Assessment of agricultural production suitability in Nantong City based on ArcGIS technology
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摘要:
针对环境变化引起的区域农业生产适应性变化、农作物种植结构改变、产业布局调整，以南通市为研究对象，以积温、年降水量、土壤肥力、土壤重金属共同构建农业生产因素评价体系，探究南通市的农业生产适应性情况。结果显示，南通市积温值较高且年际变化大体呈递增趋势。降水量年际变化浮动大，随年份增加呈现先增后减的趋势，日照时数与降水量的变化特征呈负相关。土壤全氮与有效磷含量均满足土壤养分标准二级要求，速效钾含量仅达到四级标准要求。土壤重金属内梅罗综合污染指数在0.26~0.4之间，说明土壤环境质量安全。基于ArcGIS技术采用空间分析等技术手段，将南通地区的农业适宜区分为4级，海安为一级适宜区（最适宜），南通市辖区与如东为二级适宜区，通州、海门为三级适宜区，启东、如皋为四级适宜区。通过南通市农业生产适宜性评价，为今后南通地区科学的农作物生产布局、国土空间规划提供参考依据。
Abstract:Based on the regional adaptation of agricultural production, the change of crop planting structure and the industrial layout adjustment, as a result of environmental change, Nantong City was selected to build an evaluation system of agricultural production factors with accumulated temperature, annual precipitation, soil fertility, soil heavy metals and slope advantages.The results show the accumulated temperature of Nantong City is high and the interannual variation is generally increasing.The interannual variation of precipitation fluctuates greatly with a trend of firstly increasing and then decreasing over the years.There is a negative correlation between the sunshine duration and the variation of precipitation.Both total nitrogen and the available phosphorus content in soil meet the secondary requirements of soil nutrient standard, while the content of available potassium only meets the requirements of the fourth standard level.The Nemero index of heavy metals in soil is between 0.26 and 0.4, indicating that the environmental quality of soil is safe.Based on ArcGIS technology, spatial analysis and other technical methods are used to classify agricultural areas of Nantong into 4 levels.As a result, Haian is rated as the first-tier suitable area (the most suitable), municipal district of Nantong City and Rudong as the secondary one, Tongzhou and Haimen as the third one, and Qidong and Rugao are rated as the fourth one.The evaluation of agricultural production suitability in Nantong City is expected to provide a reference for layout of crop production and territorial space planning scientifically and rationally.
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致谢: 审稿专家在成文过程中给予了宝贵的意见和建议，在此表示衷心感谢。
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图 1 2014—2018年南通市各地区积温年际变化
Figure 1. Changes of accumulated temperature in different regions of Nantong from 2014 to 2018
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图 2 南通市积温区空间分布(2014—2018年平均值, 单位：℃)
Figure 2. Spatial distribution of accumulated temperature in Nantong (Average of accumulated temperature from 2014 to 2018)
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图 3 南通市近年年平均降水量、年平均日照时数的年际变化(2013—2017年)
Figure 3. Annual variation of annual average precipitation and annual average sunshine hours in Nantong from 2013 to 2017
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图 4 南通市降水量、日照时数月际变化
Figure 4. Inter-monthly variation of precipitation and sunshine hours in Nantong
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图 6 南通市各地区养分空间分布
Figure 6. Spatial distribution of nutrient content in different areas of Nantong
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图 8 南通市农业适宜性评价空间分布
Figure 8. Spatial distribution map of suitability assessment for agricultural production in Nantong
表 1 数据来源
Table 1 Data sources
数据名称 数据来源 数据类型 积温 天气网历史天气数据的日平均温度 统计数据 年降水量 《南通市统计年鉴》(2013—2017) 统计数据 日照时数 《南通市统计年鉴》(2013—2017) 统计数据 土壤养分数据 全国第二次土壤普查数据 统计数据 土壤重金属数据 全国第二次土壤普查数据、巩万合等[8, 10]关于南通市土壤肥力及重金属 统计数据 南通市行政区划图 地理信息共享平台(https://www.tianditu.gov.cn) 空间数据 南通市基础地理图 地理信息共享平台(https://www.tianditu.gov.cn) 空间数据 
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表 2 农业生产适应性评价体系
Table 2 Evaluation system of agricultural production adaptability
评价指标 指标因子 权重 分值 分类 评价指标 指标因子 权重 分值 分类 气候 积温/℃ 0.15 1 < 5000 土壤 土壤磷含量/(mg·kg-1) 0.1 2 50~70 2 5000~5500 3 70~90 3 5500~5700 4 ≥90 4 ≥5700 Cd/(mg·kg-1) 0.05 1 ≥0.2 年降水量/mm 0.1 1 < 1000 2 0.1~0.2 2 1000~1500 3 < 0.1 3 ≥1500 Cr/(mg·kg-1) 0.05 1 ≥60 日照时数/h 0.1 1 1000~1400 2 50~60 2 1400~2200 3 < 50 3 2200~3000 Hg/(mg·kg-1) 0.05 1 ≥0.12 土壤 土壤有机质/% 0.1 1 < 0.6 2 0.1~0.12 2 0.6~1 3 < 0.1 3 1~2 Pb/(mg·kg-1) 0.05 1 ≥25 4 2~3 2 20~25 土壤钾含量/(mg·kg-1) 0.1 1 < 10 3 15~20 2 10~20 4 < 15 3 20~30 As/(mg·kg-1) 0.05 1 ≥8 4 ≥30 2 6~8 土壤钾含量/(mg·kg-1) 0.1 1 < 50 3 < 6
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表 4 南通市各地区单因子指数与内梅罗综合污染指数
Table 4 Index of single factor and comprehensive pollution index in different areas of Nantong
区域 单因子指数 内梅罗综合指数 Cd Cr Pb As Hg 如皋 0.10 0.13 0.05 0.29 0.09 0.26 海安 0.11 0.13 0.04 0.28 0.09 0.26 启东 0.18 0.17 0.08 0.51 0.09 0.40 如东 0.18 0.15 0.05 0.30 0.09 0.27 通州 0.10 0.14 0.06 0.39 0.14 0.32 海门 0.17 0.16 0.05 0.34 0.10 0.30 南通 0.15 0.14 0.06 0.37 0.12 0.31
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表 5 土壤重金属之间的相关系数
Table 5 Correlation coefficient among different heavy metals in soil
项目 Cd Cr Pb As Hg Cd 1 Cr 0.792* 1 Pb 0.41 0.673 1 As 0.412 0.758* 0.966** 1 Hg -0.361 -0.163 0.214 0.143 1 注：*代表显著性相关(p < 0.05)，**代表极显著相关(p < 0.01)
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