基于模糊數(shù)學(xué)的柑橘種植土地適宜性評(píng)價(jià)

習(xí)文勇，傅佩紅

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430070)

柑橘是世界上最重要的果樹作物之一，性喜溫暖濕潤氣候，不耐低溫，其生長發(fā)育、開花結(jié)果與氣候、土壤、海拔、地形等環(huán)境條件緊密相關(guān)。我國是柑橘的重要原產(chǎn)地之一，經(jīng)濟(jì)種植區(qū)主要集中在20°～30°N、海拔200～800 m的緩坡、丘陵等地。柑橘味甘酸，性涼，具有開胃理氣、止渴潤肺的功效，含有豐富的鉀、維生素C和抗氧化、抗癌成分，有很高的營養(yǎng)價(jià)值和食療保健作用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和發(fā)展前景。

選擇最合適的土地適宜性評(píng)估算法對于當(dāng)前和未來的土地利用規(guī)劃來說都至關(guān)重要。為了精準(zhǔn)確定作物的土地適宜性，國內(nèi)外嘗試了許多方法。1976年，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)提出了土地評(píng)估框架，該框架根據(jù)氣候、地形和土壤特征數(shù)據(jù)，通過適宜性等級(jí)對作物的土地適宜性進(jìn)行評(píng)估；1991年，Sys等運(yùn)用參數(shù)化方法將土地特征與作物需求相匹配，對每種土地特征進(jìn)行適宜性評(píng)估；2013年，Akinci等使用層次分析法來確定土耳其農(nóng)用地的適宜性。近年來，隨著模糊集建模技術(shù)的發(fā)展，模糊數(shù)學(xué)理論開始在植物的適宜性評(píng)價(jià)中得到運(yùn)用。例如：Zhang等、張久權(quán)等用模糊集理論分別對山東和四川的烤煙進(jìn)行了土地適宜性評(píng)價(jià)和生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)；桑滿杰等根據(jù)模糊數(shù)學(xué)原理對秦嶺地區(qū)的山茱萸進(jìn)行了生境適宜性評(píng)價(jià)。上述研究均取得了較為理想的結(jié)果，說明將模糊集理論引入到土地適宜性評(píng)價(jià)上來，在提高評(píng)估的有效性和準(zhǔn)確性方面頗具潛力。

柑橘種植業(yè)是湖北省通山縣的特色產(chǎn)業(yè)，但因多年單一種植和盲目擴(kuò)大種植規(guī)模，當(dāng)?shù)氐牡亓ο陆担∠x害增加，加之種植布局具有一定的盲目性，缺乏基于立地條件和土壤屬性等自然資源信息的科學(xué)指導(dǎo)，一些地方柑橘產(chǎn)量下降，影響經(jīng)濟(jì)效益。目前，關(guān)于柑橘種植的土地適宜性，相關(guān)研究多是采用定性的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，并未將土地適宜性看成模糊性概念來評(píng)價(jià)，這使得評(píng)價(jià)結(jié)果往往存在主觀性、片面性。本文以通山縣為例，探索將GIS技術(shù)、模糊數(shù)學(xué)理論和層次分析法相結(jié)合，根據(jù)柑橘正常生長對氣候、土壤和地形等的要求來精確地獲取適宜柑橘種植的土地潛力，準(zhǔn)確評(píng)估通山縣柑橘種植土地的適宜性，以期為當(dāng)?shù)馗涕俜N植布局的不斷優(yōu)化和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

通山縣位于湖北省東南部，地處114°14′～114°58′E、29°18′～29°52′N。全縣地勢南北高、中間低，共有8個(gè)鎮(zhèn)、4個(gè)鄉(xiāng)，是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主的山區(qū)縣，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占總產(chǎn)值的70%左右。通山縣地處北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有溫暖濕潤、四季分明、日照充足、雨量充沛的特點(diǎn)。全年平均日照時(shí)數(shù)1 845 h，平均日照率42%，平均氣溫16.3℃，平均降水量1 800 mm，優(yōu)越的光、熱、水、氣等條件為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柑橘提供了得天獨(dú)厚的自然條件。目前，通山縣柑橘種植面積達(dá)2 400 hm，年產(chǎn)量達(dá)52 000 t，已成為湖北省重要的柑橘生產(chǎn)基地，當(dāng)?shù)氐凝斁贩N蜜橘在2013年湖北全省精品蜜橘鑒評(píng)會(huì)上被評(píng)為第一名，長紅橘、錦橙、桃葉橙、甜橙、血橙等品種也暢銷省內(nèi)外。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

從中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)站上獲取研究區(qū)及其周邊縣(市、區(qū))13個(gè)氣象觀測站點(diǎn)記錄的溫度、降水量、相對濕度等氣候數(shù)據(jù)；從地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)獲取30 m×30 m的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)集，以及帶有研究區(qū)域鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊界的行政邊界圖，使用ArcGIS 10.2軟件從DEM獲得坡度和高程數(shù)據(jù)。在第二次土壤普查表等資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合野外采樣調(diào)查進(jìn)行對比核實(shí)，獲得土壤資料，主要包括土壤采樣點(diǎn)基本情況，及土壤理化性質(zhì)等。其他資料還包括研究區(qū)土壤圖、行政區(qū)劃圖和土地利用現(xiàn)狀圖等。

為了保證土壤剖面的代表性，以及數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，在對土地利用現(xiàn)狀圖和土壤圖進(jìn)行初步研究后確定采樣點(diǎn)。采樣點(diǎn)的土地利用類型主要為農(nóng)用地。本研究共采集207個(gè)土壤樣本，其中，園地118個(gè)、林地59個(gè)、耕地21個(gè)、其他9個(gè)。利用手持GPS定位儀記錄每個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程，將調(diào)查、分析化驗(yàn)的數(shù)據(jù)資料和其他基礎(chǔ)資料錄入Access 2010軟件，構(gòu)建屬性數(shù)據(jù)庫，同時(shí)生成土壤采樣點(diǎn)位圖(圖1)。將剔除異常值后的采樣點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征整理于表1。

1.3 模糊集建模

在經(jīng)典集合論中，一個(gè)元素要么屬于集合，要么不屬于集合，有著非常嚴(yán)格的邊界，我們稱之為清晰的集合。但在實(shí)際生活中，還有一些模糊的概念，無法用清晰的邊界加以刻畫，具有中間過渡過程，并產(chǎn)生了對象與概念之間亦此亦彼的不確定性。為了解決這個(gè)問題，扎德教授提出了模糊集理論，并經(jīng)由其他研究者得到進(jìn)一步發(fā)展。

圖1 通山縣土壤采樣點(diǎn)Fig.1 Soil sampling sites in Tongshan County

表1 采樣點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征值

假設(shè)={}是點(diǎn)的有限集合(或空間)，例如所有土壤的pH值(0～14)。假設(shè)模糊集合的子集由函數(shù)定義，有序?qū)?{，()}對于每個(gè)，都有屬于，其中，()是定義隸屬于的等級(jí)的隸屬函數(shù)，即隸屬度。()的取值范圍為0～1：值為1，表示完全屬于子集；值為0，表示完全不屬于子集；0、1之間的值表示在某種程度上屬于子集。例如，060表示有60%的可能性是子集的成員。在本研究中，就評(píng)價(jià)指標(biāo)(如土壤pH值)而言，等級(jí)值1表示最大的柑橘種植潛力，等級(jí)值0則表示最低的柑橘種植潛力。

隸屬函數(shù)可以是非連續(xù)的或非線性的，土地適宜性評(píng)價(jià)中的典型隸屬函數(shù)包括拋物線型(或梯形)、S型、倒S型和散點(diǎn)型。

拋物線型函數(shù)表達(dá)式為

(1)

S型函數(shù)表達(dá)式為

(2)

倒S型函數(shù)表達(dá)式為

(3)

散點(diǎn)型函數(shù)表達(dá)式為

(4)

2 結(jié)果與分析

2.1 柑橘種植土地適宜性評(píng)價(jià)

2.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取關(guān)乎評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。本研究采用多項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)估柑橘種植的適宜性。主要依據(jù)以下幾個(gè)原則選取指標(biāo)：(1)選取的指標(biāo)應(yīng)有較大的影響力和敏感性；(2)在研究區(qū)域內(nèi)有較大的變異，以便劃分評(píng)價(jià)等級(jí)；(3)在時(shí)間序列上具有穩(wěn)定性。通過查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)氣候、土壤和地形因素是影響柑橘種植適宜性的主要因素。柑橘性喜溫暖濕潤氣候，不耐低溫，較耐陰，根部好氣好水，要求有機(jī)質(zhì)含量豐富的肥沃土壤。氣候是影響柑橘種植分布、產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，柑橘對溫度、水分等因素非常敏感。地形因素中，坡向影響柑橘的日照時(shí)長、太陽輻射，坡度影響土壤厚度、侵蝕、灌溉和排水，海拔與小范圍的氣候變化，如溫度和降水有關(guān)。有許多研究表明，土壤理化性質(zhì)、土質(zhì)條件對柑橘生長及其品質(zhì)亦具有重要影響。

根據(jù)通山縣的實(shí)際情況，選取以下指標(biāo)用于評(píng)價(jià)柑橘種植的土地適宜性：(1)氣候，包括年平均溫度、年最低溫度、年降水量、相對濕度；(2)土壤理化性質(zhì)，包括土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀(含量)，及土壤pH值和土壤容重；(3)地形，包括海拔、坡度和坡向；(4)土質(zhì)條件，包括土壤類型、土壤質(zhì)地、質(zhì)地構(gòu)型。

2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

確定權(quán)重的常用方法有熵值法和主成分分析法等。本研究使用層次分析法(AHP)來確定各指標(biāo)的權(quán)重。具體步驟簡述如下：(1)構(gòu)建AHP層次模型，包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。(2)根據(jù)Saaty量表分配指標(biāo)的相對重要性。邀請10位柑橘種植和土壤領(lǐng)域的專家，使用特爾斐法評(píng)估各指標(biāo)的相對重要性，并經(jīng)開會(huì)討論，得到成對的判斷矩陣。對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示：氣候、土壤理化性質(zhì)、地形和土質(zhì)條件等各項(xiàng)指標(biāo)的一致性比率(CR)均小于0.1，表明其判斷矩陣都是合理、可接受的。(3)通過計(jì)算與判斷矩陣的最大特征值相對應(yīng)的特征向量獲得每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。本研究通過計(jì)算矩陣中各行的歸一化幾何平均值的方法來計(jì)算判斷矩陣對應(yīng)最大特征值的特征向量。將最終得到的各指標(biāo)權(quán)重整理于表2。

2.1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度的確定

根據(jù)柑橘的生長特性，選擇前面所述4種隸屬函數(shù)來確定各指標(biāo)的隸屬度。其中，有機(jī)質(zhì)、pH值、土壤容重和海拔與柑橘生產(chǎn)潛力之間的關(guān)系用拋物線型隸屬函數(shù)描述，各項(xiàng)指標(biāo)的下限、最佳下限、最佳上限和上限分別對應(yīng)于拋物線型隸屬函數(shù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、、、；年平均溫度、年最低溫度、年降水量、有效磷和速效鉀與柑橘生產(chǎn)潛力之間的關(guān)系采用S型隸屬函數(shù)描述；相對濕度和坡度與柑橘生產(chǎn)潛力之間的關(guān)系用倒S型隸屬函數(shù)描述。通過查閱相關(guān)資料，并結(jié)合我們對通山縣柑橘生產(chǎn)的觀察和體會(huì)，確定上述指標(biāo)在相應(yīng)函數(shù)中轉(zhuǎn)折點(diǎn)的取值，并將其整理于表3。坡向、土壤質(zhì)地、質(zhì)地構(gòu)型和土壤類型屬于散點(diǎn)型評(píng)價(jià)因子，用散點(diǎn)型隸屬函數(shù)描述其與柑橘生產(chǎn)潛力之間的關(guān)系，相應(yīng)的隸屬度根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)直接進(jìn)行賦值(表4)。

2.1.4 適宜性指數(shù)的計(jì)算

土地適宜性指數(shù)(SI)的計(jì)算方式類似于線性加法組合模型，其計(jì)算方法如下：

(5)

式(5)中：表示SI的值，表示第項(xiàng)指標(biāo)，是第項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，是第項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度，表示指標(biāo)個(gè)數(shù)。由于權(quán)重和隸屬度都介于0、1之間，因此SI的值也介于0、1之間，其中，0表示完全不適合，1表示非常適合。

2.1.5 土地適宜性等級(jí)劃分

表2 通山縣柑橘種植土地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重

表3 部分指標(biāo)的隸屬函數(shù)類型及其轉(zhuǎn)折點(diǎn)取值

使用ArcGIS 10.2軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行空間處理分析。在準(zhǔn)則層層面上：氣候指標(biāo)數(shù)據(jù)是在研究區(qū)及其周邊13個(gè)氣象監(jiān)測站點(diǎn)記錄的氣象數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合溫度與海拔之間的關(guān)系通過空間插值得到的；土壤理化性質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)是在采樣點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間插值分析，分別得到各項(xiàng)具體土壤理化性質(zhì)指標(biāo)的分布圖；地形指標(biāo)數(shù)據(jù)是在研究區(qū)DEM的基礎(chǔ)上經(jīng)過分析得到的；土質(zhì)條件指標(biāo)數(shù)據(jù)是通過對土壤圖、村級(jí)行政區(qū)劃圖等圖件進(jìn)行相交分析后形成的土質(zhì)單元。

根據(jù)建立的模糊隸屬函數(shù)模型，通過柵格計(jì)算器計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)每個(gè)像元的隸屬度，生成各指標(biāo)的模糊隸屬度圖。其中，土質(zhì)條件各指標(biāo)的隸屬函數(shù)類型都是散點(diǎn)型，且是面狀的矢量單元，對此類指標(biāo)，先計(jì)算每個(gè)土質(zhì)單元內(nèi)各指標(biāo)的隸屬度，再利用面轉(zhuǎn)柵格工具生成各指標(biāo)的模糊隸屬度柵格圖。根據(jù)確定的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，采用累加法模型通過柵格疊加計(jì)算分別求出各子系統(tǒng)，以及整體的適宜性指數(shù)，根據(jù)擬定的適宜性標(biāo)準(zhǔn)，得出最終的柑橘種植土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果。

在本研究中，適宜性標(biāo)準(zhǔn)的劃分是在FAO的框架基礎(chǔ)上稍作修改后確定的。其中：S1(非常適合)，表示土地單位無限制地非常適合柑橘作物種植；S2(適中)，表示土地單位適度適合，但有一些限制；S3(勉強(qiáng)適合)，表示土地單位勉強(qiáng)適合且有嚴(yán)格的限制；N(不適合)，表示土地單位不太適合柑橘生長。需要說明的是，本研究中的適宜性是一個(gè)相對性、模糊性的概念，它是借助模糊隸屬度來描述的，因此某類因素的不適宜并不意味著該地塊絕對不適宜柑橘種植，只是相對于非常適宜的地塊來說不適宜?；诖藰?biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建不同類型的土地適宜性圖，并計(jì)算每種適宜性類別的面積占比(表5)。

2.2 土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

2.2.1 氣候適宜性

將年平均溫度、年最低溫度、年降水量和相對濕度等氣候因素的模糊隸屬度圖疊加，計(jì)算生成柑橘種植的氣候適宜性圖(圖2)。結(jié)果表明，在總面積2 421.70 km的土地上，有57.96%(1 403.73 km)的土地氣候非常適合柑橘種植，有19.69%(476.95 km)的土地不適合。氣候因素的平均隸屬度為0.78，其中最有效的指標(biāo)是年降水量，平均隸屬度高達(dá)0.97。這是因?yàn)?，通山縣的年降水量基本在1 600 mm以上，能夠充分滿足柑橘生長對水分的需求。限制最大的指標(biāo)是年最低溫度，其平均隸屬度為0.71。這是因?yàn)椋瑴囟冗^低會(huì)使柑橘受凍?？偟膩砜?，該地區(qū)大部分區(qū)域的氣候都適宜柑橘生長，氣候不適宜區(qū)主要集中在研究區(qū)的南部，以及黃沙鋪鎮(zhèn)的西南部，這些地區(qū)的海拔均較高，在冬季，這些地區(qū)的溫度較低，可能會(huì)凍傷柑橘的大枝和枝葉，因而相對來說不利于柑橘的生長。

表4 散點(diǎn)型指標(biāo)的隸屬度

表5 不同適宜性等級(jí)的分布情況

2.2.2 土壤理化性質(zhì)適宜性

將土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、pH和土壤容重的模糊隸屬度圖疊加，計(jì)算生成土壤理化性質(zhì)適宜性圖(圖3)。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)有18.74%(453.76 km)的土地土壤理化性質(zhì)非常適合柑橘生產(chǎn)，有31.94%(773.38 km)的土地不適合。土壤理化性質(zhì)的平均隸屬度為0.69，其中，pH值是最有效的指標(biāo)，平均隸屬度為0.83，而土壤容重的平均隸屬度最低，僅0.52。這是因?yàn)?，研究區(qū)的土壤pH值集中在6.0左右，平均值為6.27，是適宜柑橘生產(chǎn)的；而土壤容重的范圍在0.85～1.11g·cm，平均值僅為0.97 g·cm，是該地區(qū)柑橘生產(chǎn)的限制因素之一。此外，速效鉀的平均隸屬度也不高，僅0.59，也是限制因素之一?？偟膩砜?，研究區(qū)土壤理化性質(zhì)的適宜區(qū)呈片狀分布，主要集中在洪港鎮(zhèn)和大畈鎮(zhèn)的大部分地區(qū)，以及黃沙鋪鎮(zhèn)的西南部、闖王鎮(zhèn)的北部和南部；而慈口鄉(xiāng)、楊芳林鄉(xiāng)，以及燕廈鄉(xiāng)的大部分區(qū)域受柑橘種植盲目性的影響，土壤肥力下降，土壤理化性質(zhì)的適宜性偏低。

2.2.3 地形適宜性

將海拔、坡度和坡向的模糊隸屬度圖疊加，計(jì)算生成地形適宜性圖(圖4)。結(jié)果表明，有30.85%(747.08 km)的土地地形非常適合柑橘種植，有29.78%(721.25 km)的土地地形不適合柑橘種植。地形的平均隸屬度為0.7，其中，海拔是最有效的地形指標(biāo)，平均隸屬度為0.83，而坡度的有效性最差，平均隸屬度僅為0.47。這主要是由于該地區(qū)大部分區(qū)域的海拔高度較適宜柑橘生長，但也有不少較為平緩的區(qū)域，坡度不明顯。坡向的平均隸屬度也不高，為0.55。這是因?yàn)樵摰貐^(qū)不少區(qū)域是北坡，背對太陽，日照時(shí)間短，太陽輻射量低。總的來看，研究區(qū)柑橘地形的適宜區(qū)主要集中在闖王鎮(zhèn)、廈鋪鎮(zhèn)、黃沙鋪鎮(zhèn)和楊芳林鄉(xiāng)，柑橘的地形適宜區(qū)與海拔的相關(guān)性較高，基本上都分布在海拔400～800 m的丘陵緩坡地帶。

圖2 氣候適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Evalution result of climate suitability

圖3 土壤理化性質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Evalution result of suitability of soil physical and chemical properties

2.2.4 土質(zhì)條件適宜性

研究區(qū)的主要土壤類型(中國土壤系統(tǒng)分類)包括紅壤性土、棕紅壤、紅色石灰土和棕色石灰土等，隸屬度分別為0.95、0.90、0.60和0.55。根據(jù)選定的土質(zhì)條件指標(biāo)，本研究計(jì)算生成了土質(zhì)條件的土地適宜性圖(圖5)。結(jié)果表明，就土質(zhì)條件而言，有68.14%(1 650.07 km)的土地非常適合柑橘生產(chǎn)，僅有8.35%(202.16 km)的土地土質(zhì)條件不適合。土質(zhì)條件的平均隸屬度為0.82，其中，土壤類型的平均隸屬度達(dá)0.84，表明該地區(qū)的土壤類型非常適合柑橘生產(chǎn)?？偟膩砜?，研究區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域都是土質(zhì)條件的適宜區(qū)，只有大路鄉(xiāng)、大畈鎮(zhèn)、慈口鄉(xiāng)和燕廈鄉(xiāng)部分區(qū)域的土質(zhì)條件適宜性相對較低。

2.2.5 土地適宜性

將上述得到的所有指標(biāo)的模糊隸屬度柵格圖進(jìn)行加權(quán)疊加計(jì)算，最終得到完整的通山縣柑橘種植土地適宜性圖(圖6)。結(jié)果顯示，有26.94%(652.37 km)的土地非常適合柑橘種植，有32.85%(795.51 km)的土地適中，有23.14%(560.42 km)的土地勉強(qiáng)適合，有17.07%(413.40 km)的土地不適合。從空間分布上看，研究區(qū)的中部、北部，以及東南部的土地適宜性較高，而南部高海拔地區(qū)和東北部地區(qū)的土地適宜性較低。具體表現(xiàn)為：黃沙鋪鎮(zhèn)南部和北部、大畈鎮(zhèn)中西部、洪港鎮(zhèn)中北部，以及闖王鎮(zhèn)的北部等區(qū)域非常適合柑橘種植，這些區(qū)域可以擴(kuò)大柑橘種植規(guī)模；而燕廈鄉(xiāng)、慈口鄉(xiāng)的大部分區(qū)域，以及廈鋪鎮(zhèn)南部和闖王鎮(zhèn)、洪港鎮(zhèn)南部相對來說勉強(qiáng)適合甚至不適合柑橘生產(chǎn)，在這些區(qū)域，可發(fā)展其他經(jīng)濟(jì)作物代替柑橘生產(chǎn)。

3 結(jié)論與討論

本研究綜合運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論、層次分析法和地理信息系統(tǒng)評(píng)估柑橘種植的土地適宜性。經(jīng)過分析，選取了15個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并通過模糊數(shù)學(xué)理論計(jì)算了它們的隸屬度，利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，最后采用線性加法組合模型計(jì)算出土地的適宜性指數(shù)。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)26.94%的土地非常適合柑橘種植，一半以上的土地適宜性在適中以上，占比59.79%，而不合適的僅占17.07%。研究區(qū)的中部、北部，以及東南部的土地適宜性較高，而南部高海拔區(qū)域，以及東北部的土地適宜性較低。

圖4 地形適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.4 Evaluation result of terrain suitability

圖5 土質(zhì)條件適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5 Evaluation result of suitability of soil conditions

圖6 土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.6 Evaluation result of overall suitability

本研究表明，將模糊數(shù)學(xué)理論引入土地適宜性評(píng)價(jià)中，可以有效地對作物的適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，規(guī)避評(píng)價(jià)結(jié)果的主觀性?；谀：龜?shù)學(xué)理論，可以將各種大小的數(shù)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模糊隸屬度。AHP是一種有效的方法，可以系統(tǒng)地確定多個(gè)因素的權(quán)重，并且可以在標(biāo)準(zhǔn)存在沖突的情況下檢驗(yàn)其一致性。GIS是描述研究區(qū)域、處理地理數(shù)據(jù)、繪制過程圖，以及顯示評(píng)價(jià)結(jié)果的強(qiáng)大工具，GIS技術(shù)在土地適宜性評(píng)估中既有效又靈活。模糊數(shù)學(xué)、AHP與GIS的結(jié)合使得土地適宜性評(píng)估的結(jié)果更加精確且直觀，有助于克服傳統(tǒng)土地適宜性評(píng)估過程中的不確定性、主觀性，以及等級(jí)特征所帶來的問題。本研究結(jié)果與觀察到的實(shí)際生產(chǎn)情況相吻合。今后，可將本文所建立的研究方法應(yīng)用于其他經(jīng)濟(jì)作物種植的土地適宜性評(píng)估上來，從而為提高土地利用效率，更好地指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)的規(guī)劃布局等提供參考。