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基于GIS的松溪县掌叶蜂斗菜适种地遴选



全 文 :江西农业学报 2011,23( 3) : 177 ~ 179
Acta Agriculturae Jiangxi
基于 GIS的松溪县掌叶蜂斗菜适种地遴选
白丽月,邱昌颖,叶 夏,黄 曦,宋秀高
收稿日期:2011 -01 -13
作者简介:白丽月( 1984─) ,女,福建泉州人,助理农艺师,从事农业资源与区划研究。
( 福建省农业区划研究所,福建 福州 350003)
摘 要:掌叶蜂斗菜具有很高的营养、药用和经济价值,松溪县具有发展掌叶蜂斗菜的适宜条件。以松溪县为研究区域,
根据掌叶蜂斗菜的生物学特性,综合考虑年均温、海拔、坡度、坡向,土壤有机质、氮、磷、钾和土地利用等要素,以 ArcGIS为技
术平台,采用小网格推算模型对年均温进行插值,将各要素图叠加计算,生成松溪县掌叶蜂斗菜适种地分布图。结果表明适
宜区面积约 5043 hm2,主要分布在西南部地区 3个乡镇。
关键词:掌叶蜂斗菜; 适宜性评价; GIS; 松溪县
中图分类号: S636. 9 文献标识码: A 文章编号: 1001 -8581( 2011) 03 -0177 -03
Selection of Suitable Sites for Planting of Petasites palmata
in Songxi County Based on GIS
BAI Li - yue,QIU Chang - ying,YE Xia,HUANG Xi,SONG Xiu - gao
( Institute of Agricultural Region Planning of Fujian Province,Fuzhou 350003,China)
Abstract: Petasites palmata A. Gray has high nutritional,medicinal and economic value. There are favorable conditions for the
planting of Petasites palmata in Songxi county. According to the biological characteristics of Petasites palmata,this study comprehen-
sively considered various influential factors ( average annual temperature,altitude,slope grade,slope direction,soil organic matter,
nitrogen,phosphorus,potassium content and land - use) in Songxi county. On the ArcGIS technology platform,the average annual
temperature was reckoned by the spatial interpolation method. The distributive chart of the suitable sites for the planting of Petasites
palmata in Songxi county was created through superposition analysis on the suitability grade chart of eight division indexes. The results
showed that the suitable area of planting Petasites palmata in Songxi county was about 5043 hm2,mainly distributed in three towns in
the southwest.
Key words: Petasites palmata; Suitability evaluation; GIS; Songxi county
掌叶蜂斗菜( Petasites palmata A. Gray) 别名掌叶菜、
老山芹、大叶子、水斗菜等,为菊科蜂斗菜属多年生草本
植物,具有很高的营养价值和药用价值,主要分布在我国
黑龙江省完达山和小兴安岭,为当地特种山野菜[1]。目
前,我国已有不少地区对其进行引种栽培并获得了
成功[1 ~2]。
松溪县位于福建省北部山区,武夷山麓东南侧,属
亚热带海洋性湿润季风气候,年均温 18 ℃,夏天最高气
温 36 ℃,冬天最低气温 - 3 ℃,年日照 1900 h 以上,全
年四季分明,季风明显。年降雨量 1600 mm 左右,雨热
同期,光、温、水地域差异明显。松溪县的气候条件比较
适合蜂斗菜种植,2005 年种植面积达 88 hm2,产品全部
由本县农产品加工龙头企业收购,经济效益显著[1]。
迄今利用地理信息系统( GIS) 进行作物种植区划的
研究不少[3 ~5],但运用 GIS 开展蜂斗菜适宜种植区评价
的研究鲜见报道。本文依据蜂斗菜的生长环境条件建立
评价模型,以 ArcGIS 为技术平台,应用 GIS 的空间分析
功能,选取松溪县掌叶蜂斗菜的适种地,为松溪县蜂斗菜
种植选址提供参考。
1 数据源及处理
本文研究的气象资料为福建省 71 个气象观测站的
气候数据,包括经度、纬度、海拔高度等地理属性数据;地
理信息数据采用 1∶ 25万的福建省基础地理数据,包括地
貌图、坡度图、坡向图、土壤图、河流分布图、土地利用现
状图( 2007年) 以及政区图。福建省年均温空间分布图
通过反距离空间插值补充制备。本文主要运用 Arc-
GIS9. 2进行数据处理,将各要素图进行投影转换,统一
投影信息;采用松溪县政区图对各要素图层进行切割,将
切割后的图层转换成栅格格式。
2 掌叶蜂斗菜的生长条件
掌叶蜂斗菜既耐高温又耐寒,根茎耐寒力强,地下
茎可在地下安全越冬,茎叶能耐 40 ℃的高温,发芽适温
为 l5 ~20 ℃,生长一般以 10 ~ 23 ℃为宜。蜂斗菜生长
对地形、地貌、土壤有一定的要求。地形条件要求靠山
边、西边荫蔽的地块,宜选择潮湿稍荫蔽、光线偏弱的地
段种植,海拔越高品质越好[1 ~2];蜂斗菜属于酸性植物,
对土壤要求不严,但在土层深厚、土质疏松、土壤肥沃、
pH值 4. 5 ~6. 5的壤土或沙壤土条件下生长旺盛[3]。
3 蜂斗菜适宜种植区遴选
3. 1 评价指标体系的建立 根据掌叶蜂斗菜的生长条
件,本研究选取年均温、海拔、坡度、坡向、土壤有机质,土
壤氮、磷、钾、土地利用等 9 个要素作为划分适宜区的指
标因子( 表 1) 。将各要素图进行重分类,将 DEM分为大
于 300 m和小于 300 m; 将坡度图分为大于 25°和小于
25°; 将坡向图分为西、西南、西北和其余方向;土壤信息
都各自划分为极丰富、较丰富、丰富、一般、缺和极缺六
级,并选取极丰富、较丰富、丰富、一般四个级别为适宜,
其他级别为不适宜;土地利用现状则选择耕地、园地、林
地、未利用土地为适宜,其他类型为不适宜。在 ArcGIS
中将各要素图层进行重新分类,适于蜂斗菜生长的环境
条件象元 value赋为 1,其他象元 value 赋为 0,从而形成
各要素图层的二值栅格图像。
表 1 掌叶蜂斗菜生长环境适宜性评价指标
生态环境条件 适宜范围
年均温 10 ~23 ℃
海拔 >300 m
坡度 <25°
坡向 西、西南和西北
土壤有机质 极丰富、较丰富、丰富和一般
土壤氮 极丰富、丰富和一般
土壤磷 极丰富、丰富和一般
土壤钾 极丰富、丰富和一般
土地利用现状 耕地、园地、林地、未利用土地
3. 2 年均温图的制备 为能更准确地反映全省气候资
源的立体分布情况,本研究采用小网格推算模型推算无
测站地区的年均温状况,其公式[7 ~8]为:
y = y* + yg = f( φ,λ,h) + yg ( 1)
( 1) 式中,y* 为年均温仅受宏观地理因子( 纬度 φ、
经度 λ和海拔 h) 影响的结果,一般可拟合出某个气候方
程 y* = f( φ,λ,h) ; yg 为微观地形因素( 包括局地坡地
方位、地形形态、植被、土壤和各种小水体) 对要素 y影响
的订正值,或简称小地形订正。yg 项可视为所拟合的年
均温方程的残差部分,即: yg = y - y
* 。目前采用较多
而又比较成熟的气候方程式为以下多元回归模式:
y = α0 + α1φ + α2λ + α3h + yg。
根据趋势面分析的基本方法和 SAS 程序设计原
理[7],编制趋势面拟合的程序,可对各气候指标分别建立
各自的趋势面拟合方程。年均温 Ty 趋势面拟合方程为:
Ty = - 4563. 222907 - 47. 762491φ + 88. 16355λ
+ 0. 099642h - 0. 16632φ2 - 0. 424495λ2 - 0. 000001 h2
+ 0. 47098φλ + 0. 000145φh - 0. 000902λh ( 2)
( R2 = 0. 981305,α = 0. 0001)
根据建立的空间分析模型,基于福建省的经度、纬
度和海拔高度栅格图,用 ArcGIS 中的离散点插值法,将
气候要素残差 yg 内插到 0. 004经度 ×0. 004纬度( 444 m
×444 m) 的网格点上,获得 yg 栅格数据。
利用 ArcGIS的“raster calculator”命令,将气候要素
小网格推算模型计算的 y* 栅格数据与内插得到的残差
yg 栅格数据相叠加,即可得到经过小地形订正后的全省
范围内每个小网格的气候要素栅格数据。
3. 3 蜂斗菜适种地遴选 参照蜂斗菜生长适宜性评价
指标,对各要素图层进行重分类,对重分类后的各要素图
进行空间计算,将计算生成的输出图层与松溪县政区图
叠加,生成松溪县掌叶蜂斗菜适种地分布图及适种面积
( 表 2、图 1) 。
表 2 松溪县各乡镇掌叶蜂斗菜适种地分布情况
乡镇 面积( hm2 ) 面积比例( % )
郑墩镇 1507. 31 29. 89
花桥乡 1123. 63 22. 28
渭田镇 784. 69 15. 56
茶平乡 666. 31 13. 21
旧县乡 378. 31 7. 50
溪东乡 210. 81 4. 18
祖墩乡 204. 25 4. 05
河东乡 140. 06 2. 78
松源镇 27. 63 0. 55
图 1 松溪县掌叶蜂斗菜适种地分布
计算结果表明,松溪县掌叶蜂斗菜适种地总面积为
5043 hm2,占松溪县总面积的 4. 83%,其中郑墩镇适种地
面积最大,约 1507. 31 hm2,占适种地总面积的 29. 89% ;
其次为花桥乡,约 1123. 63 hm2,占 22. 28% ; 渭田镇
784. 69 hm2,占 15. 56%。可见松溪县西南部适种地面积
较大;其次为东北部地区的溪东乡、渭田镇和旧县乡,适
种地面积比例分别为 4. 18%、15. 56%和 7. 50% ;而中部
地区的祖墩乡、松源镇、河东乡的适种地面积最小,3 个
871 江 西 农 业 学 报 23 卷
乡镇的适种地面积仅占适种地总面积的 7. 38%。
4 结论
以松溪县为研究区域,以年均温、海拔、坡度等作为
影响掌叶蜂斗菜分布的要素,以 ArcGIS 为技术平台,对
各要素进行叠加,生成松溪县掌叶蜂斗菜适种地分布图。
松溪县掌叶蜂斗菜适种地总面积约 5043 hm2,主要分布
在西南部地区。
在发展掌叶蜂斗菜生产的诸环节中,科学选取适种
区域是最根本、最基础的环节,要实现这一目的,需要大
量的准确完备的数据作为支撑,如气候、地形、土壤、土地
等数据。以 GIS为技术平台,结合各要素数据,可以准确
快速地对掌叶蜂斗菜适种地进行初步遴选,为区域农业
生产布局提供参考依据,并为空间信息技术服务农业资
源开发提供案例。
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700 ~703.
(上接第 173页)
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50 ~53.
(上接第 176页)
从大学生的行为方式和特点出发,结合学校的特色,对
校园环境空间的设计予以考虑,为大学生的青年时代留
下一段抹不去的回忆。目前陕西师范大学长安校区校
园整个建设处于完善中,希望本文调研分析结果能够对
校园环境空间的完善美化起到帮助。
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