基于AHP+ArcGIS的大櫻桃種植適宜性區(qū)劃

陳玉玲，謝愛(ài)萍，2

（1.甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741020；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

大櫻桃（Big cherry）是歐洲甜櫻桃Cerasus avium（L.） Moench.和歐洲酸櫻桃Cerasus vulgarisMill.的總稱，屬薔薇科櫻屬，其果實(shí)的形、色、香、味俱佳，生育期短且成熟最早，被譽(yù)為“春果第一枝”[1]。櫻桃營(yíng)養(yǎng)豐富，含有豐富的鈣、磷、鐵、花青素、黃酮類(lèi)和多種維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，具有調(diào)中補(bǔ)氣、祛風(fēng)濕、抗氧化等功效[2-3]。因其經(jīng)濟(jì)效益好，近年來(lái)大櫻桃已成為甘肅省地方政府和農(nóng)民大力發(fā)展的經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種。但是，一些農(nóng)民對(duì)大櫻桃的栽培環(huán)境條件了解不夠，盲目地進(jìn)行大田栽培，出現(xiàn)了生長(zhǎng)不良、果實(shí)品質(zhì)差等現(xiàn)象，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。大櫻桃一般需在溫度為7.2 ～-20 ℃的條件下經(jīng)歷900 ～1 400 h 方可完成冬季休眠，栽培區(qū)間只限于北緯33°～42°的地域內(nèi)[4]。在其栽培區(qū)劃的研究方面，李鴻杰等[5]應(yīng)用聚類(lèi)分析法，以縣為單位對(duì)甘肅省的甜櫻桃適宜栽培地進(jìn)行了區(qū)劃分析；姚小英等[1]將隴東南的櫻桃物候與氣象資料結(jié)合起來(lái)，對(duì)區(qū)域櫻桃氣候適宜性進(jìn)行了評(píng)估；鞏垠熙等[6]選取典型氣候因子，對(duì)甘肅省的櫻桃種植區(qū)域進(jìn)行了劃分。以往的區(qū)劃研究都是以縣域?yàn)閱卧拇蠓秶鷧^(qū)劃，精細(xì)程度不夠，在小區(qū)域內(nèi)，因?yàn)槭艿匦巍⒑０巍⑼寥赖纫蛩氐挠绊懀貕K上的光照、氣溫、水分、肥力等條件不一致，故其種植適宜性也存在差異。為了切實(shí)解決大櫻桃種植園地的選擇問(wèn)題，本研究以甘肅省甘谷縣農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)者調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)中的地塊劃分矢量圖斑為基本單元進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，通過(guò)咨詢專(zhuān)家，對(duì)該縣區(qū)的大櫻桃種植適宜性進(jìn)行了分析和區(qū)劃，區(qū)劃結(jié)果能夠精準(zhǔn)到每一農(nóng)戶的每個(gè)地塊，這樣能避免盲目選地種植，減少經(jīng)濟(jì)損失，可為地方政府和農(nóng)民種植大櫻桃提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究的甘谷縣位于甘肅省東南部，隸屬天水市。地處東經(jīng)104°58′ ～105°31′，北緯34°31′～35°03′，海拔1 220 ～2 716.9 m，其土地總面積為1 582 km2。渭河由西向東橫穿該縣全境，形成南北兩部。南北兩山由高到低，均向渭河河谷傾斜，地屬隴中黃土梁峁溝壑山區(qū)。氣候?qū)俦睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年均日照時(shí)數(shù)2 350 h，年日照率50%；年平均氣溫11.5 ℃，活動(dòng)積溫 3 000 ～3 350 ℃，極端最低氣溫為-19.2 ℃，無(wú)霜期約為190 d；年均降水量478.1 mm，其平均變化率為14%，春季的降水量占全年降水總量的21%。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

地形數(shù)據(jù)來(lái)自于地理空間數(shù)據(jù)云GDEMV2 30M 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)，農(nóng)用地（耕地和園地）數(shù)據(jù)來(lái)自于2016年甘谷縣農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)登記數(shù)據(jù)庫(kù)，土壤數(shù)據(jù)來(lái)自于甘谷縣農(nóng)業(yè)局2017—2019年的土壤調(diào)查數(shù)據(jù)，大櫻桃種植樣本數(shù)據(jù)為2020年野外實(shí)地調(diào)查所得數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

1.3.1 評(píng)價(jià)因子權(quán)重值的確定及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

適宜性評(píng)價(jià)模型通常有Maxent 模型、GAM模型、CLIMEX 模型和層次分析法（AHP）等。Maxent 模型是適宜性預(yù)測(cè)的最好模型之一，但需要自然優(yōu)質(zhì)植物的較多分布點(diǎn)，而本研究區(qū)域內(nèi)的合理樣本數(shù)太少，預(yù)測(cè)結(jié)果誤差大；而AHP 法是以植物生長(zhǎng)適宜性的影響因素為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，不需要樣本，評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性也較高[7-8]。因此，本研究通過(guò)分析影響大櫻桃生長(zhǎng)的光、溫、水、肥條件等環(huán)境因素，確定了坡度、坡向、海拔、地塊類(lèi)型、灌溉條件、有機(jī)質(zhì)、土層厚度、土壤pH 值、土壤質(zhì)地等為其適宜性評(píng)價(jià)的影響因子，采用AHP 法、特爾菲法和指標(biāo)分值評(píng)價(jià)法等分析方法，確定了大櫻桃生長(zhǎng)適宜性各影響因子的權(quán)重值，建立了影響因子敏感度的等級(jí)評(píng)價(jià)體系。

1.3.2 綜合分值的評(píng)定

根據(jù)甘谷縣2016年農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)者調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)中的地塊數(shù)據(jù)，在ArcGIS 平臺(tái)上，以地塊為區(qū)劃的基本單元，根據(jù)數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，應(yīng)用ArcGIS 空間分析，獲得地形坡度、坡向、海拔的分級(jí)值；根據(jù)土壤調(diào)查數(shù)據(jù)，利用ArcGIS統(tǒng)計(jì)分析方法，獲得土壤有機(jī)質(zhì)、土層厚度、土壤pH 值、土壤質(zhì)地等因子的分級(jí)數(shù)據(jù)；統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)，利用ArcGIS 的空間連接和屬性連接功能，將各因子分值賦值到區(qū)劃單元中。然后應(yīng)用因子加權(quán)疊置綜合分析法，利用 ArcGIS 屬性計(jì)算每個(gè)地塊的綜合得分，按照分值將研究區(qū)的大櫻桃適宜栽培區(qū)分為高適宜區(qū)、適宜區(qū)、低適宜區(qū)和不適宜區(qū)4 個(gè)等級(jí)。最后與實(shí)地栽培的大櫻桃分布點(diǎn)進(jìn)行比較，進(jìn)一步驗(yàn)證該縣大櫻桃適宜性種植區(qū)劃分結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 結(jié)果與分析

2.1 以AHP 法確定評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值

對(duì)于一個(gè)縣區(qū)的小范圍區(qū)劃，應(yīng)遵循顯著性、實(shí)際性、主導(dǎo)性、差異性和可操作性等原則[9]，按照層次分析法逐級(jí)分析并篩選評(píng)價(jià)因子。對(duì)于露地栽培的大櫻桃，縣區(qū)內(nèi)的太陽(yáng)輻射量基本均勻，故造成光照差異的主要因子為地形坡向與坡度；溫度差異主要與坡向、坡度和海拔這幾個(gè)因子有關(guān)，光照強(qiáng)的地方溫度高，海拔越高溫度越低；水分條件主要指降水、灌溉和保水能力，縣區(qū)內(nèi)降水時(shí)間和降水量的差異均不大，決定水分的主要因素為灌溉條件和土壤保水能力，土壤保水能力主要與坡度、地塊類(lèi)型（平地或坡地）、土質(zhì)有關(guān)，地塊平坦和壤土更有利于保水保肥；土壤肥力狀況，根據(jù)縣區(qū)的調(diào)查數(shù)據(jù)可知，土壤中氮、磷、鉀的含量對(duì)于大櫻桃栽培的影響差異均不明顯，因此確定以有機(jī)質(zhì)、土層厚度、土壤pH 值、土壤質(zhì)地及地塊類(lèi)型為評(píng)價(jià)因子。然后按照各因子之間的相互影響和相互作用，建立了如圖1 所示的大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

圖1 甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)Fig.1 Hierarchical structure of evaluation indexes for cherry growth suitability in Gangu County

然后，邀請(qǐng)大櫻桃栽培專(zhuān)家，根據(jù)大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層級(jí)關(guān)系，比較各影響因子對(duì)其上一級(jí)影響因子的重要程度后進(jìn)行評(píng)分，每個(gè)專(zhuān)家建立1 個(gè)準(zhǔn)則層成對(duì)比較矩陣和4 個(gè)因子層成對(duì)比較矩陣，然后分別對(duì)矩陣進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算各因子針對(duì)上一級(jí)矩陣的權(quán)重值。為了檢查矩陣的一致性，分別計(jì)算每個(gè)矩陣的隨機(jī)一致性比率（CR），當(dāng)CR 值＜0.10 時(shí)，可以判定成對(duì)比較距陣的不一致性；去掉CR 值＞0.10和權(quán)重值差異較大的矩陣，將符合要求的權(quán)重值進(jìn)行平均，得到準(zhǔn)則層因子的權(quán)重值（表1）和因子層相對(duì)上一級(jí)因子的權(quán)重值（表2），最后根據(jù)層次結(jié)構(gòu)計(jì)算影響因子的總權(quán)重值[10]，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表1 甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中準(zhǔn)則層各 因子的權(quán)重Table 1 The weight of each factor in criterion layer of evaluation index system for growth suitability of cherry in Gangu County

表2 甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中因子層各 指標(biāo)相對(duì)于準(zhǔn)則層各因子的權(quán)重Table 2 The weight of each factor in the factor layer relative to each factor in the criterion layer in the evaluation index system of growth suitability of sweet cherry in Gangu County

表3 甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性區(qū)劃的影響因子權(quán)重Table 3 Weight coefficient table of growth suitability factors for cherry in Gangu County

2.2 分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

研究區(qū)內(nèi)的光照、溫度、降水和土壤條件能基本滿足露地栽培大櫻桃的生長(zhǎng)需要，但因受地形坡度、坡向、海拔、地塊類(lèi)型（平地或坡地）、灌溉條件和土壤條件的影響，其栽培適宜性仍存在差異。大櫻桃是喜光樹(shù)種，更加適宜種植于全年日照時(shí)數(shù)為2 600 ～2 800 h[4]且陽(yáng)光充足的地塊上，所以平地、陽(yáng)坡地更適宜其生長(zhǎng)，而陰坡地不適宜其生長(zhǎng)；坡度小于15°的坡地適宜大櫻桃的栽培[4]。大櫻桃不耐低溫也不耐高溫，在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中尤其在果實(shí)生長(zhǎng)階段對(duì)氣溫的要求較高：在其萌芽期，最適宜的氣溫在10 ℃左右；在其開(kāi)花期，最適宜的氣溫為15 ～18 ℃；在其果實(shí)成熟期，最適宜的氣溫在20 ℃左右；冬季氣溫低于-18 ℃時(shí)，大櫻桃就會(huì)發(fā)生凍害現(xiàn)象[4]。研究區(qū)的氣溫條件能夠基本滿足其生長(zhǎng)對(duì)溫度的要求，研究區(qū)的海拔越低則氣溫越高，越能適宜于大櫻桃的生長(zhǎng)。大櫻桃喜水又不耐澇，其根系分布比較淺，抗旱能力差，一般認(rèn)為，降水量為500 ～800 mm 的地區(qū)即為其適宜栽培區(qū)。盛花期和果實(shí)生長(zhǎng)期需要有較多的水分供應(yīng)，以支持其花的開(kāi)放和果實(shí)、新梢的快速生長(zhǎng)[4]。研究區(qū)的年降水量雖能滿足其栽培的基本要求，但該縣區(qū)為半干旱季風(fēng)區(qū)，降水量偏低，特別是春季少雨，這不利于其生長(zhǎng)，所以地塊的灌溉能力和保水能力是其栽培適宜性的重要影響因素，地塊越平緩保水能力越強(qiáng)。土壤條件對(duì)大櫻桃的生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)都有重要影響。大櫻桃適宜在土層深厚、有機(jī)質(zhì)含量高、pH 值為 6.5 ～7.5 的中性土壤環(huán)境中生長(zhǎng)，其在質(zhì)地為壤土的土壤中生長(zhǎng)表現(xiàn)最優(yōu)，其在沙土、粘土和礫質(zhì)土中的生長(zhǎng)表現(xiàn)依次次之[4]。根據(jù)以上分析，通過(guò)咨詢專(zhuān)家，建立了影響大櫻桃生長(zhǎng)適宜性的光照、氣溫、水分、肥力因素的二級(jí)因子敏感度的等級(jí)評(píng)價(jià)體系，具體評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

2.3 基于ArcGIS 的甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性區(qū)劃數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

根據(jù)數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，應(yīng)用ArcGIS 表面分析工具，進(jìn)行坡度和坡向的分析，然后依據(jù)表4中的分級(jí)數(shù)據(jù)再次分類(lèi)，獲得研究縣區(qū)坡度與坡向的分級(jí)數(shù)據(jù)；利用數(shù)字高程模型按照海拔等級(jí)進(jìn)行分類(lèi)，獲得海拔分級(jí)數(shù)據(jù)；地塊類(lèi)型數(shù)據(jù)和灌溉條件數(shù)據(jù)均為研究縣區(qū)內(nèi)農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)者調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的數(shù)據(jù)，其中，地塊類(lèi)型為水澆地的類(lèi)型，即有灌溉條件；研究縣區(qū)內(nèi)共設(shè)置了126 個(gè)土壤調(diào)查樣點(diǎn)，應(yīng)用ArcGIS 軟件，首先根據(jù)樣點(diǎn)坐標(biāo)生成點(diǎn)狀圖，對(duì)應(yīng)連接屬性中的有機(jī)質(zhì)含量、土層厚度、pH 值、土壤質(zhì)地等數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和模型擬合，選擇合適的插值方法，應(yīng)用克里格插值，最后進(jìn)行插值結(jié)果檢驗(yàn)，分別形成有機(jī)質(zhì)含量、土層厚度、pH 值、土壤質(zhì)地的分布圖，根據(jù)表4 的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，形成土壤有機(jī)質(zhì)含量、土層厚度、pH 值、土壤質(zhì)地的等級(jí)分布圖。

表4 甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性影響因子的類(lèi)別及其等級(jí) 評(píng)價(jià)體系Table 4 Classification and grading system of growth suitability factors of cherry in Gangu County

以研究縣區(qū)內(nèi)2016年農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)者的調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在ArcGIS 平臺(tái)上建立大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)區(qū)劃數(shù)據(jù)庫(kù)，其坐標(biāo)系為1980年西安坐標(biāo)系，對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，獲得相同的坐標(biāo)系，然后入庫(kù)提取地塊（耕地和園地）數(shù)據(jù)作為區(qū)劃的基本單元，建立評(píng)價(jià)層，選擇保留權(quán)屬、地類(lèi)、面積、地塊類(lèi)型等有用字段，利用ArcGIS 的空間連接和屬性連接功能，將各因素分級(jí)數(shù)據(jù)賦值到區(qū)劃單元上。應(yīng)用因子加權(quán)疊置綜合分析法，計(jì)算適宜性評(píng)價(jià)綜合指數(shù)，其計(jì)算公式為：

式中：F為適宜性評(píng)價(jià)單元的綜合指數(shù)，Wi為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值，Xi為第i項(xiàng)因子的等級(jí)值。

在大櫻桃生長(zhǎng)適宜性評(píng)價(jià)單元圖層的屬性表中添加綜合評(píng)價(jià)指數(shù)F字段，利用ArcGIS 字段計(jì)算器功能，根據(jù)影響因子權(quán)重值和地塊各因子的分值，計(jì)算出各地塊的F值，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合相關(guān)資料和有關(guān)規(guī)定，對(duì)研究縣區(qū)內(nèi)的大櫻桃生長(zhǎng)適宜性指數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)判，將其區(qū)劃為4 個(gè) 等級(jí)[11]：F≥8 的為高適宜區(qū)；6 ≤F＜8 的為適宜區(qū)；3 ＜F＜6 的為低適宜區(qū)；F≤3 的為不適宜區(qū)。然后生成如圖2 所示的區(qū)劃圖。

圖2 甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性區(qū)劃圖Fig.2 Regionalization map of growth suitability of cherry in Gangu County

2.4 區(qū)劃結(jié)果與已有種植點(diǎn)的實(shí)地調(diào)查結(jié)果的對(duì)比分析

甘谷縣近年來(lái)才有大櫻桃的種植，且栽培面積小，地塊少，2020年從產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆等[12]方面對(duì)已栽培的大櫻桃進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，共選擇調(diào)查了管理比較規(guī)范（管理方面的差異可以忽略）的22 塊大櫻桃種植園地，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在這22 塊大櫻桃種植園地中，屬于高適宜區(qū)的園地共有9塊，其中，大櫻桃已進(jìn)入盛果期的園地有2 塊，大櫻桃已進(jìn)入初果期的園地有4 塊，2 ～3年生的大櫻桃剛進(jìn)入苗期的園地有3 塊；屬于適宜區(qū)的園地共有11 塊，其中，大櫻桃已進(jìn)入盛果期的園地有1 塊，大櫻桃已進(jìn)入初果期的園地有5 塊，大櫻桃剛進(jìn)入苗期的園地有5 塊；屬于低適宜的園地共有2 塊，其中的大櫻桃都處于苗期。從大櫻桃的生長(zhǎng)情況來(lái)看，高適宜區(qū)與適宜區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)的櫻桃樹(shù)枝葉健壯，其長(zhǎng)勢(shì)基本一致；但是，低適宜區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)的櫻桃樹(shù)卻出現(xiàn)了樹(shù)皮凍裂、枝葉不夠舒展的現(xiàn)象，這與極端低溫和水分不足有關(guān)。從果實(shí)品質(zhì)來(lái)看，高適宜區(qū)的優(yōu)果率達(dá)到88%，適宜區(qū)的優(yōu)果率為80%，兩者的優(yōu)果率存在差異。因此，外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)與區(qū)劃結(jié)果基本吻合。

2.5 大櫻桃生長(zhǎng)適宜性的地域分析

從大櫻桃種植地的地理分布情況來(lái)看，高適宜區(qū)主要分布在渭河河谷和散渡河河谷地帶，該區(qū)域海拔在1 400 m 以下，地勢(shì)平坦，土地肥沃，灌溉條件良好，且呈連片分布狀，適合建大園；適宜區(qū)主要分布在南北山區(qū)溝谷流域海拔分別為 1 400 ～1 600 和1 600 ～1 800 m 的陽(yáng)坡與半陽(yáng)坡土壤條件較好的地塊，這一區(qū)域內(nèi)的部分地塊與高適宜區(qū)的地塊連成一片，可作為建大園的補(bǔ)充地塊；部分谷底的地塊與山坡面為陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡的地塊連成較大的一片，可建為中等規(guī)模的園地；剩余地塊的分布較為分散，但其分布范圍較廣，適合農(nóng)民分散種植。高適宜區(qū)和適宜區(qū)應(yīng)為甘谷縣大櫻桃種植的主要區(qū)域，這一區(qū)域的面積占全縣農(nóng)用地總面積的29.77%；低適宜區(qū)主要為南北山區(qū)海拔分別為1 800 ～2 000 和1 600 ～1 800 m的陰坡和半陰坡的地塊，在這一區(qū)域種植大櫻桃，存在著其生長(zhǎng)受限的較大風(fēng)險(xiǎn)；海拔大于2 000 m的地塊不適宜種植大櫻桃。

2.6 區(qū)劃結(jié)果與影響因子的對(duì)比分析

將適宜性區(qū)劃結(jié)果和各影響因子的等級(jí)進(jìn)行透視分析，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5 可知，高適宜區(qū)、適宜區(qū)、低適宜區(qū)、不適宜區(qū)的面積分別占甘谷縣農(nóng)用地總面積的6.06%、23.71%、70.01%、0.22%。從坡度因子看，一般選擇的適宜種植地塊的地形坡度要小于15°，甘谷縣內(nèi)地形坡度小于15°的地塊面積占該縣農(nóng)用地總面積的43.69%，其中高適宜區(qū)的占5.94%，適宜區(qū)的占14.31%。從坡向考慮，選擇陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡地塊栽培更適宜大櫻桃生長(zhǎng)，甘谷縣內(nèi)坡向?yàn)殛?yáng)坡和半陽(yáng)坡的地塊面積占該縣農(nóng)用地總面積的60.35%，其中高適宜區(qū)的占4.26%，適宜區(qū)的占18.90%；另外，海拔較低，地塊類(lèi)型為平地或坡地的半陰坡和陰坡地塊也是種植大櫻桃的適宜區(qū)域，高適宜區(qū)的這些地塊的面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的1.80%，適宜區(qū)的占4.81%。從海拔因子看，適宜種植大櫻桃的地塊其海拔應(yīng)小于1 600 m，甘谷縣海拔小于1 600 m 的地塊面積占整個(gè)縣區(qū)農(nóng)用地總面積的35.20%，其中，高適宜區(qū)的地塊面積僅占6.06%，適宜區(qū)的占20.56%，這是造成甘谷縣大櫻桃高適宜區(qū)劃面積少的主要原因；另外，部分海拔為1 600 ～1 800 m 的陽(yáng)坡平地地塊也屬于種植大櫻桃的適宜區(qū)，這些地塊的面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的3.15%，基本呈零星分布狀，可推薦為農(nóng)民散種地。從地塊類(lèi)型來(lái)分析，梯田和坡地地塊的面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的76.66%，其中高適宜區(qū)的占6.06%，適宜區(qū)的占23.64%，這些陡坡地不宜推薦種植大櫻桃；該縣區(qū)的可灌溉農(nóng)田面積小，僅為農(nóng)用地總面積的6.83%，基本分布在低海拔區(qū)域，這一區(qū)域是大櫻桃的適宜栽培區(qū)；縣區(qū)地處黃土丘陵區(qū)，土層深厚，大于150 cm 的地塊面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的93.17%，這些地塊都是大櫻桃的適宜栽 培區(qū)；土壤pH 值的差異小，土壤pH 值為6.5 ～7.5的地塊面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的76.28%，這些地塊都是大櫻桃的適宜栽培區(qū)；縣區(qū)內(nèi)的土質(zhì)基本為壤土，其面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的81.19%，這些壤土地塊也是大櫻桃的適宜栽培區(qū)；研究縣區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，其含量小于3%的土壤面積占該縣區(qū)農(nóng)用地總面積的97.7%，縣區(qū)內(nèi)的土地質(zhì)量總體較低，部分粘土和礫質(zhì)土不建議栽培大櫻桃，其他區(qū)域均可栽培大櫻桃，建議在種植后加強(qiáng)施肥管理，尤其要施用有機(jī)肥。

表5 不同級(jí)別影響因子的不同等級(jí)大櫻桃適宜性種植區(qū)的分布面積及其占比Table 5 Distribution area and proportion of different grades of cherry suitability planting regionalization with different grades classification of impact factors

3 討 論

關(guān)于大櫻桃區(qū)劃的研究，通常以全球、國(guó)家或省（區(qū)、市）為區(qū)劃范圍[13]，一般以縣區(qū)為劃分單元，區(qū)劃范圍大，因而區(qū)劃精度不高，其主要原因是，氣候數(shù)據(jù)都是以縣區(qū)為單位的，這就忽略了縣區(qū)單元內(nèi)地形和土壤的差異，區(qū)劃結(jié)果不能為種植園地的選擇提供具體的指導(dǎo)依據(jù)。根據(jù)所研究的甘谷縣內(nèi)大櫻桃種植的適宜情況，從全縣范圍內(nèi)的環(huán)境表征上看，全縣區(qū)都適宜櫻桃栽植[5]，但該縣區(qū)的地形復(fù)雜，土壤條件一般，水資源不足，使得各個(gè)種植地塊之間小環(huán)境的差異較大，通過(guò)分析，選取影響大櫻桃栽培的9 個(gè)因子，建立了大櫻桃適宜性評(píng)價(jià)體系，得出了高精度的區(qū)劃結(jié)果，這對(duì)當(dāng)?shù)卮髾烟业姆N植具有指導(dǎo)意義。

適宜性分析的理論基礎(chǔ)是根據(jù)研究對(duì)象與各變量之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系或啟發(fā)式關(guān)系，建立合適的分析模型[14]，AHP 分析適用于沒(méi)有樣本或樣本少的預(yù)測(cè)模型[6]，其局限性是分析的主觀性較強(qiáng)，在確定大櫻桃栽培適宜性的影響因子、因子分值和權(quán)重的分析過(guò)程中，需要多名大櫻桃栽培技術(shù)能手和專(zhuān)家的參與，力求客觀準(zhǔn)確，保證區(qū)劃結(jié)果的正確性。將AHP 分析法、加權(quán)疊置綜合評(píng)價(jià)法和GIS 軟件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，對(duì)研究縣區(qū)的大櫻桃種植適宜性進(jìn)行科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)，方法可靠且可操作性強(qiáng)，具有一定的實(shí)用性，而且研究中應(yīng)用已有數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)成本低。后期的研究可補(bǔ)充小區(qū)域內(nèi)詳細(xì)的氣象和土壤資料，進(jìn)一步優(yōu)化影響因子，以作出更加科學(xué)的評(píng)價(jià)，并根據(jù)地塊的環(huán)境條件，研究數(shù)字化的、精細(xì)的大櫻桃大田種植與管理方法。

4 結(jié) 論

采用層次分析法，結(jié)合利用ArcGIS 軟件平臺(tái)，通過(guò)分析選取了影響大櫻桃生長(zhǎng)的9 個(gè)因子，構(gòu)建了大櫻桃種植適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并據(jù)此對(duì)甘谷縣農(nóng)用地中的大櫻桃適宜種植地進(jìn)行了區(qū)劃，區(qū)劃結(jié)果表明，甘谷縣農(nóng)用地的總面積為 84 175.88 hm2，該縣區(qū)內(nèi)種植大櫻桃的高適宜區(qū)、適宜區(qū)、低適宜區(qū)、不適宜區(qū)的面積分別為 5 097.21、19 955.91、58 936.33、186.43 hm2， 分別占其農(nóng)用地總面積的6.06%、23.71%、70.01%、0.22%，區(qū)劃結(jié)果與實(shí)地調(diào)查結(jié)果基本吻合，符合客觀事實(shí)，方法科學(xué)合理。同時(shí)，本研究構(gòu)建的甘谷縣大櫻桃生長(zhǎng)適宜性區(qū)劃數(shù)據(jù)庫(kù)可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民種植大櫻桃的選址提供精準(zhǔn)依據(jù)，從此數(shù)據(jù)庫(kù)中可以查詢到每一個(gè)地塊種植大櫻桃的適宜程度，也可以查詢到每個(gè)地塊的環(huán)境因子得分，從而有針對(duì)性地改善栽培環(huán)境條件，提高栽培質(zhì)量。