基于GIS的凉州区甜菜膜下滴灌应用适宜性评价

王 祎，韩 梅

(甘肃省凉州区农业技术推广中心 甘肃 武威 733000)

0 前 言

甜菜膜下滴灌技术是在甜菜种植生产中，运用我国成熟发展的覆膜节水方式结合以色列滴灌技术的新型节水技术，节水显著，优点是可根据甜菜不同生育期和不同气候条件下所需的养分和水分，科学合理配施水肥，可将水肥一体直接滴灌输送到甜菜根部及周围，达到了精准施肥的效果，既增加了单方水效益，又保证了甜菜生长所需元素供给效果，提高水分和肥料的利用率。 与传统灌溉和施肥方式相比，可节水三分之一左右，节肥一半左右， 同时也节省劳动力投入。

目前报道的相关研究有：王虎甲，曹雪花等人综述了甜菜膜下滴灌技术的优势特点，回顾了凉州区甜菜膜下滴灌技术发展的过程，分析了发展中存在的问题，针对存在的问题提出了加快推广甜菜膜下滴灌技术的对策措施，展望了未来甜菜膜下滴灌技术的发展[1]，苏毓杰等研究表明膜下滴灌栽培技术是适宜甜菜的高效栽培技术，具有显著的经济社会效益[2-3]。

近年来，随着种植结构调整和经济作物效益明显，节水农业的大力发展和应用，以及甜菜产业的壮大发展，有些新型经营主体开始应用甜菜膜下滴灌技术，凉州区甜菜种植面积逐年增大，灌溉用水量随之加大，故而必须提高水资源的利用率；为加快现代高效节水甜菜产业发展，实现节水增效、增收、保证生态环境，科学规划甜菜膜下滴灌应用的高度适宜区域，本文应用凉州区县域耕地资源管理系统(CLRMIS4.0)和ARCGIS10.2，基于层次模型分析和隶属函数模型上，做了凉州区甜菜膜下滴灌应用适宜性评价。

1 研究区概况

凉州区属温带大陆性干旱气候，干旱少雨、日照充足、昼夜温差大，位于东经101°59′～103°23′，北纬37°23′～38°12′，地处甘肃省西北部，河西走廊东端，祁连山北麓，武威市中部。东面与内蒙古自治区接壤，西邻肃南裕固自治县，南连天祝藏族自治县和古浪县，北与永昌县和民勤县相接。

2 材料与方法

研究材料为凉州区测土配方项目建立凉州区工作空间(所有图件资料和属性数据库)，计算软件为县域耕地资源管理信息系统4.0，统计与制图软件为ARCGIS10.2。

2.1 层次分析建模

综合考虑河西灌区凉州区的气候特点和地理环境，结合甜菜膜下滴灌应用种植实际情况，遵循针对性、主导性、稳定性、可操作性等选取原则，运用专家经验法，拟定五个准则层，分别为立地条件、理化性状、土壤养分、剖面性状、农田管理，选取了10个分区评价的因子，海拔、坡度、 PH、有机质、有效磷、缓效钾、障碍层厚度、耕层厚度、灌溉模数、灌溉保证率，构建的判别矩阵，构造本研究甜菜膜下滴灌应用适宜性评价的层次模型。

图1 层析模型构造示意图

2.2 因子隶属函数

在县域耕地资源管理系统中，运行隶属函数编辑菜单，根据模糊数学的理论，用特尔斐法对一组实测值评估出相应的一组隶属度，拟合甜菜膜下滴灌应用评价的各个因子函数关系。

表1 层析模型因子隶属函数

2.3 评价计算与制图

在耕地资源管理信息系统中的适宜性评价模块下中，通过建立的凉州区甜菜膜下滴灌应用种植适宜性评价层次分析模型和隶属函数模型，关联凉州区工作空间中测土配方数据库属性数据，采用累积曲线分级法对凉州区所有耕地进行甜菜膜下滴灌应用适宜性评价计算(见图1)。

IFI=∑Fi×Ci(i=1,2,3,…,n)

在ArcGIS软件制图模块中，进行甜菜滴灌技术应用适宜性分区专题图的制作。具体步骤表达如下： 统一坐标系、编辑赋值属性、根据属性定义颜色、添加要素、图幅输出。

3 结果与分析

在本文建立的模型下，凉州区甜菜膜下滴灌应用适宜性评价为三个等级，高度适宜、适宜、勉强适宜，IFI得分区间为1-0.83、0.83-0.75、0.75-0，总的评价耕地面积为1683795亩，高度适宜等级面积511462亩，占耕地面积的30.4%，适宜等级面积1059937亩，占耕地面积62.9%，勉强适宜等级面积112396 亩，占耕地面积6.7%。

图2 适宜性分区图

该评价的全区所有行政乡镇都能够适宜应用膜下滴灌，这与全区都保证灌溉条件有关；该模型评价结果中高度适宜只有三个镇中没有分布，分别为永丰镇、丰乐镇、怀安镇，其面积较大的乡镇有武南、高坝、清源、双城、永昌、吴家井、长城等；建议在高度适宜区域壮大甜菜膜下滴灌应用产业规模，扩大种植面积，加大政策力度，在该区域优先保证灌溉用水，增加农机购置补贴，抽调专业技术人员包片服务，及时指导解决了甜菜膜下滴灌应用产业发展中出现的各种问题，评价的高度适宜区域可发展成全省甜菜膜下滴灌应用生产示范性基地和甜菜膜下滴灌应用高产基地。

4 结论与讨论

本研究利用地理信息系统软件软件与县域耕地资源管理系统(CLRMIS)相结合，利用作物生长适宜性的系统模块评价凉州区甜菜滴灌应用适宜性，其结论是凉州区93.3%的耕地区域适宜应用甜菜滴灌技术(高度适宜等级面积511462亩，占耕地面积的30.4%，适宜等级面积1059937亩，占耕地面积62.9%)，其结果的区域划分基本准确，从农业生产的角度上能够保证科学性。该评价存在的问题是没有考虑道路建设、水利工程建设、地域经济等因素，专家赋分也有差异，以及适宜等级的百分比例划定也有人为主观因素。

本文的评价分区结果可以快速高效地对研究区域甜菜膜下滴灌应用适宜规划进行科学评价，评价结果分区直观地反映各个适宜性区域的分布和面积，便于指导科学的甜菜膜下滴灌应用产业发展规划。可作为促进河西灌区现代甜菜产业绿色发展和制糖产业可持续发展的科学依据。