基于GIS的重慶市渝北區梨橙種植適宜性評價

摘 要 基于重慶市渝北區測土配方施肥與耕地地力評價成果資料，綜合考慮梨橙的自然立地條件、土壤管理、理化性狀及養分狀況等條件，利用GIS和“縣域耕地資源管理信息系統”，建立梨橙規模種植用地適宜性評價模型，進而劃分適宜性等級和空間分布規律，為大面積推廣種植梨橙提供科學決策依據。結果表明：適宜、一般適宜的面積分別為8259 hm2、4441 hm2，分別占參評旱作耕地總面積的32.04%和17.23%，具有較大規模化種植潛力；自然立地條件是決定梨橙品質及其價值的主要因素，梨橙是渝北區特有的地理標志產品。

關鍵詞 梨橙；種植適宜性評價；GIS；重慶市渝北區

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

知網出版網址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20150908.1434.044.html 網絡出版時間：2015/9/8 14：34：49

重慶市渝北區種植梨橙的歷史悠久，有“中國梨橙之鄉”的美譽。渝北梨橙現已成為農產品地理標志登記產品，在栽培規模和總產量上都居全國之最，是全國最大的梨橙生產基地，種植面積近6667 hm2，產量8萬t，是當地農村經濟的支柱產業和農民增收的主要來源。因此，科學評估該區梨橙規模化種植的適宜性條件，使種植梨橙獲得最佳經濟及生態效益，對于規模化、標準化發展梨橙具有積極的現實意義。

近年來，GIS技術作為土地適宜性評價中重要的技術手段被廣泛應用于特色農產品適宜性評價方面的研究[1-7]。本文利用測土配方施肥及耕地地力評價成果資料，綜合考慮梨橙生長的自然立地條件及土壤管理、理化性狀、養分狀況等因素，利用GIS和“縣域耕地資源管理信息系統”，對渝北區耕地梨橙種植適宜性進行定量評價分級和空間分布規律探究，為大面積推廣種植梨橙提供科學決策依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

渝北區位于重慶市區北部，是1994年12月17日經國務院批準，在撤銷原江北縣建制基礎上設立的新區，位于長江北岸與嘉陵江東岸的三角地帶，地處東經106°27′30″～106°57′58″，北緯29°34′45″～30°07′22″，全區幅員面積1452 km2。屬亞熱帶濕潤氣候區，常年平均氣溫17.3℃，降雨量1100 mm左右，年均日照1340 h左右，平均無霜期319 d。海拔高度范圍為156～1432 m，地勢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hm2；境內水資源豐富，主要河流有長江、嘉陵江、御臨河、后河、朝陽河、寸灘河、長堰溪等。渝北區總體氣候、地形地貌、水資源等自然條件適合發展梨橙生產。

1.2基礎工作條件

基礎資料為：屬性數據包括第二次土壤普查所編撰的《江北縣土壤》、2008年開始實施的“測土配方施肥” 項目所獲得的耕地調查點資料（包括采樣點坐標、基本情況、土壤農化分析數據 ）、渝北區民政局提供鎮村基本情況統計以及其他相關文本資料和數據資料。

空間數據包括：1∶50000土壤圖、土地利用現狀圖、行政區劃圖以及采樣點位圖等。

數據處理和管理軟件包：括件Visual FoxPro 8.0、Excel、Access、ArcGIS、Arcview和縣域耕地資源管理信息系統軟件。

1.3技術路線

技術路線見圖1。具體步驟為：（1）收集相關基礎數據資料和圖件，并按照統一的規范進行分析和處理，建立屬性數據庫和空間數據庫，利用土壤圖、土地利用現狀圖及行政區劃圖確定評價單元。（2）選取評價指標，確定單因素權重，即建立隸屬函數模型及層次分析模型。（3）提取評價單元屬性，包括土壤化驗數據、田間調查數據、土壤基本情況等評價指標屬性。（4）根據建立的評價模型確定評價單元等級，獲得各等級耕地面積，得到初步的評價結果。（5）對評價結果進行實地調查、專家確認、試驗驗證等方法驗證，最終使評價結果符合當地實際情況，形成準確的地力評價成果，撰寫報告、繪制適宜性分布圖。

1.4數據處理

屬性數據庫的建立：歷史數據主要來自第二次土壤普查編撰的《江北縣土壤》中的土壤屬性數據，利用Excel提取其中的有效數據，進行分類、整理，利用Access將所獲取的數據建庫。測土配方施肥項目數據主要包括田間調查數據、田間試驗示范數據、土壤化驗數據等，通過統一的測土配方施肥數據管理系統錄入軟件，建立測土配方施肥數據庫。其他數據包括水利設施、灌溉條件等資料，經過篩選、分類、整理后建庫。

空間矢量數據包括土壤圖、土地利用現狀圖、行政區劃圖等圖件。土壤圖來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。土地利用現狀圖來源于渝北區國土局，行政區劃圖來源于渝北區民政局，圖件年份均為2008年。所有圖件經過掃描后在Arcmap中通過矢量化、幾何校正、建立拓撲關系以及投影轉換后，以shape格式存入矢量數據庫。空間柵格數據（測土配方田間采樣點）經過完整性檢查后數字化，得到采樣點位圖并作投影轉換，將點位圖通過關鍵字段連接外部數據庫，通過克呂格插值得到柵格數據，存入柵格數據庫。

1.5評價指標選擇

按照對耕地地力影響的重要性、數據的易獲取性、相互之間的差異性、穩定性的原則[8]，結合渝北區實際，再征求第二次土壤普查專家及部分鎮街長期從事農技推廣工作的基層干部的意見，通過專家組商議，選定地形部位、成土母質、質地、土層厚度、灌溉能力、pH值、有機質、有效磷、速效鉀等9個評價指標。渝北梨橙適宜性評價指標分為3個層次：目標層A、準則層B和指標層C，各指標從屬關系、選取理由、獲取途徑及賦值方法見表1。

1.6評價指標權重確定

由于評價指標包括定性與定量2種類型，且各指標量綱不同，必須將評價指標轉換為統一的隸屬度值。采用專家法（特爾斐法），邀請參與第二次土壤普查的專家、長期從事農技推廣工作的基層干部對各評價指標層隸屬度進行評定，采用縣域耕地資源管理信息系統對各位專家的打分情況進行分析、擬合各指標隸屬函數，各評價指標函數模型主要有峰型、戒上型、戒下型、概念型4種[9]，見表2～表4。

計算指標權重的方法較多，例如多元回歸分析、逐步回歸分析、主成分分析、層次分析（AHP）、灰色關聯分析等。本次評價采用具有相對客觀性、公正性、科學性的層次分析法來確定各指標的權重，用特爾斐法充分征求專家的意見，在縣域耕地信息系統中對各層次評價指標的權重進行分析，通過層次分析法使權重值均通過一致性檢驗，使目標層、準則層和總體檢驗均獲得一致性通過，最終確認渝北區梨橙各評價指標層次分析結果，見表5。

1.7等級評定

本研究采用累加法計算每個評價單元的綜合地力指數，其計算公式為：

IFI=∑（Fi×Ci）

式中：IFI——耕地地力綜合指數；

Fi——第i個評價指標的隸屬度；

Ci——第i個評價指標的組合權重。

采用累積曲線分級法對渝北區梨橙種植適宜性進行等級劃分[9]，分為適宜、一般適宜、不適宜3個地力等級，并制作梨橙適宜性分區圖（圖2），各適宜區面積在各鎮街中的分布情況見表6。從表6可以看出全區適宜區占參評總面積的32.04%，一般適宜區占17.23%，不適宜區占50.73%。全區適宜區主要分布在地勢較平坦的古路及御臨河、長江沿岸的龍興、石船、統景、大盛、洛磧等鎮。

2結果與討論

2.1適宜區

渝北區參與梨橙適宜性評價的旱作土總面積為25776.88 hm2，由表6可知，梨橙種植適宜區面積8259.43 hm2，占參評總面積的32.04%，主要涉及古路、龍興、洛磧、石船、統景等5個鎮，面積合計為5008 hm2，占全區適宜面積的60.63%。適宜區主要地處丘陵緩坡地形部位，成土母質以沙溪廟組砂泥巖、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，土壤質地以中壤居多，土壤多中性偏微酸性，土壤有機質、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。適宜區域內各項指標能較好地滿足梨橙生長，但有機質、氮、鉀等養分含量偏低，灌溉能力較差，受天氣影響較大，對梨橙產量及品質有一定影響。

建議該區域梨橙果園建設的重要內容：通過種植綠肥翻壓還土、增施有機無機復合肥等多舉措提高有機質、氮鉀含量，加強水利建設、發展節水灌溉。

2.2一般適宜區

一般適宜區面積4440.87 hm2，占參評總面積的17.23%，主要涉及大盛、統景、茨竹、石船、龍興、洛磧、興隆、古路等鎮，面積合計為4027.1 hm2，占全區一般適宜面積的90.68%。一般適宜區主要地處丘陵緩坡地形部位，成土母質以沙溪廟組砂泥巖、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，土壤質地以輕壤、中壤居多，土壤多中性，土壤有機質、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。一般適宜區域內各項指標能基本滿足梨橙的生長，主要限制因素有土層薄，灌溉條件差，有機質、氮素含量偏低。需要加大工程力度進行坡改梯來增加土層厚度，修建水利工程改善灌溉條件，種植綠肥翻壓還土，增施有機無機復合肥等多舉措建設高品質果園。

2.3不適宜區

不適宜區面積13076.58 hm2，占參評總面積的50.73%，該區域主要地處丘陵坡地中上部及緩坡地形部位，成土母質以新田溝、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，土壤質地以輕壤、中壤為主，土壤多微酸性，土壤有機質、堿解氮、速效鉀含量均較低。以上條件限制梨橙正常生長，應盡量避免在該區域內規劃梨橙產業。

3結語

基于以上結果分析，渝北區梨橙種植具有明顯的區位優勢，適宜及一般適宜區面積分別為8259.43 hm2、4440.87 hm2，合計12700.3 hm2，占總參評面積的49.27%，而目前實際種植面積僅6667 hm2，只有一半左右，還有較大的發展潛力。但是，不同的適宜級別其耕地的限制因素存在一定差異，應該結合當地產業發展，因地制宜，采取有效的措施來提高耕地的梨橙生產力，使“中國梨橙之鄉”的渝北梨橙產業得到良好發展。

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（責任編輯：丁志祥）