基于层次分析法的水稻种植适宜性评价水稻种植适宜性评价及指标选取研究

基于层次分析法的水稻种植适宜性评价水稻种植适宜性评价及指标选取研究

0品生产载体耕地是农业生产的重要物质基础，也是粮食和其他农产品生产的重要载体。近年来,中国城镇化水平加快、工业化发展加速等原因,中国的耕地质量呈下降趋势水稻是中国主要的粮食作物,当前种植面积近3000万hm1材料和方法1.1年雨热情况仪征市位于长江流域中下游,属亚热带湿润气候,光照充足,降雨充沛,雨热同期,常年日照时数为2200h,年平均气温15.1℃,年平均降水量1042mm。仪征市地势总体呈北高南低,南部是沿江圩区,北部以丘陵为主,仪征的丘陵地势起伏不大,最高海拔为154m。1.2普、土壤肥力普查评价采用的土壤图(1:5万)、地貌类型分区图(1:5万)取自第二次土壤普查资料(1979年),土地利用现状图(1:5万)、行政区划图(1:5万)、等高线图(1:5万)、农田灌溉分区图(1:5万)均为仪征市各相关部门全国第二次普查资料。土壤肥力普查资料来源于2002年全国耕地地力调查与质量评价试点和2005年测土配方施肥试点土壤样品采集、分析结果。2008年度调查了仪征市部分田块(319家农户)的水稻种植结构、实际单产,所调查田块均采用GPS定位。2水稻的适应性评价2.1影响水稻生长的气候条件仪征市水稻的生长受气候、地形、土壤、环境条件等多种因素综合影响。仪征市的光照、温度、降水等气候条件均有利于水稻的生长。然而县域范围内高程、气候差异较小,因此气候不作为评价因素。2.1.1评价因素的选取海拔、坡度、坡向、地形部位等对水稻生长有较大的影响。海拔高则温度低,积温减少易引起水稻的产量和品质降低然而,仪征市半山半圩,南部是沿江圩区,北部丘陵为主,仪征的丘陵地势起伏不大,最高海拔仅为154m,因此海拔、坡向不作为参评因素,将地形部位、坡度列入评价因素。2.1.2土壤养分元素含量土壤物理性状包括质地、有效土层厚度、障碍层等因素。土壤质地影响土壤的物理机械性,影响土壤贮水保肥能力土壤pH大小影响土壤结构、养分状况、生物类型和生物活性,也影响水稻的生长发育氮素是水稻干物质形成的重要成分,磷素是水稻体内核酸、磷脂、ATP的重要成分,钾是水稻体内多种酶的活化剂,土壤中氮、磷、钾是水稻生长的重要养分来源,合理的氮、磷、钾含量能够保障水稻的高产、优质硅是水稻生长发育不可或缺的营养元素,而锌是水稻体内多种酶的组成部分,参与水稻碳水化合物的转化、促进光合作用2.1.3保障水土流失环境因素如灌溉模数、排涝模数也影响水稻产量的提高。灌溉模数越高,水稻的产量越高,良好的灌溉体系保障了水稻生长的水分需求;较好的排涝能力能够保障水稻良好的生长发育,进而获得水稻的高产优质,而过强的排涝能力往往对产量不利因此,综合考虑仪征市气候、地形、土壤、环境因素对目标的贡献、因子数量适中性、县内差异性、相对稳定性等原则,从全国耕地质量评价指标体系66个评价因子中2.2农业模数的获取仪征市水稻适宜性评价指标体系中有机质、pH、有效磷、速效钾、有效锌、有效硅、耕层厚度通过评价区域的耕地质量调查与评价、测土配方施肥土壤样品采集、测试、化验获取;坡度、质地、障碍层位置主要通过第二次土壤普查资料获取;灌溉模数、排涝模数来源于水利部门农田灌溉分区图及农田基础建设情况统计;地形部位来源于结合评价区的土种、地形地貌,通过仪征市土壤志获取土种在地形地貌上的分布。2.3层析模型的建立采用特尔菲法(Delphi)2.4隶属函数的形式采用模型评价方法建立隶属函数模型。模型中,各个指标与耕地生产潜力的关系分为戒上型、戒下型、正直线型、负直线型、峰型及概念型,其中戒上型、戒下型、正直线型、负直线型、峰型主要是通过田间试验拟合出各指标的隶属函数,并计算相应的隶属度,而地形部位、质地概念型因素通过专家讨论、打分直接给出评语(隶属度)。有机质、有效磷、速效钾按照不同质地类型分别建立隶属函数。仪征市水稻隶属函数模型如表7所示。2.5计算的适应性指数采用累加模型计算每一个单元的水稻适宜度指数。本评价中SI为水稻的适宜度指数(Suitabilityindex,SI),Y2.6水稻种植耕地的等级分布综合考虑仪征市水稻的种植特点及面积,采用累计曲线-聚类分析法,确定3个拐点0.9100、0.7500、0.6100将水稻的耕地等级划分为4级,即高度适宜、适宜、勉强适宜、不适宜(图2、图3)。结果显示,仪征市高度适宜水稻种植的耕地面积占10.20%,主要分布于仪征南部沿江平原。适宜区耕地面积为56.08%,勉强适宜区为25.50%,说明仪征大面积地区适宜种植水稻,而不适宜区的耕地面积为8.22%,主要分布于仪征北部丘陵地区。3水稻实际产量调查为了解水稻适宜性评价结果的准确性,2008年在仪征市开展水稻的实际产量调查,共调查319个田块。统计、分析调查结果可知(图4、表8),水稻实际产量与适宜度指数存在显著的正相关(R4基于gis的土地适宜性评价水稻种植的适宜性评价中,评价指标的选取与水稻生长密切相关,且对水稻产量影响较大,因此,与其他研究相同县域耕地资源管理信息系统是GIS支持下的通用软件,能够实现GIS支持的数据采集、编辑、发布等相关功能水稻种植的适宜性评价以及适宜度指数反映了不同田块的水稻产量水平,适宜度指数高的田块土壤条件较好,肥力较高