率的突变点（拐点）来确定等级的数目和划分综合指数的临界点。2结果与分析2.1评价单元通过土壤图、土地利用现状图的叠置和检索，将淄川区耕地地力划分为2986个评价单元。2.2参评因素的权重采用层次分析法（AHP）最后计算得到各参评因素的权重，如表1所示。表1各参评因素的权重2.3参评因素的隶属函数通过模拟共得到直线型、戒上型两种类型的隶属函数，其中有机质、有效磷、速效钾等属于戒上型隶属函数，地貌类型、质地等描述性的因素属于直线型隶属函数，各参评因素类型及其隶属函数如表2所示。表2各参评因素类型及其隶属函数2.4淄川区的耕地地力分析 2.4.1一级地IFI>0.81,耕地面积2891.02hm2,占全区耕地总面积的10.29%O土壤类型以褐土、潮褐土为主，土壤表层质地为轻壤和中壤。农田水利设施较为完善，灌排条件好，土壤养分丰富，是淄川区的高产耕地。但是与其他产粮大县相比，产量水平仍较低，主要因为该地区经济较发达，农户不以农业为主，农业人力、物力投入比例明显低于二、三产业投入；土壤肥力与高产高效农业的需求还有很大差距，农户施肥种类单一，缺乏针对性，长期以施用磷酸二铁和尿素为主，造成土壤钾素缺乏，成为作物高产的限制因素。2.4.2二级地IFI为0.69〜0.81,耕地面积为3586.70hm2,占全区耕地总面积的12.76%。土壤类型以褐土、潮褐土、褐土性土为主，兼有少量淋溶褐土，土壤表层质地为轻壤和中壤。农田水利设施缺乏，灌排条件一般，土壤养分含量均比较丰富，处于中等偏上水平。存在的主要问题是：部分地区耕层中存在夹砂等障碍性层次；灌溉水平一般，大量的无灌溉区，有季节性干旱，有潜在侵蚀威胁。2.4.3三级地IFI为0.61〜0.69,耕地面积7672.35hm2,占全区耕地总面积的27.29%,是全区耕地面积中所占比例最大的一个等级。土壤类型以褐土、潮褐土为主，兼有少量淋溶褐土、褐土性土，土壤表层质地为轻壤和中壤。极少数地区的灌溉保证率达到50%左右，大量的无灌溉区，土壤养分含量比较理想，多处于中等或丰富水平。该级地是平原向山区过 渡的等级类型，各种属性介于二者之间，坡度较大，耕地大平小不平，地块微有倾斜，有水土流失现象，受干旱威胁，地下水源缺乏，灌溉水平极差，耕地养分存在不平衡现象，其中速效钾含量水平较低，有待提高。2.4.4四级地IFI为0.53〜0.61,耕地面积6892.17hm2,占全区耕地总面积的24.51%。土壤类型以褐土、褐土性土为主，兼有少量淋溶褐土，土壤表层质地主要是轻壤和中壤，少量砂壤。灌溉水平极低，基本无灌溉区，土壤养分含量略低，养分比例失调，对作物生长不利。该级地土层浅薄，土壤质地、结构性差，存在明显的障碍性层次，砾石较多，漏肥漏水，坡度大，有水土流失现象，阻碍作物的正常发育。2.4.5五级地IFI为0.47〜0.53,耕地面积2781.27hm2,占全区耕地总面积的9.89%O土壤类型以褐土性土为主，含有少量褐土，土壤表层质地以中壤为主，少量轻壤和砂壤。该级地的土层厚度很薄，耕层中存在明显的障碍性层次，砾石较多，阻碍作物的正常生长发育；坡度大，水土流失严重，灌溉水平极低，土体干旱，漏肥漏水，不抗旱耐涝,养分含量偏低，对作物生长不利。2.4.6六级地IFI