永興縣發(fā)展冰糖橙產(chǎn)業(yè)的土地適宜性評價

胡彩婷，李巧云，關(guān) 欣，劉明香，胡雁娟

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，長沙410128）

永興縣是全國柑橘優(yōu)勢區(qū)域縣，也是中國優(yōu)質(zhì)冰糖橙基地重點縣。永興冰糖橙具有色鮮皮薄、質(zhì)香味濃、汁多肉脆等特點，以其優(yōu)良的品質(zhì)和美觀的外形深受廣大消費者青睞，具有廣闊的市場前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Γ?］。因地制宜地發(fā)展名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品，是發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟、造福農(nóng)民的一個重要途徑，又是繁榮活躍農(nóng)產(chǎn)品市場的一項有效措施［2］。國內(nèi)外學(xué)者做過許多關(guān)于農(nóng)作物適宜性評價方面的研究和探討，這些研究多集中在常規(guī)性的糧食作物，如水稻、玉米、小麥等，而對名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品的適宜性研究比較少，未形成成熟的研究方法［3－6］。在全國上下大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的背景下，研究發(fā)展永興縣特色農(nóng)產(chǎn)品的適宜性及布局，對于因地制宜、突出永興縣農(nóng)業(yè)特色和農(nóng)業(yè)發(fā)展方向，實現(xiàn)縣域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要意義［7］。本文采用層次分析法、德爾斐法以及GIS空間分析技術(shù)，對永興縣冰糖橙的土地適宜性進行評價，形成永興縣冰糖橙土地適宜性評價圖，并據(jù)此提出永興縣冰糖橙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議。

1 研究區(qū)概況

永興縣地處湖南省東南部、郴州市北陲，位于東經(jīng)112°43′—113°35′、北緯25°58′—26°29′，土地總面積1 979.4km2。京廣鐵路、京珠高速、G107、S212貫穿全境，區(qū)位條件十分優(yōu)越。永興縣屬中亞熱帶大陸濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫18.1℃，年降雨量1 417 mm，年均太陽輻射總量為455.1kJ／cm2，年均日照1 629.2h。土壤成土母質(zhì)主要是板頁巖風(fēng)化物和紅砂巖風(fēng)化物，主要分布在馬田、復(fù)和、湘陰、碧塘、城關(guān)、城郊、塘門口、鯉魚塘等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，宜種性廣，耕作潛力較大。永興縣轄8鎮(zhèn)17鄉(xiāng)、1個開發(fā)區(qū)，總?cè)丝?3.61萬，其中農(nóng)業(yè)人口 45.09 萬，占總?cè)丝诘?0.8%。

永興縣是湖南省無公害冰糖橙基地縣、全國唯一的“中國優(yōu)質(zhì)冰糖橙基地重點縣”，并向國家工商總局成功注冊“永興冰糖橙”原產(chǎn)地證明商標(biāo)。永興冰糖橙先后被納入《湖南省優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域布局發(fā)展規(guī)劃》、永興縣 “一縣一品”重點工程建設(shè)項目、國家級農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)項目、中央財政支農(nóng)資金整合試點項目、永興冰糖橙全國標(biāo)準(zhǔn)果園創(chuàng)建項目等。冰糖橙產(chǎn)業(yè)已成為永興縣農(nóng)業(yè)一大特色支柱產(chǎn)業(yè)［8］。

2 實驗材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源主要包括圖件和文本資料兩方面。圖件主要包括永興縣土壤圖（1∶50 000）、永興縣土地利用現(xiàn)狀圖（1∶50 000）、永興縣土地利用總體規(guī)劃圖（1∶50 000）、永興縣行政區(qū)劃圖（1∶50 000）等。文本資料主要包括第二次土壤普查資料、野外調(diào)查原始表格、農(nóng)戶調(diào)查問卷、室內(nèi)分析測試數(shù)據(jù)等。

2.2 研究方法

2.2.1 層次分析法 層次分析法（Analytic Hierarchy Process）是薩蒂（Saaty）等人在20世紀(jì)70年代提出的一種分析方法，它是基于系統(tǒng)論中的一個重要原理——系統(tǒng)的層次性而建立的。是將施加影響的主要因子按照相互之間的隸屬關(guān)系排列成從高到低的若干層次，根據(jù)對一定客觀現(xiàn)實的判斷就同一層次相對重要性相互比較的結(jié)果，決定層次各元素重要性的定量指標(biāo)。本研究將依照構(gòu)成土地生產(chǎn)能力的土壤本身特性、自然背景條件和耕作管理水平等要素的指標(biāo)體系，綜合運用德爾菲法和縣域資源管理系統(tǒng)軟件，進行統(tǒng)計分析得到各指標(biāo)的權(quán)重和標(biāo)準(zhǔn)化取值，采用累加法計算冰糖橙土地適宜性綜合地力指數(shù)，進而確定冰糖橙土地適宜性等級。

2.2.2 GIS空間疊加法 GIS空間疊加分析（Overlay Analysis），是將兩層或多層地圖要素進行疊加產(chǎn)生一個新要素層的操作，新要素綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。通過與當(dāng)?shù)卣块T溝通，搜集該地區(qū)土地利用規(guī)劃、氣候、水資源、土壤等方面的圖件資料，利用MapGIS 6.7，對相關(guān)圖件進行空間疊加分析［9］，最終生成永興縣冰糖橙適宜性評價圖。

3 評價方法

3.1 確定評價依據(jù)

有關(guān)研究表明：冰糖橙的生長對于地形、氣候、土壤、水分等都有獨特的要求。氣候方面，要求年平均溫度16℃以上，絕對最低溫度≥－5℃，年有效積溫5 000～8 000℃，年降雨量1 000～1 500mm；土壤方面，要求有機質(zhì)含量在1.5%以上，微酸性，土層深厚，活土層在60cm以上，地下水位離畦面不少于100cm；大氣質(zhì)量和水質(zhì)方面，要求橙園要遠(yuǎn)離污染區(qū)3km以外；地形地勢方面，要求光照充足，水利條件較好。綜上，冰糖橙果園的選址必須選擇地勢平緩，海撥500m以下，坡度30°以內(nèi)，水利條件好，背風(fēng)向陽，交通便利，土壤肥沃的地方［10］。從研究區(qū)概況可知，永興縣在氣候、水分、光照、地形等方面均符合冰糖橙生長的條件，因此，本文將主要從土地這個層面來研究冰糖橙的適宜性。冰糖橙土地適宜性是指土地滿足冰糖橙高產(chǎn)和清潔生長的程度，包括土地基礎(chǔ)地力和土壤環(huán)境質(zhì)量兩個方面。本文所涉及的冰糖橙土地適宜性是指土地地力，即由土壤本身特性、自然背景條件和耕作管理水平等要素綜合構(gòu)成的土地生產(chǎn)能力。

3.2 確定評價因子

根據(jù)德爾菲法，由湖南省土壤肥料工作站、湖南省農(nóng)科院土肥所、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位的專家打分和討論，最終選擇直接影響冰糖橙種植發(fā)展的10個因子（地形部位、障礙因素、耕層質(zhì)地、有機質(zhì)、有效磷、緩效鉀、排水能力、灌溉能力、剖面構(gòu)型、耕層厚度）建立永興縣冰糖橙土地適宜性評價的指標(biāo)體系。

選擇評價因子時應(yīng)遵循以下原則：第一，主導(dǎo)性原則，即選取的因子對冰糖橙土地適宜性有比較大的影響；第二，差異性原則，即選取的因子在評價區(qū)域內(nèi)的差異較大，便于劃分冰糖橙土地適宜性的等級；第三，穩(wěn)定性原則，即選取的評價因素在時間序列上具有相對的穩(wěn)定性，評價的結(jié)果能夠有較長的有效期；第四，現(xiàn)實性原則，即選取的評價因素與評價區(qū)域的大小有密切的關(guān)系［7－11］。

3.3 確定評價單元

本研究將土地利用現(xiàn)狀圖與土壤圖疊加形成的圖斑作為評價單元。

3.4 評價單元賦值

由湖南省土肥站組織專家將全省劃分為五個類型區(qū)，永興縣屬于湘南區(qū)，專家打分賦值的情況如表1所示。

表1 永興縣冰糖橙土地適宜性評價指標(biāo)體系專家打分統(tǒng)計

3.5 評價因子權(quán)重及檢驗

永興縣冰糖橙土地適宜性評價因子權(quán)重及檢驗結(jié)果如表2所示。對指標(biāo)之間相對重要程度的判斷因?qū)＜也煌悾哂幸欢ǖ闹饔^性，但是經(jīng)過一致性檢驗，評分矩陣的總體一致性指標(biāo)CR的值均小于0.1，具有滿意的一致性，評分是合理的。

表2 永興縣冰糖橙土地適宜性評價因子目標(biāo)層權(quán)重及檢驗結(jié)果

3.6 確定評價因子組合權(quán)重

采用積和法和層次分析法來確定各評價因子的權(quán)重，根據(jù)10個指標(biāo)層對土地的影響程度分別打分，對于各因子最后權(quán)重的確定是通過對基準(zhǔn)層和指標(biāo)層的二級分析來確定的，具體分析結(jié)果見表3。

3.7 確定評價因子隸屬度

根據(jù)模糊熟悉理論，將選定的評價指標(biāo)與耕地生產(chǎn)能力的關(guān)系分為戒上型函數(shù)和概念型函數(shù)兩類［12］。專家對冰糖橙適宜性評價指標(biāo)體系10個因素中的地形部位、耕層質(zhì)地、排水能力、灌溉能力、障礙層狀況和剖面構(gòu)型6個指標(biāo)直接打分給出隸屬度，得到概念型的隸屬函數(shù)；對指標(biāo)體系中的有機質(zhì)、有效磷、緩效鉀和耕層厚度4個指標(biāo)給出隸屬函數(shù)的擬合值。鑒于質(zhì)地對耕地有機質(zhì)、有效磷的影響，這兩個指標(biāo)按黏土至中壤、輕壤至砂土兩類分別擬合［13］。

表3 永興縣冰糖橙土地適宜性評價各個因素組合權(quán)重

3.8 計算永興縣冰糖橙土地適宜性評價綜合指數(shù)，

確定分級系統(tǒng)

采用累加法計算各個評價單元的綜合地力指數(shù)值：

式中：IFI——冰糖橙土地適宜性評價綜合指數(shù)；Fi——第i個因素的組合權(quán)重；Ci——第i個因素的隸屬度值。

通過計算，將永興縣冰糖橙土地適宜性分為4個等級，其中一級（最適宜），綜合指數(shù)為T≥0.8；二級（適宜），綜合指數(shù)為0.7≤T＜0.8；三級（勉強適宜）綜合指數(shù)為0.6≤T＜0.7；四級（不適宜），綜合指數(shù)為T＜0.6。

4 結(jié)果與分析

通過GIS技術(shù)構(gòu)建永興縣冰糖橙種植地的適宜性分析模型［14－15］，對永興縣冰糖橙土宜性進行了評價，獲得了永興縣冰糖橙種植用地適宜性面積、不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的冰糖橙用地適宜性面積及比例，最終形成永興縣冰糖橙種植用地的適宜性分級。評價結(jié)果表明，永興縣共有冰糖橙種植高度適宜性土地1 426.85hm2，適宜性土地28 858.43hm2，勉強適宜性土地406.57 hm2，不適宜性土地4 639.71hm2。具體鄉(xiāng)鎮(zhèn)冰糖橙適宜種植面積見表4。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)冰糖橙適宜性各等級比重排序為：二級（81.68%）＞四級（13.13%）＞一級（4.04%）＞三級（1.15%），整體隸屬度值為0.84，位于二級水平。研究區(qū)冰糖橙適宜性水平在空間上呈現(xiàn)出隨海拔高度降低而逐漸增加的趨勢，具體表現(xiàn)在高亭鄉(xiāng)與馬田鎮(zhèn)、悅來鄉(xiāng)與油麻鄉(xiāng)的交界處區(qū)域的適宜性水平最差，而向四周擴散適宜性逐漸增大，反映了地形地貌條件（主要是坡度）是影響研究區(qū)林地生態(tài)適宜性程度差異的主要因素，具體影響因子排序為：灌溉能力（C8）＞耕層厚度（C10）＞緩效鉀（C6）＞有機質(zhì)（C4）＞排水能力（C7）＞剖面構(gòu)型（C9）＞耕層質(zhì)地（C3）＞地形部位（C1）＞有效磷（C5）＞障礙層狀況（C2）。

表4 永興縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)冰糖橙種植土壤適宜性面積

（2）研究區(qū)冰糖橙適宜性較好的主要原因是：該縣屬中亞熱帶大陸濕潤季風(fēng)氣候，光照充足，水利條件較好，地勢平緩，土壤成土母質(zhì)主要是板頁巖風(fēng)化物和紅砂巖風(fēng)化物，屬紅壤，呈微酸性，土壤營養(yǎng)條件較好。符合冰糖橙生長所需的自然條件。

（3）MapGIS空間分析技術(shù)在高程、坡向、坡度等地形因子的獲取、分析等方面具有非常大的優(yōu)勢，特別針對中、大尺度及區(qū)劃數(shù)量龐大的研究區(qū)域，其在時間及精度兩大方面都有明顯優(yōu)勢。本文對研究區(qū)冰糖橙適宜性評價結(jié)果以期對當(dāng)?shù)氐谋浅犬a(chǎn)業(yè)發(fā)展及相關(guān)政策的實施提供技術(shù)支撐和保障。

（4）基于以上評價結(jié)果，為了充分發(fā)揮永興縣的氣候、地形地貌、耕地資源等優(yōu)勢，永興縣冰糖橙生產(chǎn)基地應(yīng)以柏林鎮(zhèn)、城郊鄉(xiāng)、大布江鄉(xiāng)、洞口鄉(xiāng)、高亭鄉(xiāng)、黃泥鄉(xiāng)、金龜鎮(zhèn)、龍形市鄉(xiāng)、七甲鄉(xiāng)、千沖鄉(xiāng)、太和鄉(xiāng)、香梅鄉(xiāng)、洋塘鄉(xiāng)、油麻鄉(xiāng)、油市鎮(zhèn)、樟樹鄉(xiāng)16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為重點，沿國道107線和省道212線、坡度在25°以下的丘陵山地及旱土地帶建設(shè)一條永興冰糖橙產(chǎn)業(yè)帶，從而進一步優(yōu)化縣域柑桔品種結(jié)構(gòu)。而在城關(guān)鎮(zhèn)、復(fù)和鄉(xiāng)、鯉魚塘鎮(zhèn)、馬田鎮(zhèn)、三塘鄉(xiāng)、湘陰渡鎮(zhèn)和悅來鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)則不應(yīng)盲目擴大冰糖橙種植面積，應(yīng)因地制宜，合理規(guī)劃，適當(dāng)調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，尋求與當(dāng)?shù)赝寥赖匦螚l件相適應(yīng)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。在正確選址建園的基礎(chǔ)上，再重點做好冰糖橙良種繁育基地建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)基地建設(shè)、老果園改造示范園建設(shè)、發(fā)揮永興冰糖橙的品牌效益，做到經(jīng)濟效益與社會效益和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一［16－18］。

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