奉節縣柑橘適宜性評價

鄧丹丹，周 鵬，鄧龍輝，李成龍

(重慶市奉節縣土肥站，重慶 404600)

柑橘屬亞熱帶常綠果樹，性喜溫暖濕潤氣候，較耐陰，不耐低溫[1]。其果樹生長發育、開花結果與溫度、日照、水分(濕度)、土壤以及風、海拔、地形和坡向等環境條件緊密相關，影響最大的是溫度[2]。我國是種植柑橘起步最早的國家之一，在16°～37°N地區都有種植，但經濟栽培區主要集中在20°～30°N、海拔700～1 000 m 的緩坡、丘陵等地[3]。重慶市被列為世界柑橘生長最適宜生態區之一,全市38個區縣中有31個區縣均種植柑橘，忠縣、萬州、開州、巫山、奉節等地區更是全國聞名的柑橘主產區[3]，2016年全市柑橘種植面積為206 770萬m2，產量為280萬t ，綜合產值達220億元，成為庫區經濟發展的主要支撐[4]。奉節縣地處重慶東北方向、三峽庫區腹心地帶，其獨特的地理、氣候和土壤優勢，栽培的奉節臍橙憑借其皮薄汁多、入口鮮脆而在全國聞名[5]。

土地適宜性是按照土地特定用途，選擇特定指標，將特定地區的土地進行評價和歸類[6-9]。將適宜性評價引入到柑橘種植，則是在綜合考慮種植業結構、自然生態環境、經濟屬性等情況的基礎上，對柑橘種植區域范圍內的農業資源最佳利用方式做出評價和選擇[10]。張紅旗[11]對縣級區域的柑橘進行土地適宜評價，得出基于自然屬性的柑橘適宜等級；胡彩婷等[12]綜合考慮土地的立地條件、土壤理化性狀等指標，提出了永興縣冰糖橙適宜性評價體系，并提出了永興縣冰糖橙產業發展的建議。為充分發揮奉節地理優勢，全力打造奉節臍橙品牌，提升奉節柑橘市場競爭力，筆者運用ArcGIS對奉節柑橘進行適宜性評價，深入分析柑橘種植與海拔、溫度等因子的相關性，對精細柑橘種植布局、發展區位優勢、實現柑橘提質增效具有現實意義。

1 數據來源與研究方法

1.1研究區概況奉節縣地處重慶東北方向、長江三峽西口，109°01′17″～109°45′58″ E、30°29′19″～31°22′23″ N，縣域面積4 087 km2，長江由西向東橫貫縣境43 km，將全縣分成南北兩岸。奉節縣屬盆東山地的一部分，地形地貌復雜多樣，成土母質主要為二迭系、三疊系的石灰巖，其次為侏羅系的紫色砂頁巖和砂巖，第四系全新統黃色沖積母質和現代河流新沖積母質在河谷低壩和臺地形成少量土壤。

奉節縣屬于中亞熱帶暖濕季風氣候區，四季分明，無霜期長，光照適宜，雨量充沛。受地形地貌的影響，垂直氣候差異十分明顯。據海拔607.3 m的氣象資料顯示，最高年平均氣溫17.0 ℃，最低年平均氣溫15.9 ℃，年平均氣溫16.5 ℃，>10 ℃年積溫5 166 ℃。平均無霜期295 d；年平均降水量1 132.2 mm，相對濕度69%，水面蒸發量1 100 mm；年平均日照數為1 639.1 h，平均日照率37%，太陽總輻射能391.7 kJ/cm2[13]。奉節縣水資源豐富，年總降水量51.73億m3，但分布不均，利用率低，開發潛力和利用難度大。

奉節柑橘栽培始于漢代，歷史悠久，栽培柑橘品種以奉節臍橙最為著名、面積也最大，據奉節縣2016年統計年鑒記載，2015年底全縣臍橙栽培面積達14 858 hm2。奉節臍橙屬華盛頓臍橙，自1953年從江津園藝場引種選育出奉園72-1臍橙后，奉節臍橙不斷發展，目前奉節柑橘栽培的品種包括紐荷爾臍橙、福本臍橙、72-1臍橙等，栽培范圍以長江兩岸及梅溪河、草堂河、朱衣河等長江支流河谷兩旁的低海拔區域為主[14]。不同品種臍橙對生長環境的要求差異不明顯，年平均氣溫>15.0 ℃，年降水量>1 000 mm，日照時間>1 200 h 均能正常生長[15-16]。

1.2數據來源專題圖件：土壤圖、土地利用現狀圖、村級行政區劃圖，圖件比例尺為1∶50 000。屬性數據：奉節縣2007年測土配方施肥項目土壤采樣及化驗數據資料；重慶氣象局1960—1990年全市氣象數據庫。

1.3研究方法

1.3.1模糊綜合評價法。利用模糊評價的方法來確定各評價因素的隸屬度和隸屬函數，定量化描述各因素對柑橘適宜性的影響程度，實現奉節柑橘適宜區的劃分。在適宜性評價中引入模糊評價法，通過模糊子集、隸屬函數與隸屬度3個指標，將定性的模糊性概念定量化，實現綜合評價。

1.3.2層次分析法。層次分析法(analytical hierarchy process，AHP)是20世紀80年代提出的一種多方案或者多目標的決策方法，其基本原理是分析復雜問題中各個影響因素的本質及內在關系，按照相互之間的隸屬關系排成從高到低的若干層次。層次分析法的優點是將定量與定性結合起來，具有系統性、邏輯性、實用性，同時該方法克服了主觀經驗確定分級指數的不確定，同時又能準確地反映適宜性等級的差異[17]。其核心是將問題層次化，研究問題性質特征和要實現的目標，根據性質把問題劃分為不同的組成因素，并按照因素間的相互關聯將各因素按不同層次聚合，形成一個多層次的分析結構模型，并最終把系統分析歸結為最底層(供決策的方案、措施等)相對于最高層(總目標)的相對優劣次序的排序問題。

1.3.3多因素評價方法。多因子綜合評價將單因素評價的結果綜合起來，評價柑橘適宜程度的綜合指數，各因子的權重由層次分析法計算得出。該研究計算柑橘適宜程度綜合指數(cole adapted index,CAI)主要運用累加模型。

2 結果與分析

2.1評價單元的劃分將奉節縣土壤圖、土地利用現狀圖、村級行政區劃圖進行疊加，把相同土壤類型、土地利用類型、氣象數據相當且同屬一個村社的地塊劃分為一個評價單元。通過以上方法，奉節縣劃分的柑橘適宜性評價單元為7 354個，柑橘適宜性評價單元見圖1。

圖1 奉節縣柑橘適宜性評價單元Fig.1 Evaluation unit of citrus suitability in Fengjie County

2.2評價因子的選擇評價因子的選擇直接影響到指標體系的合理性，是柑橘適宜性評價的關鍵。在確定評價因子前應查閱大量文獻、咨詢柑橘專家，篩選對柑橘適宜性影響大、突出區域特征、穩定性好的因子。

通過查詢文獻、請教柑橘專家、走訪柑橘種植大戶，從土壤理化性質、氣候條件和立地條件3個方面考慮，確定海拔、坡度、有效土層厚度、質地、pH、年平均氣溫、全年降雨量、全年日照數、成土母質9個指標為柑橘適宜性評價因子。

2.3層次結構的建立根據評價因子各自的屬性和特點，將評價體系排列為3個層次，其中目標層(A層)為柑橘適宜性；準則層(B層)為立地條件、理化性質和氣候條件；指標層(C層)為海拔、坡度、有效土層厚度、質地、pH、年平均氣溫、全年降雨量、全年日照數、成土母質，其結構關系見表1。

表1 評價因素層次結構及權重

2.4評價因子權重的確定柑橘種植專家按照目標層、指標層各因素對準則層相應因素的相對重要性，給出數量化的評估。柑橘種植專家的評估結果經數學化處理后再次反饋給他們，請專家再次確認，構建最終判斷矩陣。同時計算各特征向量權系數，然后進行一致性檢驗，一致性比率CR均小于0.1，具有滿意的一致性，各個評價因子權重見表1。

2.5層次總排序通過以上方法計算，按照9個評價因子的組合權重進行排序，組合權重值越大，說明該評價因子對柑橘影響越大，具體排序結果見表2。

2.6柑橘適宜性評價模型的構建引入模糊評價方法，以隸屬度劃分參評因子的模糊界線，實現柑橘適宜性評價。根據柑橘的生長特征及奉節縣地理條件，在充分查閱文獻、咨詢柑橘專家后將各個評價因子分級，具體分級標準見表3。

表2 各個因素的組合權重

注：CI=0.005；RI=0.564；CR=0.01< 0.1

表3 評價因子分級標準

2.7適宜性模糊綜合評價利用累加模型計算柑橘適宜性綜合指數(CAI)，即對應于每個單元的綜合評價。

CAI=∑Fi×Ci(i=1，2，3，…，n)

式中,CAI代表柑橘適宜性指數；Fi為第i個因素的評價結果；Ci為第i個因素的組合權重。根據公式，將參評因子的隸屬度值進行加權組合得到每個評價單元的綜合評價分值，綜合評價分值反映了柑橘適宜性程度。

2.8柑橘適宜性等級劃分在縣域管理信息系統中，通過層次分析和建立隸屬函數來確定柑橘適宜性，同時根據奉節縣實際情況，將0.766、0.670、0.593作為適宜性劃分臨界值，把奉節縣柑橘種植區劃分為4個等級，其中高度適宜區綜合評價指數CAI≥0.766，適宜區綜合評價指數為0.670≤CAI<0.766，勉強適宜區綜合評價指數為0.593≤CAI<0.670，不適宜區綜合評價指數為CAI<0.593。

2.9評價結果綜合運用特爾斐法、層次分析法、模糊評價法，對立地條件、氣候條件、土壤理化性狀各個指標進行運算，分區統計全縣柑橘種植高度適宜區、適宜區、勉強適宜區、不適宜區的面積，結果見表4。奉節縣柑橘適宜性評價等級見圖2。

表4奉節縣柑橘適宜性評價結果

Table4TheresultofcitrussuitabilityevaluationinFengjieCounty

適宜性Suitability面積 Areahm2占參評面積百分比Percentage∥%高度適宜區Highly suitable1 466.282.10適宜區Suitable14 956.4821.39勉強適宜區Barely suitable12 466.5317.83不適宜區Not suitable41 031.4158.68合計Total69 920.70100.00

3 結論

(1)運用層次分析法綜合分析各個評價因子對柑橘適宜性的影響程度：海拔>年平均氣溫>pH>全年日照數>成土母質>全年降雨量>有效土層厚度>質地>坡度。

(2)根據模糊評價的綜合得分，劃分出奉節縣柑橘適宜性等級：高度適宜區、適宜區、勉強適宜區、不適宜區，其面積比例：不適宜區面積(58.68%)>適宜區面積(21.39%)>勉強適宜區面積(17.83%)>高度適宜區面積(2.10%)。適宜柑橘種植的面積達16 422.76 hm2，而目前柑橘種植面積小于適宜面積，說明柑橘產業發展潛力大，在保證糧食生產的前提下，仍可加大集中成片柑橘園建立。

圖2 奉節縣柑橘適宜性評價分級Fig.2 Citrus suitability evaluation result in Fengjie County

(3)柑橘適宜性評價主要來源于各個評價因子的權重模糊計算，通過對劃分的4個區域進行統計分析發現，栽培條件總體表現出高度適宜區>適宜區>勉強適宜區>不適宜區。這種優勢并未完全體現在每個評價因子上，在影響程度大的海拔、年平均氣溫、pH指標上表現尤為明顯，但在個別影響程度小的指標上表現不明顯，該結論符合柑橘實際種植情況及模糊評價理論。

4 討論

(1)該研究僅考慮了立地條件、理化性質、氣候條件3方面因素對柑橘適宜性的影響，而忽視了三者對柑橘品質的影響，如何將內因與外因結合起來實現柑橘適宜性評價，是下一步研究柑橘適宜性的切入點。

(2)高度適宜區是奉節縣柑橘種植的優勢區域，主要分布于長江及支流沿線的低海拔河谷的朱衣、白帝、永安等鄉鎮，該區域內種植的柑橘也是奉節柑橘的品牌標桿。但從評價結果看，高度適宜區的面積有限，且分布零散不集中，雖然高度適宜區綜合條件最好，但仍存在個別指標偏高的現象，如坡度較大。結合實際情況，高度適宜區以沖積物和自流井母質發育的黃泥土為主，部分為冷沙黃泥土，土層較深厚，土壤肥沃，但這些地區由于地形較為平坦，離江河較近，地下水位低，田間積水現象較為突出，容易誘發果樹腳腐病、流膠病。因此，在高度適宜區要做好開溝排水，注重平衡施肥，適當減少氮肥用量，增加有機肥和磷肥用量，適當施用硫磺粉，防止果園土壤逐漸堿化。

(3)適宜區和勉強適宜區是奉節柑橘“倉庫”，該區域面積大，分布范圍向長江沿線稍高海拔擴散，從評價結果和實際情況看，區域內日照和溫度隨海拔的升高逐漸降低，立地坡度變大，土層較薄，土壤養分含量偏低，土壤以中堿性為主。因此，在該區域可采取以下措施進行改良：第一，合理施肥，適當增加施肥次數，盡量選擇生理酸性肥料，通過施肥逐步降低土壤堿性，注重平衡施肥，搞好土壤培肥工作，增加有機肥投入，提高地力水平，選擇環狀、條形施肥，避免肥料撒施現象，注重肥料利用率的提高；第二，改善立地條件，針對立地坡度大、土層薄的區域，實行坡改梯，以增加土壤厚度，提高土壤保水保土保肥能力；第三，根據不同地段限制因子的限制性強弱，科學選擇柑橘抗性品種，合理規劃柑橘園用途。

(4)不適宜區不適合柑橘種植，主要受2個方面因素限制:一是不可改變的障礙因子，如海拔、溫度等地理因素，在這類區域應放棄柑橘種植，選擇種植其他更適宜作物；二是可改變障礙因子，如坡度、土壤pH、土層厚度等，在這類區域應有針對性地采取改良措施，提高柑橘種植適宜性程度。

(5)實現奉節柑橘可持續發展，任何改良措施都不會有立竿見影的效果，而是需要長期人力、物力、財力和科技的投入。盲目追求經濟效益是不可取的，要想在激烈的市場競爭中站穩腳跟，則需要政府重視，市場投入，果農參與，上下聯動共同努力，奉節柑橘才會持續發展。

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