基于GIS的重慶市渝北區(qū)梨橙種植適宜性評(píng)價(jià)

摘 要 基于重慶市渝北區(qū)測(cè)土配方施肥與耕地地力評(píng)價(jià)成果資料，綜合考慮梨橙的自然立地條件、土壤管理、理化性狀及養(yǎng)分狀況等條件，利用GIS和“縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)”，建立梨橙規(guī)模種植用地適宜性評(píng)價(jià)模型，進(jìn)而劃分適宜性等級(jí)和空間分布規(guī)律，為大面積推廣種植梨橙提供科學(xué)決策依據(jù)。結(jié)果表明：適宜、一般適宜的面積分別為8259 hm2、4441 hm2，分別占參評(píng)旱作耕地總面積的32.04%和17.23%，具有較大規(guī)?；N植潛力；自然立地條件是決定梨橙品質(zhì)及其價(jià)值的主要因素，梨橙是渝北區(qū)特有的地理標(biāo)志產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞 梨橙；種植適宜性評(píng)價(jià)；GIS；重慶市渝北區(qū)

中圖分類號(hào)：TP391；S666.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2015）22-032-05

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20150908.1434.044.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015/9/8 14：34：49

重慶市渝北區(qū)種植梨橙的歷史悠久，有“中國(guó)梨橙之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。渝北梨橙現(xiàn)已成為農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記產(chǎn)品，在栽培規(guī)模和總產(chǎn)量上都居全國(guó)之最，是全國(guó)最大的梨橙生產(chǎn)基地，種植面積近6667 hm2，產(chǎn)量8萬(wàn)t，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民增收的主要來(lái)源。因此，科學(xué)評(píng)估該區(qū)梨橙規(guī)?；N植的適宜性條件，使種植梨橙獲得最佳經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益，對(duì)于規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展梨橙具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)，GIS技術(shù)作為土地適宜性評(píng)價(jià)中重要的技術(shù)手段被廣泛應(yīng)用于特色農(nóng)產(chǎn)品適宜性評(píng)價(jià)方面的研究[1-7]。本文利用測(cè)土配方施肥及耕地地力評(píng)價(jià)成果資料，綜合考慮梨橙生長(zhǎng)的自然立地條件及土壤管理、理化性狀、養(yǎng)分狀況等因素，利用GIS和“縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)”，對(duì)渝北區(qū)耕地梨橙種植適宜性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)分級(jí)和空間分布規(guī)律探究，為大面積推廣種植梨橙提供科學(xué)決策依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

渝北區(qū)位于重慶市區(qū)北部，是1994年12月17日經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，在撤銷原江北縣建制基礎(chǔ)上設(shè)立的新區(qū)，位于長(zhǎng)江北岸與嘉陵江東岸的三角地帶，地處東經(jīng)106°27′30″～106°57′58″，北緯29°34′45″～30°07′22″，全區(qū)幅員面積1452 km2。屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，常年平均氣溫17.3℃，降雨量1100 mm左右，年均日照1340 h左右，平均無(wú)霜期319 d。海拔高度范圍為156～1432 m，地勢(shì)由西北向東南緩緩傾斜，地貌差異大，中、低山占30%，丘陵占69.5%，河谷占0.5%，農(nóng)耕地中大于25°的坡耕地占耕地面積的32.3%，溪河兩岸、背斜山兩翼以及向斜丘陵分布有宜林荒山荒地近2萬(wàn)hm2；境內(nèi)水資源豐富，主要河流有長(zhǎng)江、嘉陵江、御臨河、后河、朝陽(yáng)河、寸灘河、長(zhǎng)堰溪等。渝北區(qū)總體氣候、地形地貌、水資源等自然條件適合發(fā)展梨橙生產(chǎn)。

1.2基礎(chǔ)工作條件

基礎(chǔ)資料為：屬性數(shù)據(jù)包括第二次土壤普查所編撰的《江北縣土壤》、2008年開始實(shí)施的“測(cè)土配方施肥” 項(xiàng)目所獲得的耕地調(diào)查點(diǎn)資料（包括采樣點(diǎn)坐標(biāo)、基本情況、土壤農(nóng)化分析數(shù)據(jù) ）、渝北區(qū)民政局提供鎮(zhèn)村基本情況統(tǒng)計(jì)以及其他相關(guān)文本資料和數(shù)據(jù)資料。

空間數(shù)據(jù)包括：1∶50000土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖以及采樣點(diǎn)位圖等。

數(shù)據(jù)處理和管理軟件包：括件Visual FoxPro 8.0、Excel、Access、ArcGIS、Arcview和縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)軟件。

1.3技術(shù)路線

技術(shù)路線見圖1。具體步驟為：（1）收集相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料和圖件，并按照統(tǒng)一的規(guī)范進(jìn)行分析和處理，建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)，利用土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖及行政區(qū)劃圖確定評(píng)價(jià)單元。（2）選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定單因素權(quán)重，即建立隸屬函數(shù)模型及層次分析模型。（3）提取評(píng)價(jià)單元屬性，包括土壤化驗(yàn)數(shù)據(jù)、田間調(diào)查數(shù)據(jù)、土壤基本情況等評(píng)價(jià)指標(biāo)屬性。（4）根據(jù)建立的評(píng)價(jià)模型確定評(píng)價(jià)單元等級(jí)，獲得各等級(jí)耕地面積，得到初步的評(píng)價(jià)結(jié)果。（5）對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行實(shí)地調(diào)查、專家確認(rèn)、試驗(yàn)驗(yàn)證等方法驗(yàn)證，最終使評(píng)價(jià)結(jié)果符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，形成準(zhǔn)確的地力評(píng)價(jià)成果，撰寫報(bào)告、繪制適宜性分布圖。

1.4數(shù)據(jù)處理

屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的建立：歷史數(shù)據(jù)主要來(lái)自第二次土壤普查編撰的《江北縣土壤》中的土壤屬性數(shù)據(jù)，利用Excel提取其中的有效數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類、整理，利用Access將所獲取的數(shù)據(jù)建庫(kù)。測(cè)土配方施肥項(xiàng)目數(shù)據(jù)主要包括田間調(diào)查數(shù)據(jù)、田間試驗(yàn)示范數(shù)據(jù)、土壤化驗(yàn)數(shù)據(jù)等，通過(guò)統(tǒng)一的測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)錄入軟件，建立測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)庫(kù)。其他數(shù)據(jù)包括水利設(shè)施、灌溉條件等資料，經(jīng)過(guò)篩選、分類、整理后建庫(kù)。

空間矢量數(shù)據(jù)包括土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖等圖件。土壤圖來(lái)源于矢量化的江北縣土壤普查辦公室1983年編制的1∶50000江北縣土壤圖。土地利用現(xiàn)狀圖來(lái)源于渝北區(qū)國(guó)土局，行政區(qū)劃圖來(lái)源于渝北區(qū)民政局，圖件年份均為2008年。所有圖件經(jīng)過(guò)掃描后在Arcmap中通過(guò)矢量化、幾何校正、建立拓?fù)潢P(guān)系以及投影轉(zhuǎn)換后，以shape格式存入矢量數(shù)據(jù)庫(kù)。空間柵格數(shù)據(jù)（測(cè)土配方田間采樣點(diǎn)）經(jīng)過(guò)完整性檢查后數(shù)字化，得到采樣點(diǎn)位圖并作投影轉(zhuǎn)換，將點(diǎn)位圖通過(guò)關(guān)鍵字段連接外部數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)克呂格插值得到柵格數(shù)據(jù)，存入柵格數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.5評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇

按照對(duì)耕地地力影響的重要性、數(shù)據(jù)的易獲取性、相互之間的差異性、穩(wěn)定性的原則[8]，結(jié)合渝北區(qū)實(shí)際，再征求第二次土壤普查專家及部分鎮(zhèn)街長(zhǎng)期從事農(nóng)技推廣工作的基層干部的意見，通過(guò)專家組商議，選定地形部位、成土母質(zhì)、質(zhì)地、土層厚度、灌溉能力、pH值、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀等9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。渝北梨橙適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)分為3個(gè)層次：目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B和指標(biāo)層C，各指標(biāo)從屬關(guān)系、選取理由、獲取途徑及賦值方法見表1。

1.6評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

由于評(píng)價(jià)指標(biāo)包括定性與定量2種類型，且各指標(biāo)量綱不同，必須將評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的隸屬度值。采用專家法（特爾斐法），邀請(qǐng)參與第二次土壤普查的專家、長(zhǎng)期從事農(nóng)技推廣工作的基層干部對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)層隸屬度進(jìn)行評(píng)定，采用縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)對(duì)各位專家的打分情況進(jìn)行分析、擬合各指標(biāo)隸屬函數(shù)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)函數(shù)模型主要有峰型、戒上型、戒下型、概念型4種[9]，見表2～表4。

計(jì)算指標(biāo)權(quán)重的方法較多，例如多元回歸分析、逐步回歸分析、主成分分析、層次分析（AHP）、灰色關(guān)聯(lián)分析等。本次評(píng)價(jià)采用具有相對(duì)客觀性、公正性、科學(xué)性的層次分析法來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重，用特爾斐法充分征求專家的意見，在縣域耕地信息系統(tǒng)中對(duì)各層次評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行分析，通過(guò)層次分析法使權(quán)重值均通過(guò)一致性檢驗(yàn)，使目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和總體檢驗(yàn)均獲得一致性通過(guò)，最終確認(rèn)渝北區(qū)梨橙各評(píng)價(jià)指標(biāo)層次分析結(jié)果，見表5。

1.7等級(jí)評(píng)定

本研究采用累加法計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)單元的綜合地力指數(shù)，其計(jì)算公式為：

IFI=∑（Fi×Ci）

式中：IFI——耕地地力綜合指數(shù)；

Fi——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度；

Ci——第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重。

采用累積曲線分級(jí)法對(duì)渝北區(qū)梨橙種植適宜性進(jìn)行等級(jí)劃分[9]，分為適宜、一般適宜、不適宜3個(gè)地力等級(jí)，并制作梨橙適宜性分區(qū)圖（圖2），各適宜區(qū)面積在各鎮(zhèn)街中的分布情況見表6。從表6可以看出全區(qū)適宜區(qū)占參評(píng)總面積的32.04%，一般適宜區(qū)占17.23%，不適宜區(qū)占50.73%。全區(qū)適宜區(qū)主要分布在地勢(shì)較平坦的古路及御臨河、長(zhǎng)江沿岸的龍興、石船、統(tǒng)景、大盛、洛磧等鎮(zhèn)。

2結(jié)果與討論

2.1適宜區(qū)

渝北區(qū)參與梨橙適宜性評(píng)價(jià)的旱作土總面積為25776.88 hm2，由表6可知，梨橙種植適宜區(qū)面積8259.43 hm2，占參評(píng)總面積的32.04%，主要涉及古路、龍興、洛磧、石船、統(tǒng)景等5個(gè)鎮(zhèn)，面積合計(jì)為5008 hm2，占全區(qū)適宜面積的60.63%。適宜區(qū)主要地處丘陵緩坡地形部位，成土母質(zhì)以沙溪廟組砂泥巖、嘉陵江、雷口坡組為主，有1/3左右耕地具有灌溉能力，土層較厚，平均厚度84 cm，土壤質(zhì)地以中壤居多，土壤多中性偏微酸性，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀含量較低，平均值分別為13.99 g/kg、79.3 mg/kg、96 mg/kg，有效磷含量較豐富，平均值為14.83 mg/kg。適宜區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)能較好地滿足梨橙生長(zhǎng)，但有機(jī)質(zhì)、氮、鉀等養(yǎng)分含量偏低，灌溉能力較差，受天氣影響較大，對(duì)梨橙產(chǎn)量及品質(zhì)有一定影響。

建議該區(qū)域梨橙果園建設(shè)的重要內(nèi)容：通過(guò)種植綠肥翻壓還土、增施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥等多舉措提高有機(jī)質(zhì)、氮鉀含量，加強(qiáng)水利建設(shè)、發(fā)展節(jié)水灌溉。

2.2一般適宜區(qū)

一般適宜區(qū)面積4440.87 hm2，占參評(píng)總面積的17.23%，主要涉及大盛、統(tǒng)景、茨竹、石船、龍興、洛磧、興隆、古路等鎮(zhèn)，面積合計(jì)為4027.1 hm2，占全區(qū)一般適宜面積的90.68%。一般適宜區(qū)主要地處丘陵緩坡地形部位，成土母質(zhì)以沙溪廟組砂泥巖、新田溝、自流井組為主，有15%左右耕地具有灌溉能力，土層較薄，平均厚度42 cm，土壤質(zhì)地以輕壤、中壤居多，土壤多中性，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量較低，平均值分別為14.15 g/kg、78.3 mg/kg，速效鉀適中，平均值為105 mg/kg，有效磷含量較豐富，平均值為15.98 mg/kg。一般適宜區(qū)域內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)能基本滿足梨橙的生長(zhǎng)，主要限制因素有土層薄，灌溉條件差，有機(jī)質(zhì)、氮素含量偏低。需要加大工程力度進(jìn)行坡改梯來(lái)增加土層厚度，修建水利工程改善灌溉條件，種植綠肥翻壓還土，增施有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥等多舉措建設(shè)高品質(zhì)果園。

2.3不適宜區(qū)

不適宜區(qū)面積13076.58 hm2，占參評(píng)總面積的50.73%，該區(qū)域主要地處丘陵坡地中上部及緩坡地形部位，成土母質(zhì)以新田溝、自流井組、沙溪廟組為主，僅有5%左右具有灌溉能力，土層極薄，土壤質(zhì)地以輕壤、中壤為主，土壤多微酸性，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀含量均較低。以上條件限制梨橙正常生長(zhǎng)，應(yīng)盡量避免在該區(qū)域內(nèi)規(guī)劃梨橙產(chǎn)業(yè)。

3結(jié)語(yǔ)

基于以上結(jié)果分析，渝北區(qū)梨橙種植具有明顯的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，適宜及一般適宜區(qū)面積分別為8259.43 hm2、4440.87 hm2，合計(jì)12700.3 hm2，占總參評(píng)面積的49.27%，而目前實(shí)際種植面積僅6667 hm2，只有一半左右，還有較大的發(fā)展?jié)摿?。但是，不同的適宜級(jí)別其耕地的限制因素存在一定差異，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展，因地制宜，采取有效的措施來(lái)提高耕地的梨橙生產(chǎn)力，使“中國(guó)梨橙之鄉(xiāng)”的渝北梨橙產(chǎn)業(yè)得到良好發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）