高縣茶葉種植區(qū)土地適宜性評價與分區(qū)研究

王 成,冉清紅

（1.成都師范學(xué)院史地與旅游學(xué)院 四川，成都 611130;2.西南交通大學(xué)建筑與設(shè)計學(xué)院 四川，成都 611130）

高縣位于四川盆地偏南的部分以及向烏蒙山過渡的地帶，地處四川盆地南部以及金沙江南邊的岸區(qū)。高縣境內(nèi)的地勢起伏較大。茶葉作為高縣的支柱產(chǎn)業(yè)[1]，對高縣的發(fā)展起著舉足輕重的作用。最近幾年，高縣通過鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革等措施，促進(jìn)該區(qū)域茶葉以及其他產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)、各個方位的全面上升不斷推動著高縣的農(nóng)業(yè)朝著現(xiàn)代化、科技化發(fā)展，推動茶葉等特色產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。通過運(yùn)用ARCGIS軟件，對高縣縣域內(nèi)的土地進(jìn)行茶葉種植的適宜性評價，并根據(jù)適宜性評價的結(jié)果，將高縣縣域內(nèi)的土地劃分為四類地區(qū)。高度適宜種植，一般適宜種植，勉強(qiáng)適宜種植和不適宜種植。并根據(jù)此劃分結(jié)果進(jìn)而為未來高縣茶葉作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鄉(xiāng)村振興提供一定的基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

高縣，隸屬于四川省的宜賓市，位于四川省的南部，也位于宜賓市的南部，它的東邊是宜賓市的長寧縣，西邊是敘州區(qū)，南邊是筠連縣，位于東經(jīng)104°20′～104°47′、北緯28°10′～28°46′，高縣境內(nèi)南北之間的長度大約為60km，東西之間的寬度大約為30km，總面積大約為1300多平方公里（見圖1）。

圖1 高縣行政區(qū)劃圖

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

2.1.1 數(shù)據(jù)來源 本研究以來自國家地理信息中心所獲取的DEM數(shù)據(jù)和以來自中科院的土地利用覆蓋數(shù)據(jù)為主要的數(shù)據(jù)源。其他矢量數(shù)據(jù)來源于國家地理中心。部分社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于高縣在2018年統(tǒng)計的公報。

2.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 通過對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ARCGIS中，將高縣的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并根據(jù)高縣的DEM數(shù)據(jù)，通過ARCGIS軟件中的數(shù)據(jù)分析工具，得到高縣縣域內(nèi)的坡度和坡向情況。同時將高縣縣域內(nèi)的線狀要素導(dǎo)入ARCGIS 中，如：高縣縣域內(nèi)的河流、高縣縣域內(nèi)的道路等。將高縣行政規(guī)劃圖導(dǎo)入ARCGIS中，方便之后進(jìn)行分區(qū)研究。

2.2 研究方法

2.2.1 土地適宜性評價的含義 當(dāng)需要判斷某一類土地是否適合某種用途以及適合的程度是怎么樣時，就要對土地進(jìn)行適宜性評價。需要評價這類土地的自然和社會經(jīng)濟(jì)屬性以此來輔助判斷這類土地是否適合這個用途[2]。如：是否適合茶葉種植。適合的狀況是怎樣的，是高度適宜或是不適宜。通過對適合狀況的進(jìn)一步分析便可以對此類用地進(jìn)行一定的等級劃分，如：對于高縣境內(nèi)的土地是否適合高縣茶葉種植，將高縣境內(nèi)的土地劃分為四個等級，以此來證明高縣縣域內(nèi)土地對于高縣茶葉種植的適合和限制程度。

2.2.2 劃分評價單元 通常有兩種方法對評價單元進(jìn)行相應(yīng)的劃分。第一種劃分方法是矢量的劃分方法，第二種劃分劃分方法是柵格的劃分方法。兩種方法都各有各的優(yōu)勢和劣勢，第一方法的優(yōu)勢是它可以根據(jù)研究的實際情況，選擇不同的評價因子作為最初的研究圖層，進(jìn)而對研究區(qū)進(jìn)行評價。其獲得基本單元的方法是將研究區(qū)的評價因子矢量地圖在ARCGIS 軟件中進(jìn)行疊加分析。第二種劃分方法的優(yōu)勢是可以更好對評價因子進(jìn)行分析并且在數(shù)據(jù)處理方面更加的方便，它通過將不規(guī)則的研究區(qū)劃分為規(guī)整的正方形方格網(wǎng)進(jìn)行評價。因此該研究采用的是第二種方法即柵格劃分的方法并考慮到研究的區(qū)域是整個縣域范圍，比較大，又因為柵格的大小劃分會對計算機(jī)的處理效率有所影響。因此根據(jù)實際情況，決定將評價因子劃分為30m×30m的柵格網(wǎng)圖[3]。

2.2.3 確定評價因子 土地的評價的指標(biāo)是用來評價土地質(zhì)量的，它的指標(biāo)主要是影響土地生產(chǎn)力的各種要素。能夠影響土地適宜性的自然和社會因素主要是地形地貌、土壤和氣候[4]。能夠影響土地適宜性的因子主要有研究區(qū)的高程情況、坡度情況、土壤母質(zhì)、光照強(qiáng)度、灌溉條件、交通條件等等。但實踐證明，并非要將所有影響土地適宜性的因子都選作評價指標(biāo)，在評價過程中僅需要在眾多影響因子中挑選出部分可以全面、真實地表現(xiàn)影響土地適宜性的因子即可。而且針對不同評價對象或不同評價區(qū)域所需選取的評價因子不是一成不變的，所以需要結(jié)合實際情況選擇科學(xué)合理的評價因子[5]。

在指標(biāo)的選擇上考慮到高縣茶葉種植的實際情況，因地制宜，并遵循指標(biāo)選擇的綜合性原則和和真實性原則[6]，選擇了六個評價因子進(jìn)行評價，分別為選取高程、坡度、坡向、地貌類型、河流和道路。

2.2.4 建立評價指標(biāo)體系 根據(jù)上文中各個評價因子對不同土地利用方式的影響程度，將各個因子都進(jìn)行了分級處理。主要是從下面的兩個方面來方便確定之后的分級指標(biāo)。①要在具體調(diào)查實驗區(qū)情況的基礎(chǔ)上，有針對性地確定分級指標(biāo)；②要根據(jù)不同的土地利用方式對這一因子的要求，首先確定各個因子最適宜和最不適宜該土地利用方式的臨界值，然后確定剩下的分級指標(biāo)值。在表1中，將每一項影響高縣茶葉種植的評價因子劃分為高度適宜、一般適宜、勉強(qiáng)適宜和不適宜這四個等級，與之對應(yīng)對各評價因子在每一適宜級的打分。采取4分值，分值 4 分、3 分、2 分、1 分依次與高度適宜、一般適宣、勉強(qiáng)適宜和不適宜四個等級相對應(yīng)[5]。并在此基礎(chǔ)上規(guī)劃出影響高縣茶葉種植的因子的量化分級（表2，表3），在此之后通過GIS 空間分析的功能獲得各評價因子的專題數(shù)據(jù)并且在ARCGIS 軟件中對各個評價因子進(jìn)行相應(yīng)的量化[7]。往往通過繪制影響茶葉種植的單因子分級專題地圖來表達(dá)想要的量化分析結(jié)果。由于是通過專題地圖進(jìn)行展現(xiàn)（圖2），擁有諸多優(yōu)勢，如：它非常的直觀，通過專題地圖內(nèi)的顏色區(qū)別就能看出量化等級并且它也非常適合計算，只需將數(shù)據(jù)導(dǎo)出并利用計算機(jī)進(jìn)行空間分析即可[6]。

表1 茶葉種植適宜性等級含義表

3 土地適宜性評價

3.1 單因子評價

3.1.1 高程因子分析 海拔在400～800m 的區(qū)間是絕大多數(shù)茶葉種植的絕佳高度[8]。當(dāng)海拔超過800m 之后，是非常不適合大部分茶葉種植的。由于海拔較高，根據(jù)海拔每上升100m氣溫下降0.6℃，其溫度的下降會使茶葉的生長受到一定的限制，使之產(chǎn)量有一定下降。根據(jù)高縣縣域內(nèi)的海拔情況，對于高海拔所帶來的氣溫下降乃至于導(dǎo)致茶葉的凍害可以不予考慮。通過運(yùn)用ARCGIS，將高縣高程數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并運(yùn)用ARCGIS 的重分類工具，將高縣的高程大致分為四個對應(yīng)的等級。圖2a中，海拔在400～800m 的地區(qū)為高度適宜種植的地區(qū)，可作為優(yōu)質(zhì)茶的種植地。一般適宜區(qū)的高程設(shè)置為274m～400m，勉強(qiáng)適宜的地區(qū)的海拔設(shè)置為800～1000m。不適宜的地區(qū)為1000m～1232m。通過將高程因子專題地圖轉(zhuǎn)成矢量數(shù)據(jù)后，通過ARCGIS 內(nèi)部的計算幾何工具，計算各部分面積列在表3。

3.1.2 坡度因子分析 由于茶葉的種植與土地的坡度是有非常大的聯(lián)系的，因此對于坡度較低的地方，是非常適合茶葉種植的，也能夠減少水土的流失，其坡度大約為0～8°；隨著坡度的上升，其土壤的侵蝕也在加強(qiáng)，但在15～25°的坡度中受到的侵蝕還不算太高，因此可進(jìn)行部分梯度種茶；當(dāng)坡度超過25°以后，由于坡度太高，其土壤保持水土的能力變得較差，受到的侵蝕也加大，因此坡度超過25°的地區(qū)是不適合進(jìn)行茶葉種植的[8]。通過利用高縣高程專題地圖，ArcGIS 軟件中的坡度工具獲取高縣的坡度專題地圖（圖2b）。將坡度分為四個等級：0～8°、8～15°、15～25°、25～52°。其中，高度適宜地區(qū)的坡度為0～8°，可作為優(yōu)質(zhì)茶的種植地。一般適宜地區(qū)的坡度為8～15°。勉強(qiáng)適宜地區(qū)坡度的為15～25°。不適宜地區(qū)的坡度為25～52°。

3.1.3 坡向因子評價 不同區(qū)域的坡向也會使茶葉的種植受到一定的影響，因此在茶葉種植區(qū)域的選擇上也要對坡向有一定的考慮。一般情況下，南坡受到的陽光照射是非常充足的，但相對過度的照射對茶葉的種植也有一定的弊端，會造成茶葉中特定物質(zhì)的氧化。又由于北面坡、西北坡受到的光照相對于其他的坡向是較少的，使茶葉的熱量相對缺乏。這兩種坡向都會對茶葉的品質(zhì)有一定的影響，因此是不太適合種植茶葉的。東南坡向和西南坡向既不會受到陽光的長時間照射，也不會因為坡向不佳缺少光照。因此將東南坡向和西南坡向作為高度適宜種植茶葉的區(qū)域[8]。通過在ARCGIS軟件中導(dǎo)入高縣域內(nèi)的高程地圖，使用ArcGIS 軟件中的坡向分析工具進(jìn)一步生成高縣縣域內(nèi)的坡向?qū)ｎ}地圖（圖2c）。將坡向劃分為具體八個等級：東南面坡向、西南面坡向、南面坡向、東面坡向、西面坡向、東北面坡向、西北面坡向、北面坡向。其中高度適宜地區(qū)為東南面坡向和西南面坡向，一般適宜區(qū)為南面坡向，勉強(qiáng)適宜區(qū)為東面坡向、西面坡向、東北面坡向、西北面坡向。不適宜區(qū)為北面坡向。

3.1.4 地類因子評價 不同的土地利用類型對于茶葉的種植也是有一定的影響的，一些土地利用類型是不具備茶葉種植的條件的。圖2d 中，農(nóng)田是不能被開發(fā)成茶葉種植基地的，水體、建筑用地、裸地和耕地由于無法利用也是不能被用來作為茶葉種植基地的。

3.1.5 河流因子分析 茶葉的種植對于河流也有一定的要求。在茶葉種植中，茶葉的生長需要一定的水分，而距離河流的遠(yuǎn)近便成為了影響茶葉生長的一個因素。距離太近可能會被洪澇災(zāi)害影響，而距離太遠(yuǎn)則有可能水份不足。因此，通過查閱了相關(guān)文獻(xiàn)和咨詢茶葉種植方面的專家后，將距離河流100m 定為不適宜種植。100～500m為高度適宜種植，500～1000m為一般適宜，大于1000m為勉強(qiáng)適宜（圖2e）。

3.1.6 道路因子評價 道路對茶葉的運(yùn)輸起著較為重要的作用。在茶葉運(yùn)輸中，距離道路的遠(yuǎn)近便成為了影響茶道路能否便利的一個因素。距離太近可能會受到道路所帶來的負(fù)面影響，而距離太遠(yuǎn)則有可能導(dǎo)致運(yùn)輸成本的上升。因此，通過查閱了相關(guān)文獻(xiàn)和咨詢茶葉種植方面的專家后，將距離道路100m定為不適宜種植。一般適宜種植的區(qū)域為距離在100～500m，高度適宜種植的區(qū)域為距離500～2000m，勉強(qiáng)適宜種植的距離在2000m以上（圖2f）。

表2 單因子量化分級表

表3 單因子分類面積表

圖2 高縣茶葉種植區(qū)土地的單因子評價圖

3.2 綜合因子評價

對影響茶葉種植的單因子進(jìn)行評價只能夠表明某一個單因子對于茶葉種植的適宜性程度，并不能夠說明這片土地整體對于茶葉種植的適宜性程度。因此如果要說明這片土地整體對于茶葉種植的適宜性程度，就必須考慮到每個因子的影響作用，根據(jù)每個單因子對茶葉種植的影響程度賦予一定的權(quán)重，通過加權(quán)疊加的分析方法，對每個單因子進(jìn)行相應(yīng)的綜合因子評價[9]。通過運(yùn)用層次分析法[10]，因子采用4 分制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合專家打分意見和德爾菲法，兩相比較得出各因子的權(quán)重（表4）,通過在ARCGIS 軟件中導(dǎo)入高縣縣域內(nèi)土地進(jìn)行茶葉土地適宜性綜合評價（圖3），其評價結(jié)果分為高度適宜區(qū)、一般適宜區(qū)、勉強(qiáng)適宜區(qū)、不適宜區(qū)四類。其高度適宜區(qū)面積約2.2610 萬公頃，占總面積的17.08%。一般適宜區(qū)面積約3.2829 萬公頃，占總面積的24.80%，勉強(qiáng)適宜區(qū)約1.7593萬公頃，占13.29%，不適宜種植區(qū)約5.9344萬公頃，占44.83%（表5）。

4 結(jié)論與建議

4.1 主要結(jié)論

表4 指標(biāo)權(quán)重表

圖3 高縣茶葉種植土地適宜性評價圖

表5 高縣茶葉種植適宜性評價面積表

4.1.1 高度適宜區(qū) 高縣高度適宜種植茶葉的地區(qū)面積大約為2.2610 萬公頃，占高縣縣域面積的17.08%這些區(qū)域大多分布在落潤?quán)l(xiāng)的中部、文江鎮(zhèn)的西南部、復(fù)興鎮(zhèn)的西部等地區(qū)（圖3）。其海拔大約在600m 左右，坡向為東南面坡、西南面坡，坡度都在8°以下。因此是非常適合在該區(qū)域種植茶葉的。由于該區(qū)域各方面的條件都是比較好的，因此是非常適合茶葉種植的且可以進(jìn)行一定的規(guī)?；枞~種植。

4.1.2 一般適宜區(qū) 高縣一般適宜種植茶葉的地區(qū)面積大約為3.2829萬公頃，占高縣縣域面積的24.80%，這些地方的高程在300m 左右，坡向為南坡，坡度在8～15°。這類地區(qū)在全縣范圍都有零星分布，主要分布在可久鎮(zhèn)、落潤?quán)l(xiāng)、復(fù)興鎮(zhèn)的東南部等區(qū)域（圖3）。該大部分區(qū)域是適合一定的茶葉種植的，但還是存在局部地區(qū)不太適合種植茶葉。因此在適合種植茶葉的區(qū)域進(jìn)行茶園的建設(shè)。在不太適合種植的區(qū)域，進(jìn)行一定的技術(shù)改善或升級來滿足茶葉種植所需的條件。

4.1.3 勉強(qiáng)適宜區(qū) 高縣勉強(qiáng)適宜種植茶葉的地區(qū)大約為1.7593 萬公頃，占高縣縣域面積的13.29%。這類地區(qū)主要分布在慶符鎮(zhèn)的東南部、焦村鎮(zhèn)的東部等區(qū)域（圖3）。符合大部分自然種植條件。其高程在900m 左右，坡向為東坡、西坡、東北坡等，坡度在15～25°左右。這類區(qū)域?qū)τ诓枞~種植所需的條件是較難滿足的，因此在此區(qū)域種植茶葉是比較困難的。

4.1.4 不適宜區(qū) 高縣不適宜種植茶葉的地區(qū)大約為5.9344 萬公頃，占高縣縣域面積的44.83%。這類地區(qū)主要分布在高縣慶符鎮(zhèn)、沙河鎮(zhèn)和盛天鎮(zhèn)東北部等地區(qū)并且某些地方的高程在1100m 左右，坡度也非常的高。大約占高縣縣域的一半面積并且在整個高縣境內(nèi)均有分布（圖3）。這類地區(qū)中的某些地方的高程在1100m左右，坡度也非常的高。因此對于此類地區(qū)，盡量不要在此類地區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的茶葉種植。

4.2 建議

高縣高度適宜茶葉種植的區(qū)域只有2.2610 萬公頃，只占全縣縣域面積的17.08%，雖然在全縣縣域內(nèi)都有分布，但總量并不高，因此可以在高縣縣域范圍內(nèi)的可久鎮(zhèn)、落潤?quán)l(xiāng)等高度適宜進(jìn)行茶葉種植的區(qū)域建設(shè)一定規(guī)模的茶葉種植基地，形成茶葉的規(guī)?；N植，提高總量。

對于高縣一般適宜茶葉種植的區(qū)域，如：復(fù)興鎮(zhèn)的東南部區(qū)域等應(yīng)充分加強(qiáng)技術(shù)的創(chuàng)新，將一般適宜的地區(qū)通過一定的技術(shù)手段轉(zhuǎn)換為高度適宜茶葉種植的區(qū)域，逐步擴(kuò)大高度適宜茶葉種植的面積[11]。

充分發(fā)揮出高縣獨特的資源優(yōu)勢以及得天獨厚的宜茶環(huán)境，劃定茶葉種植區(qū)域的保護(hù)范圍，強(qiáng)化科技支撐。建立高縣現(xiàn)代高效生態(tài)茶園和高標(biāo)準(zhǔn)示范基地，進(jìn)而為未來高縣茶葉作為特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。