茶樹種植用地適宜性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展

（浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院、旅游與健康學(xué)院，浙江 杭州 310000）

隨著人口的不斷增長(zhǎng)，人地之間的供需矛盾日益突出。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的利用、開發(fā)、保護(hù)土地資源的目標(biāo)，應(yīng)對(duì)人類生存面臨的重大課題，進(jìn)行用地適宜性評(píng)價(jià)有著重要研究意義，同時(shí)也是城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)要研究的重要研究課題。茶樹是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，根據(jù)2020年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒顯示，茶葉產(chǎn)量為277.7萬(wàn)噸，茶園面積3105千公頃。作為我國(guó)農(nóng)作物的重要組成部分，其種植和產(chǎn)量受到較多關(guān)注。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)于茶葉的品質(zhì)要求也逐漸上升，對(duì)茶樹種植用地進(jìn)行土地適宜性評(píng)價(jià)研究，可以選擇與之相適宜的土地進(jìn)行種植，有效緩解土地浪費(fèi)的問題，也可以提高茶葉生產(chǎn)的數(shù)量與品質(zhì)，更好的滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的高品質(zhì)飲茶需求，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于茶樹種植用地適宜性評(píng)價(jià)的理論和實(shí)證研究眾多，形成豐富的成果，主要體現(xiàn)在以下三方面：①用地適宜性評(píng)價(jià)的內(nèi)涵；②茶樹種植適宜性指標(biāo)體系的研究，側(cè)重于自然因素，包含氣候、土壤、地形、地貌等要素；③茶樹重視適宜性評(píng)價(jià)的應(yīng)用。關(guān)于用地適宜性評(píng)價(jià)內(nèi)涵和影響茶葉種植因素的研究起源較早，成果也頗為豐富。近年來(lái)用地適宜性評(píng)價(jià)方法的理論方法和分析技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，結(jié)合定性分析與定量分析，在城鄉(xiāng)規(guī)劃理論發(fā)展中應(yīng)用廣泛。本文梳理了國(guó)內(nèi)外土地適宜性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展，辨析茶樹種植用地適宜性評(píng)價(jià)的內(nèi)涵，歸納了指標(biāo)評(píng)價(jià)的研究成果，總結(jié)已有研究的經(jīng)驗(yàn)，繼而提高評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

1 用地適宜性評(píng)價(jià)的內(nèi)涵

用地適宜性是指評(píng)價(jià)一定的土地單元適合用于某種土地利用類型的適宜程度，意在根據(jù)人類要求、意愿或一些未來(lái)活動(dòng)的預(yù)測(cè)，從而劃分土地利用適宜或不適宜區(qū)域的空間模式。用地適宜性評(píng)價(jià)方法最早發(fā)生在1912年，美國(guó)曼寧在Billerica市土地利用中使用地圖疊加方法。目前土地評(píng)價(jià)研究主要基于農(nóng)業(yè)用地、城市建設(shè)用地、自然保護(hù)區(qū)或旅游區(qū)用地、區(qū)域規(guī)劃和景觀規(guī)劃、項(xiàng)目選址及環(huán)境影響評(píng)價(jià)。

茶園作為一種農(nóng)業(yè)用地，一直與我們的生活休戚相關(guān)，對(duì)于茶葉的相關(guān)記載可以追溯到東漢。出于我國(guó)優(yōu)越的自然條件，茶樹是一種廣泛種植的經(jīng)濟(jì)作物。在對(duì)自然環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)土地的自然條件和人為因素對(duì)茶園的適宜性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)茶園的適宜性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。為了合理利用土地資源，實(shí)現(xiàn)綜合效益的最大化，指出了適合種植茶的土地面積和范圍，并對(duì)適宜程度進(jìn)行了分類。

2 茶種植土地適宜性評(píng)價(jià)的實(shí)例研究

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

從國(guó)內(nèi)研究來(lái)看，茶樹種植適宜性的研究區(qū)域較為廣泛，涵蓋了秦嶺淮河以南的浙、湘、皖、川、閩、滇、鄂、粵、贛、桂等?。▍^(qū)）。其中浙江省、湖南省、安徽省、福建省、四川省等地具有悠久的植茶歷史，且種植茶樹適宜度較高，很多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。廖桂堂以四川省蒙頂山茶園為例，結(jié)合地統(tǒng)計(jì)學(xué)，GIS和多元統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)蒙頂山茶園土壤肥力質(zhì)量進(jìn)行了定量綜合評(píng)價(jià)。金志鳳在分析茶葉產(chǎn)量與氣象要素之間相關(guān)性的基礎(chǔ)上，綜合考慮土壤和地形的影響，構(gòu)建了一個(gè)綜合的分區(qū)評(píng)價(jià)模型，并完成了基于氣候-土壤-地形和土地利用現(xiàn)狀的浙江省茶樹栽培的精細(xì)化專題區(qū)劃。宋星星以福建省長(zhǎng)汀縣園地、林地和草地為評(píng)價(jià)對(duì)象，構(gòu)建長(zhǎng)汀縣茶園適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用GIS技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)法和綜合指數(shù)法建立茶園適宜性評(píng)價(jià)模型。在大多數(shù)研究中，茶樹種植適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)成以自然因素為主，涵蓋了氣候、土壤、地形和地勢(shì)等各項(xiàng)指標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上選取更為具體的指標(biāo)（表1）。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系概覽

2.1.1 土壤因素。土壤是茶樹生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，優(yōu)良的土壤條件能為茶葉提供產(chǎn)量和品質(zhì)的保障。近年來(lái)，對(duì)于茶園土壤的研究聚焦于土壤有機(jī)質(zhì)、微生物、酸化和區(qū)域性茶園土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面。薛東通過(guò)對(duì)茶園土壤微生物群落的研究發(fā)現(xiàn)，不同土地利用方式下，土壤微生物群落種類不同，植茶年份高的茶園其土壤中微生物群落呈現(xiàn)更多樣化。俞永明對(duì)茶樹適宜生長(zhǎng)的土壤pH值進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)最佳值為4.5～5.5，當(dāng)pH過(guò)高將導(dǎo)致茶樹生長(zhǎng)逐漸停滯，甚至死亡；pH值過(guò)低則茶樹生長(zhǎng)狀況不佳。

土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)在各類土地利用類型方面研究成果較為豐富，近年來(lái)關(guān)于茶園土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)也逐漸受到關(guān)注。Li基于GIS和土地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)改良模型，以浙江省茶園為研究對(duì)象進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)。另外，茶園土壤微生物的種群結(jié)構(gòu)、數(shù)量、活性和土壤中所含養(yǎng)分也是影響茶樹生長(zhǎng)和茶質(zhì)量的關(guān)鍵因素。楊清平等比較研究了生態(tài)茶園和常規(guī)茶園土壤中微生物的數(shù)量、活性、脲酶和養(yǎng)分之間的差異，為人工生態(tài)茶園的建設(shè)提供參考。

2.1.2 氣候條件。茶葉的品質(zhì)與氣象條件密切相關(guān)，劉瑞娜提出了茶葉品質(zhì)溫度指數(shù)、相對(duì)濕度指數(shù)、日照指數(shù)和氣候指數(shù)概念，并劃分茶葉氣候品質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)。金志鳳以浙江省為研究對(duì)象采用逐步訂正、線性趨勢(shì)分析等方法研究了茶葉的光合生產(chǎn)潛力、光溫生產(chǎn)潛力和氣候生產(chǎn)潛力，及其時(shí)空變化特征、主要影響因素和氣候資源利用率，得出近幾年浙江省茶葉氣候資源利用率及高值區(qū)集中地。張曉玲利用物種分布模型預(yù)測(cè)全球茶的潛在適宜分布區(qū)，并預(yù)測(cè)了2070年不同溫室氣體排放情景下，茶潛在適宜分布區(qū)的變化情況。

2.1.3 地形條件。茶樹具有喜光喜濕，怕曬怕澇的特點(diǎn)，由于我國(guó)處在北半球的地理位置，南坡受到光照時(shí)間更長(zhǎng)且晝夜溫差大，有助于于茶葉內(nèi)含物質(zhì)的積累，因此理想坡向以南向和水平坡最好，北坡最差，其他坡向依次類推。此外，坡底等地勢(shì)平坦，不利于排水的地方可能出現(xiàn)茶樹爛根現(xiàn)象，不利于茶葉生長(zhǎng)。就海拔高度與茶葉品質(zhì)的關(guān)系而言，汪春園對(duì)皖西名茶歷年品質(zhì)評(píng)審結(jié)果與海拔高度進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)高海拔條件帶來(lái)的相對(duì)低溫、高濕、多云霧有利于形成茶葉優(yōu)良品質(zhì)。

2.1.4 地質(zhì)條件。地質(zhì)因素對(duì)茶樹生長(zhǎng)影響主要在于巖性。巖性可以決定成土母質(zhì)，進(jìn)而決定土壤的酸堿度，氮、磷、鉀含量等，土壤及灌溉水源中的微量元素含量對(duì)于產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)茶的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。相較于碳酸巖背景地質(zhì)環(huán)境區(qū)，碎屑巖背景地質(zhì)環(huán)境區(qū)更適宜種植茶樹，從而得到更高的茶葉品質(zhì)，而碳酸巖背景地質(zhì)環(huán)境區(qū)更有利于紅茶的生產(chǎn)。

2.2 評(píng)價(jià)方法演進(jìn)

2.2.1 研究的空間尺度。目前，關(guān)于評(píng)價(jià)單元的網(wǎng)格細(xì)分的研究相對(duì)較少，特別是在省級(jí)尺度上，多數(shù)學(xué)者的研究范圍尺度較小。沈朝棟研究了茶樹的氣候區(qū)劃和地理區(qū)劃。在處理數(shù)據(jù)時(shí)，大多數(shù)都使用單個(gè)站點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)表示整個(gè)縣的價(jià)值，無(wú)法準(zhǔn)確反映地形的影響。金志鳳采用小網(wǎng)格推算的方法得到對(duì)茶樹栽培起主要影響作用的氣候因子，但單一的區(qū)劃因子以及過(guò)少的區(qū)劃指標(biāo)導(dǎo)致區(qū)劃效果不夠精確。近年來(lái)，GIS技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于管理決策、劃分農(nóng)作物種植適宜區(qū)、氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等研究，GIS技術(shù)的使用顯著提高了區(qū)域劃分和評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2.2 地圖疊加法及其改進(jìn)。用地適宜性評(píng)價(jià)方法起源于1912年，美國(guó)曼寧在Billerica市土地利用中使用地圖疊加方法。1969年麥克哈格在曼寧的評(píng)價(jià)方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)之后形成了地圖分層疊加分析技術(shù)。自1990年代以來(lái)，用地適宜性評(píng)價(jià)的方法和技術(shù)得到了新的發(fā)展，評(píng)價(jià)因子的選擇也更為全面。地理信息系統(tǒng)技術(shù)為用地適宜性評(píng)價(jià)方法提供了更高效的路徑，使定性和定量分析結(jié)合得以實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)初，Thomson和Hardin通過(guò)分析曼谷衛(wèi)星遙感圖像，在進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上建立了空間數(shù)據(jù)庫(kù)，包括土地利用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)，自然屬性，地塊信息和其他信息。

目前對(duì)于用地利用適宜性評(píng)價(jià)的相關(guān)研究?jī)?nèi)容主要集中于自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、行為等因素的綜合作用，研究方法以權(quán)重指數(shù)法、層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法為主。此外，RS和GIS技術(shù)得到了快速的發(fā)展并且被廣泛的應(yīng)用于用地適宜性評(píng)價(jià)中，“多要素空間疊置分析”“景觀格局分析”“生態(tài)位模型”等方法使其研究廣度和深度都得以推進(jìn)。RS與GIS擴(kuò)展了評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的獲取途徑，使評(píng)價(jià)方法得到更多的操作可能，并提升了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度。目前，研究方法、因子選擇和指標(biāo)體系的演化也越來(lái)越符合國(guó)家空間發(fā)展和建設(shè)的實(shí)踐。

隨著農(nóng)業(yè)用地適宜性評(píng)價(jià)研究的發(fā)展，茶樹的種植用地選擇引起愈來(lái)愈多學(xué)者的關(guān)注。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，專家咨詢法被廣泛使用，陳春燕通過(guò)將Agent 軟件工程技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合的方式建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并構(gòu)造用于德爾菲法的專家評(píng)價(jià)系統(tǒng)，使評(píng)價(jià)方法更為高效；楊媛以皖南茶區(qū)為研究對(duì)象構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)，并采用模糊數(shù)學(xué)法、層次分析法確定各影響因子的權(quán)重分布，評(píng)價(jià)結(jié)果由累計(jì)曲線得到；宋星星以長(zhǎng)汀縣為研究區(qū)，從地形、土壤、氣候、生態(tài)環(huán)境和區(qū)位五個(gè)方面構(gòu)造評(píng)價(jià)模型，將定量分析的方法引入到茶樹種植適宜性評(píng)價(jià)研究中，采取動(dòng)態(tài)聚類法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，有效提升了評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性以及說(shuō)服力。

3 評(píng)述與展望

目前用地適宜性研究有較為豐富的研究成果，學(xué)術(shù)界各位專家學(xué)者的研究工作為今后更深層次尺度更廣的研究提供了經(jīng)驗(yàn)參考，奠定了良好的基礎(chǔ)，但同時(shí)在發(fā)展中也存在一些難點(diǎn)。

首先，指標(biāo)體系是當(dāng)前學(xué)者們進(jìn)行用地適宜性評(píng)價(jià)的主流方法，隨著GIS、RS等技術(shù)的發(fā)展以及其他學(xué)科的方法與之交叉應(yīng)用，使得指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得可能越來(lái)越高，指標(biāo)涵蓋的范圍越來(lái)越廣。但是筆者在綜述過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于指標(biāo)的客觀選擇仍然是一個(gè)難點(diǎn)，指標(biāo)因子選取的過(guò)程缺少一定的科學(xué)性和客觀性。筆者認(rèn)為，在今后的研究中可以更多的關(guān)注指標(biāo)因子集的選擇標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)研究。

其次，用地適宜性的研究在研究方法層面也得到了范圍更廣層次更深的拓展，評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)了學(xué)科交叉，由單一的疊加法發(fā)展至模糊數(shù)學(xué)法、動(dòng)態(tài)聚類法等，然而各種方法也有局限性。在指標(biāo)體系構(gòu)建的過(guò)程中，德爾菲法咨詢周期較長(zhǎng)，且評(píng)分專家的主觀性難以避免，而線性回歸方法在計(jì)算時(shí)對(duì)樣本數(shù)量要求較高，它要求因變量和自變量之間具有較強(qiáng)的線性關(guān)系。隨著茶樹種植土地適宜性評(píng)價(jià)受到越來(lái)越多的關(guān)注，其應(yīng)用范圍會(huì)更廣，研究層次也會(huì)更深入。