鄧丹丹，周 鵬，鄧龍輝，李成龍

(重慶市奉節(jié)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(fā)育、開花結(jié)果與溫度、日照、水分(濕度)、土壤以及風(fēng)、海拔、地形和坡向等環(huán)境條件緊密相關(guān)，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(qū)都有種植，但經(jīng)濟(jì)栽培區(qū)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(tài)區(qū)之一,全市38個(gè)區(qū)縣中有31個(gè)區(qū)縣均種植柑橘，忠縣、萬州、開州、巫山、奉節(jié)等地區(qū)更是全國聞名的柑橘主產(chǎn)區(qū)[3]，2016年全市柑橘種植面積為206 770萬m2，產(chǎn)量為280萬t ，綜合產(chǎn)值達(dá)220億元，成為庫區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支撐[4]。奉節(jié)縣地處重慶東北方向、三峽庫區(qū)腹心地帶，其獨(dú)特的地理、氣候和土壤優(yōu)勢，栽培的奉節(jié)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(biāo)，將特定地區(qū)的土地進(jìn)行評(píng)價(jià)和歸類[6-9]。將適宜性評(píng)價(jià)引入到柑橘種植，則是在綜合考慮種植業(yè)結(jié)構(gòu)、自然生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)屬性等情況的基礎(chǔ)上，對(duì)柑橘種植區(qū)域范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)資源最佳利用方式做出評(píng)價(jià)和選擇[10]。張紅旗[11]對(duì)縣級(jí)區(qū)域的柑橘進(jìn)行土地適宜評(píng)價(jià)，得出基于自然屬性的柑橘適宜等級(jí)；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(biāo)，提出了永興縣冰糖橙適宜性評(píng)價(jià)體系，并提出了永興縣冰糖橙產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議。為充分發(fā)揮奉節(jié)地理優(yōu)勢，全力打造奉節(jié)臍橙品牌，提升奉節(jié)柑橘市場競爭力，筆者運(yùn)用ArcGIS對(duì)奉節(jié)柑橘進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，深入分析柑橘種植與海拔、溫度等因子的相關(guān)性，對(duì)精細(xì)柑橘種植布局、發(fā)展區(qū)位優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)柑橘提質(zhì)增效具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)概況奉節(jié)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(jié)縣屬盆東山地的一部分，地形地貌復(fù)雜多樣，成土母質(zhì)主要為二迭系、三疊系的石灰?guī)r，其次為侏羅系的紫色砂頁巖和砂巖，第四系全新統(tǒng)黃色沖積母質(zhì)和現(xiàn)代河流新沖積母質(zhì)在河谷低壩和臺(tái)地形成少量土壤。

奉節(jié)縣屬于中亞熱帶暖濕季風(fēng)氣候區(qū)，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(jù)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(duì)濕度69%，水面蒸發(fā)量1 100 mm；年平均日照數(shù)為1 639.1 h，平均日照率37%，太陽總輻射能391.7 kJ/cm2[13]。奉節(jié)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(fā)潛力和利用難度大。

奉節(jié)柑橘栽培始于漢代，歷史悠久，栽培柑橘品種以奉節(jié)臍橙最為著名、面積也最大，據(jù)奉節(jié)縣2016年統(tǒng)計(jì)年鑒記載，2015年底全縣臍橙栽培面積達(dá)14 858 hm2。奉節(jié)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(jié)臍橙不斷發(fā)展，目前奉節(jié)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(qū)域?yàn)橹鱗14]。不同品種臍橙對(duì)生長環(huán)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(shí)間>1 200 h 均能正常生長[15-16]。

1.2數(shù)據(jù)來源專題圖件：土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖、村級(jí)行政區(qū)劃圖，圖件比例尺為1∶50 000。屬性數(shù)據(jù)：奉節(jié)縣2007年測土配方施肥項(xiàng)目土壤采樣及化驗(yàn)數(shù)據(jù)資料；重慶氣象局1960—1990年全市氣象數(shù)據(jù)庫。

1.3研究方法

1.3.1模糊綜合評(píng)價(jià)法。利用模糊評(píng)價(jià)的方法來確定各評(píng)價(jià)因素的隸屬度和隸屬函數(shù)，定量化描述各因素對(duì)柑橘適宜性的影響程度，實(shí)現(xiàn)奉節(jié)柑橘適宜區(qū)的劃分。在適宜性評(píng)價(jià)中引入模糊評(píng)價(jià)法，通過模糊子集、隸屬函數(shù)與隸屬度3個(gè)指標(biāo)，將定性的模糊性概念定量化，實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)。

1.3.2層次分析法。層次分析法(analytical hierarchy process，AHP)是20世紀(jì)80年代提出的一種多方案或者多目標(biāo)的決策方法，其基本原理是分析復(fù)雜問題中各個(gè)影響因素的本質(zhì)及內(nèi)在關(guān)系，按照相互之間的隸屬關(guān)系排成從高到低的若干層次。層次分析法的優(yōu)點(diǎn)是將定量與定性結(jié)合起來，具有系統(tǒng)性、邏輯性、實(shí)用性，同時(shí)該方法克服了主觀經(jīng)驗(yàn)確定分級(jí)指數(shù)的不確定，同時(shí)又能準(zhǔn)確地反映適宜性等級(jí)的差異[17]。其核心是將問題層次化，研究問題性質(zhì)特征和要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，根據(jù)性質(zhì)把問題劃分為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)將各因素按不同層次聚合，形成一個(gè)多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，并最終把系統(tǒng)分析歸結(jié)為最底層(供決策的方案、措施等)相對(duì)于最高層(總目標(biāo))的相對(duì)優(yōu)劣次序的排序問題。

1.3.3多因素評(píng)價(jià)方法。多因子綜合評(píng)價(jià)將單因素評(píng)價(jià)的結(jié)果綜合起來，評(píng)價(jià)柑橘適宜程度的綜合指數(shù)，各因子的權(quán)重由層次分析法計(jì)算得出。該研究計(jì)算柑橘適宜程度綜合指數(shù)(cole adapted index,CAI)主要運(yùn)用累加模型。

2 結(jié)果與分析

2.1評(píng)價(jià)單元的劃分將奉節(jié)縣土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖、村級(jí)行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊加，把相同土壤類型、土地利用類型、氣象數(shù)據(jù)相當(dāng)且同屬一個(gè)村社的地塊劃分為一個(gè)評(píng)價(jià)單元。通過以上方法，奉節(jié)縣劃分的柑橘適宜性評(píng)價(jià)單元為7 354個(gè)，柑橘適宜性評(píng)價(jià)單元見圖1。

圖1 奉節(jié)縣柑橘適宜性評(píng)價(jià)單元Fig.1 Evaluation unit of citrus suitability in Fengjie County

2.2評(píng)價(jià)因子的選擇評(píng)價(jià)因子的選擇直接影響到指標(biāo)體系的合理性，是柑橘適宜性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。在確定評(píng)價(jià)因子前應(yīng)查閱大量文獻(xiàn)、咨詢柑橘專家，篩選對(duì)柑橘適宜性影響大、突出區(qū)域特征、穩(wěn)定性好的因子。

通過查詢文獻(xiàn)、請(qǐng)教柑橘專家、走訪柑橘種植大戶，從土壤理化性質(zhì)、氣候條件和立地條件3個(gè)方面考慮，確定海拔、坡度、有效土層厚度、質(zhì)地、pH、年平均氣溫、全年降雨量、全年日照數(shù)、成土母質(zhì)9個(gè)指標(biāo)為柑橘適宜性評(píng)價(jià)因子。

2.3層次結(jié)構(gòu)的建立根據(jù)評(píng)價(jià)因子各自的屬性和特點(diǎn)，將評(píng)價(jià)體系排列為3個(gè)層次，其中目標(biāo)層(A層)為柑橘適宜性；準(zhǔn)則層(B層)為立地條件、理化性質(zhì)和氣候條件；指標(biāo)層(C層)為海拔、坡度、有效土層厚度、質(zhì)地、pH、年平均氣溫、全年降雨量、全年日照數(shù)、成土母質(zhì)，其結(jié)構(gòu)關(guān)系見表1。

表1 評(píng)價(jià)因素層次結(jié)構(gòu)及權(quán)重

2.4評(píng)價(jià)因子權(quán)重的確定柑橘種植專家按照目標(biāo)層、指標(biāo)層各因素對(duì)準(zhǔn)則層相應(yīng)因素的相對(duì)重要性，給出數(shù)量化的評(píng)估。柑橘種植專家的評(píng)估結(jié)果經(jīng)數(shù)學(xué)化處理后再次反饋給他們，請(qǐng)專家再次確認(rèn)，構(gòu)建最終判斷矩陣。同時(shí)計(jì)算各特征向量權(quán)系數(shù)，然后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性比率CR均小于0.1，具有滿意的一致性，各個(gè)評(píng)價(jià)因子權(quán)重見表1。

2.5層次總排序通過以上方法計(jì)算，按照9個(gè)評(píng)價(jià)因子的組合權(quán)重進(jìn)行排序，組合權(quán)重值越大，說明該評(píng)價(jià)因子對(duì)柑橘影響越大，具體排序結(jié)果見表2。

2.6柑橘適宜性評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建引入模糊評(píng)價(jià)方法，以隸屬度劃分參評(píng)因子的模糊界線，實(shí)現(xiàn)柑橘適宜性評(píng)價(jià)。根據(jù)柑橘的生長特征及奉節(jié)縣地理?xiàng)l件，在充分查閱文獻(xiàn)、咨詢柑橘專家后將各個(gè)評(píng)價(jià)因子分級(jí)，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表2 各個(gè)因素的組合權(quán)重

注：CI=0.005；RI=0.564；CR=0.01< 0.1

表3 評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.7適宜性模糊綜合評(píng)價(jià)利用累加模型計(jì)算柑橘適宜性綜合指數(shù)(CAI)，即對(duì)應(yīng)于每個(gè)單元的綜合評(píng)價(jià)。

CAI=∑Fi×Ci(i=1，2，3，…，n)

式中,CAI代表柑橘適宜性指數(shù)；Fi為第i個(gè)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果；Ci為第i個(gè)因素的組合權(quán)重。根據(jù)公式，將參評(píng)因子的隸屬度值進(jìn)行加權(quán)組合得到每個(gè)評(píng)價(jià)單元的綜合評(píng)價(jià)分值，綜合評(píng)價(jià)分值反映了柑橘適宜性程度。

2.8柑橘適宜性等級(jí)劃分在縣域管理信息系統(tǒng)中，通過層次分析和建立隸屬函數(shù)來確定柑橘適宜性，同時(shí)根據(jù)奉節(jié)縣實(shí)際情況，將0.766、0.670、0.593作為適宜性劃分臨界值，把奉節(jié)縣柑橘種植區(qū)劃分為4個(gè)等級(jí)，其中高度適宜區(qū)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)CAI≥0.766，適宜區(qū)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為0.670≤CAI<0.766，勉強(qiáng)適宜區(qū)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為0.593≤CAI<0.670，不適宜區(qū)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為CAI<0.593。

2.9評(píng)價(jià)結(jié)果綜合運(yùn)用特爾斐法、層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法，對(duì)立地條件、氣候條件、土壤理化性狀各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行運(yùn)算，分區(qū)統(tǒng)計(jì)全縣柑橘種植高度適宜區(qū)、適宜區(qū)、勉強(qiáng)適宜區(qū)、不適宜區(qū)的面積，結(jié)果見表4。奉節(jié)縣柑橘適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)見圖2。

表4奉節(jié)縣柑橘適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

Table4TheresultofcitrussuitabilityevaluationinFengjieCounty

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

3 結(jié)論

(1)運(yùn)用層次分析法綜合分析各個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)柑橘適宜性的影響程度：海拔>年平均氣溫>pH>全年日照數(shù)>成土母質(zhì)>全年降雨量>有效土層厚度>質(zhì)地>坡度。

(2)根據(jù)模糊評(píng)價(jià)的綜合得分，劃分出奉節(jié)縣柑橘適宜性等級(jí)：高度適宜區(qū)、適宜區(qū)、勉強(qiáng)適宜區(qū)、不適宜區(qū)，其面積比例：不適宜區(qū)面積(58.68%)>適宜區(qū)面積(21.39%)>勉強(qiáng)適宜區(qū)面積(17.83%)>高度適宜區(qū)面積(2.10%)。適宜柑橘種植的面積達(dá)16 422.76 hm2，而目前柑橘種植面積小于適宜面積，說明柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ?，在保證糧食生產(chǎn)的前提下，仍可加大集中成片柑橘園建立。

圖2 奉節(jié)縣柑橘適宜性評(píng)價(jià)分級(jí)Fig.2 Citrus suitability evaluation result in Fengjie County

(3)柑橘適宜性評(píng)價(jià)主要來源于各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重模糊計(jì)算，通過對(duì)劃分的4個(gè)區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，栽培條件總體表現(xiàn)出高度適宜區(qū)>適宜區(qū)>勉強(qiáng)適宜區(qū)>不適宜區(qū)。這種優(yōu)勢并未完全體現(xiàn)在每個(gè)評(píng)價(jià)因子上，在影響程度大的海拔、年平均氣溫、pH指標(biāo)上表現(xiàn)尤為明顯，但在個(gè)別影響程度小的指標(biāo)上表現(xiàn)不明顯，該結(jié)論符合柑橘實(shí)際種植情況及模糊評(píng)價(jià)理論。

4 討論

(1)該研究僅考慮了立地條件、理化性質(zhì)、氣候條件3方面因素對(duì)柑橘適宜性的影響，而忽視了三者對(duì)柑橘品質(zhì)的影響，如何將內(nèi)因與外因結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)柑橘適宜性評(píng)價(jià)，是下一步研究柑橘適宜性的切入點(diǎn)。

(2)高度適宜區(qū)是奉節(jié)縣柑橘種植的優(yōu)勢區(qū)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(xiāng)鎮(zhèn)，該區(qū)域內(nèi)種植的柑橘也是奉節(jié)柑橘的品牌標(biāo)桿。但從評(píng)價(jià)結(jié)果看，高度適宜區(qū)的面積有限，且分布零散不集中，雖然高度適宜區(qū)綜合條件最好，但仍存在個(gè)別指標(biāo)偏高的現(xiàn)象，如坡度較大。結(jié)合實(shí)際情況，高度適宜區(qū)以沖積物和自流井母質(zhì)發(fā)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(qū)由于地形較為平坦，離江河較近，地下水位低，田間積水現(xiàn)象較為突出，容易誘發(fā)果樹腳腐病、流膠病。因此，在高度適宜區(qū)要做好開溝排水，注重平衡施肥，適當(dāng)減少氮肥用量，增加有機(jī)肥和磷肥用量，適當(dāng)施用硫磺粉，防止果園土壤逐漸堿化。

(3)適宜區(qū)和勉強(qiáng)適宜區(qū)是奉節(jié)柑橘“倉庫”，該區(qū)域面積大，分布范圍向長江沿線稍高海拔擴(kuò)散，從評(píng)價(jià)結(jié)果和實(shí)際情況看，區(qū)域內(nèi)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(yǎng)分含量偏低，土壤以中堿性為主。因此，在該區(qū)域可采取以下措施進(jìn)行改良：第一，合理施肥，適當(dāng)增加施肥次數(shù)，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(jī)肥投入，提高地力水平，選擇環(huán)狀、條形施肥，避免肥料撒施現(xiàn)象，注重肥料利用率的提高；第二，改善立地條件，針對(duì)立地坡度大、土層薄的區(qū)域，實(shí)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(jù)不同地段限制因子的限制性強(qiáng)弱，科學(xué)選擇柑橘抗性品種，合理規(guī)劃柑橘園用途。

(4)不適宜區(qū)不適合柑橘種植，主要受2個(gè)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(qū)域應(yīng)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(qū)域應(yīng)有針對(duì)性地采取改良措施，提高柑橘種植適宜性程度。

(5)實(shí)現(xiàn)奉節(jié)柑橘可持續(xù)發(fā)展，任何改良措施都不會(huì)有立竿見影的效果，而是需要長期人力、物力、財(cái)力和科技的投入。盲目追求經(jīng)濟(jì)效益是不可取的，要想在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟，則需要政府重視，市場投入，果農(nóng)參與，上下聯(lián)動(dòng)共同努力，奉節(jié)柑橘才會(huì)持續(xù)發(fā)展。

[1] 鄧秀新,彭抒昂.柑橘學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2011:250.

[2] 橘子[EB/OL].[2018-01-20].https://baike.so.com/doc/5191564-5423025.html.

[3] 梁竹.重慶三峽庫區(qū)柑橘生產(chǎn)成本收益分析[D].重慶：西南大學(xué),2009.

[4] 麥地.科技助力 重慶打造300億元柑橘產(chǎn)業(yè)鏈[J].植物醫(yī)生,2017(2)：6-9.

[5] 欒進(jìn)華,向曉軍,劉東,等.奉節(jié)臍橙產(chǎn)區(qū)不同表生環(huán)境土壤有益元素特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(36):22623-2264.

[6] 陳健飛,劉衛(wèi)民.Fuzzy綜合評(píng)判在土地適宜性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].資源科學(xué),1999, 21(4):71-74.

[7] 郭熙,趙小敏,曾建玲,等.鄱陽湖區(qū)土地資源評(píng)價(jià)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,22(4):543-550.

[8] 傅伯杰, 陳利頂, 馬克明.景觀生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2001:269-309.

[9] 胡濤.莊河農(nóng)業(yè)土地適宜性評(píng)價(jià)分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(18):389-392.

[10] 張靜,廖鐵軍.土地整理中的土地適宜性評(píng)價(jià)方法研究：以山東省日照市嵐山區(qū)獨(dú)剁流域土地整理項(xiàng)目為例[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2009,7(2):1-4.

[11] 張紅旗.GIS支持的縣級(jí)區(qū)域柑桔土地適宜性綜合評(píng)價(jià)[J].資源科學(xué),1998,20(1):62-70.

[12] 胡彩婷,李巧云,關(guān)欣,等.永興縣發(fā)展冰糖橙產(chǎn)業(yè)的土地適宜性評(píng)價(jià)[J].水土保持研究,2012,19(6):228-231,236.

[13] 李偉.重慶耕地地力研究與評(píng)價(jià)(一)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2010：770-771.

[14] 蔣庚媛.奉節(jié)臍橙品質(zhì)與農(nóng)業(yè)地學(xué)背景的關(guān)系初探[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),1991(3):226-229.

[15] 文君.臍橙生長發(fā)育與氣象條件的關(guān)系[J].湖北氣象,1994(3):39-40.

[16] 袁久坤.三峽庫區(qū)臍橙種植的氣候適應(yīng)性分析及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)對(duì)策[J].北京農(nóng)業(yè),2014(36):42-43.

[17] 楊媛.歙縣茶園土壤適宜性評(píng)價(jià)研究[D].合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2015：6-7.