永興縣發展冰糖橙產業的土地適宜性評價

胡彩婷，李巧云，關 欣，劉明香，胡雁娟

（湖南農業大學 資源環境學院，長沙410128）

永興縣是全國柑橘優勢區域縣，也是中國優質冰糖橙基地重點縣。永興冰糖橙具有色鮮皮薄、質香味濃、汁多肉脆等特點，以其優良的品質和美觀的外形深受廣大消費者青睞，具有廣闊的市場前景和巨大的發展潛力［1］。因地制宜地發展名特優農產品，是發展農村經濟、造福農民的一個重要途徑，又是繁榮活躍農產品市場的一項有效措施［2］。國內外學者做過許多關于農作物適宜性評價方面的研究和探討，這些研究多集中在常規性的糧食作物，如水稻、玉米、小麥等，而對名特優農產品的適宜性研究比較少，未形成成熟的研究方法［3－6］。在全國上下大力發展現代農業的背景下，研究發展永興縣特色農產品的適宜性及布局，對于因地制宜、突出永興縣農業特色和農業發展方向，實現縣域農業的可持續發展，具有重要意義［7］。本文采用層次分析法、德爾斐法以及GIS空間分析技術，對永興縣冰糖橙的土地適宜性進行評價，形成永興縣冰糖橙土地適宜性評價圖，并據此提出永興縣冰糖橙產業發展的建議。

1 研究區概況

永興縣地處湖南省東南部、郴州市北陲，位于東經112°43′—113°35′、北緯25°58′—26°29′，土地總面積1 979.4km2。京廣鐵路、京珠高速、G107、S212貫穿全境，區位條件十分優越。永興縣屬中亞熱帶大陸濕潤季風氣候，年均氣溫18.1℃，年降雨量1 417 mm，年均太陽輻射總量為455.1kJ／cm2，年均日照1 629.2h。土壤成土母質主要是板頁巖風化物和紅砂巖風化物，主要分布在馬田、復和、湘陰、碧塘、城關、城郊、塘門口、鯉魚塘等鄉鎮，宜種性廣，耕作潛力較大。永興縣轄8鎮17鄉、1個開發區，總人口63.61萬，其中農業人口 45.09 萬，占總人口的70.8%。

永興縣是湖南省無公害冰糖橙基地縣、全國唯一的“中國優質冰糖橙基地重點縣”，并向國家工商總局成功注冊“永興冰糖橙”原產地證明商標。永興冰糖橙先后被納入《湖南省優勢農產品區域布局發展規劃》、永興縣 “一縣一品”重點工程建設項目、國家級農業標準化示范區項目、中央財政支農資金整合試點項目、永興冰糖橙全國標準果園創建項目等。冰糖橙產業已成為永興縣農業一大特色支柱產業［8］。

2 實驗材料與方法

2.1 數據來源

數據來源主要包括圖件和文本資料兩方面。圖件主要包括永興縣土壤圖（1∶50 000）、永興縣土地利用現狀圖（1∶50 000）、永興縣土地利用總體規劃圖（1∶50 000）、永興縣行政區劃圖（1∶50 000）等。文本資料主要包括第二次土壤普查資料、野外調查原始表格、農戶調查問卷、室內分析測試數據等。

2.2 研究方法

2.2.1 層次分析法 層次分析法（Analytic Hierarchy Process）是薩蒂（Saaty）等人在20世紀70年代提出的一種分析方法，它是基于系統論中的一個重要原理——系統的層次性而建立的。是將施加影響的主要因子按照相互之間的隸屬關系排列成從高到低的若干層次，根據對一定客觀現實的判斷就同一層次相對重要性相互比較的結果，決定層次各元素重要性的定量指標。本研究將依照構成土地生產能力的土壤本身特性、自然背景條件和耕作管理水平等要素的指標體系，綜合運用德爾菲法和縣域資源管理系統軟件，進行統計分析得到各指標的權重和標準化取值，采用累加法計算冰糖橙土地適宜性綜合地力指數，進而確定冰糖橙土地適宜性等級。

2.2.2 GIS空間疊加法 GIS空間疊加分析（Overlay Analysis），是將兩層或多層地圖要素進行疊加產生一個新要素層的操作，新要素綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。通過與當地政府部門溝通，搜集該地區土地利用規劃、氣候、水資源、土壤等方面的圖件資料，利用MapGIS 6.7，對相關圖件進行空間疊加分析［9］，最終生成永興縣冰糖橙適宜性評價圖。

3 評價方法

3.1 確定評價依據

有關研究表明：冰糖橙的生長對于地形、氣候、土壤、水分等都有獨特的要求。氣候方面，要求年平均溫度16℃以上，絕對最低溫度≥－5℃，年有效積溫5 000～8 000℃，年降雨量1 000～1 500mm；土壤方面，要求有機質含量在1.5%以上，微酸性，土層深厚，活土層在60cm以上，地下水位離畦面不少于100cm；大氣質量和水質方面，要求橙園要遠離污染區3km以外；地形地勢方面，要求光照充足，水利條件較好。綜上，冰糖橙果園的選址必須選擇地勢平緩，海撥500m以下，坡度30°以內，水利條件好，背風向陽，交通便利，土壤肥沃的地方［10］。從研究區概況可知，永興縣在氣候、水分、光照、地形等方面均符合冰糖橙生長的條件，因此，本文將主要從土地這個層面來研究冰糖橙的適宜性。冰糖橙土地適宜性是指土地滿足冰糖橙高產和清潔生長的程度，包括土地基礎地力和土壤環境質量兩個方面。本文所涉及的冰糖橙土地適宜性是指土地地力，即由土壤本身特性、自然背景條件和耕作管理水平等要素綜合構成的土地生產能力。

3.2 確定評價因子

根據德爾菲法，由湖南省土壤肥料工作站、湖南省農科院土肥所、湖南農業大學等單位的專家打分和討論，最終選擇直接影響冰糖橙種植發展的10個因子（地形部位、障礙因素、耕層質地、有機質、有效磷、緩效鉀、排水能力、灌溉能力、剖面構型、耕層厚度）建立永興縣冰糖橙土地適宜性評價的指標體系。

選擇評價因子時應遵循以下原則：第一，主導性原則，即選取的因子對冰糖橙土地適宜性有比較大的影響；第二，差異性原則，即選取的因子在評價區域內的差異較大，便于劃分冰糖橙土地適宜性的等級；第三，穩定性原則，即選取的評價因素在時間序列上具有相對的穩定性，評價的結果能夠有較長的有效期；第四，現實性原則，即選取的評價因素與評價區域的大小有密切的關系［7－11］。

3.3 確定評價單元

本研究將土地利用現狀圖與土壤圖疊加形成的圖斑作為評價單元。

3.4 評價單元賦值

由湖南省土肥站組織專家將全省劃分為五個類型區，永興縣屬于湘南區，專家打分賦值的情況如表1所示。

表1 永興縣冰糖橙土地適宜性評價指標體系專家打分統計

3.5 評價因子權重及檢驗

永興縣冰糖橙土地適宜性評價因子權重及檢驗結果如表2所示。對指標之間相對重要程度的判斷因專家不同而異，具有一定的主觀性，但是經過一致性檢驗，評分矩陣的總體一致性指標CR的值均小于0.1，具有滿意的一致性，評分是合理的。

表2 永興縣冰糖橙土地適宜性評價因子目標層權重及檢驗結果

3.6 確定評價因子組合權重

采用積和法和層次分析法來確定各評價因子的權重，根據10個指標層對土地的影響程度分別打分，對于各因子最后權重的確定是通過對基準層和指標層的二級分析來確定的，具體分析結果見表3。

3.7 確定評價因子隸屬度

根據模糊熟悉理論，將選定的評價指標與耕地生產能力的關系分為戒上型函數和概念型函數兩類［12］。專家對冰糖橙適宜性評價指標體系10個因素中的地形部位、耕層質地、排水能力、灌溉能力、障礙層狀況和剖面構型6個指標直接打分給出隸屬度，得到概念型的隸屬函數；對指標體系中的有機質、有效磷、緩效鉀和耕層厚度4個指標給出隸屬函數的擬合值。鑒于質地對耕地有機質、有效磷的影響，這兩個指標按黏土至中壤、輕壤至砂土兩類分別擬合［13］。

表3 永興縣冰糖橙土地適宜性評價各個因素組合權重

3.8 計算永興縣冰糖橙土地適宜性評價綜合指數，

確定分級系統

采用累加法計算各個評價單元的綜合地力指數值：

式中：IFI——冰糖橙土地適宜性評價綜合指數；Fi——第i個因素的組合權重；Ci——第i個因素的隸屬度值。

通過計算，將永興縣冰糖橙土地適宜性分為4個等級，其中一級（最適宜），綜合指數為T≥0.8；二級（適宜），綜合指數為0.7≤T＜0.8；三級（勉強適宜）綜合指數為0.6≤T＜0.7；四級（不適宜），綜合指數為T＜0.6。

4 結果與分析

通過GIS技術構建永興縣冰糖橙種植地的適宜性分析模型［14－15］，對永興縣冰糖橙土宜性進行了評價，獲得了永興縣冰糖橙種植用地適宜性面積、不同鄉鎮的冰糖橙用地適宜性面積及比例，最終形成永興縣冰糖橙種植用地的適宜性分級。評價結果表明，永興縣共有冰糖橙種植高度適宜性土地1 426.85hm2，適宜性土地28 858.43hm2，勉強適宜性土地406.57 hm2，不適宜性土地4 639.71hm2。具體鄉鎮冰糖橙適宜種植面積見表4。

5 結論

（1）研究區冰糖橙適宜性各等級比重排序為：二級（81.68%）＞四級（13.13%）＞一級（4.04%）＞三級（1.15%），整體隸屬度值為0.84，位于二級水平。研究區冰糖橙適宜性水平在空間上呈現出隨海拔高度降低而逐漸增加的趨勢，具體表現在高亭鄉與馬田鎮、悅來鄉與油麻鄉的交界處區域的適宜性水平最差，而向四周擴散適宜性逐漸增大，反映了地形地貌條件（主要是坡度）是影響研究區林地生態適宜性程度差異的主要因素，具體影響因子排序為：灌溉能力（C8）＞耕層厚度（C10）＞緩效鉀（C6）＞有機質（C4）＞排水能力（C7）＞剖面構型（C9）＞耕層質地（C3）＞地形部位（C1）＞有效磷（C5）＞障礙層狀況（C2）。

表4 永興縣不同鄉鎮冰糖橙種植土壤適宜性面積

（2）研究區冰糖橙適宜性較好的主要原因是：該縣屬中亞熱帶大陸濕潤季風氣候，光照充足，水利條件較好，地勢平緩，土壤成土母質主要是板頁巖風化物和紅砂巖風化物，屬紅壤，呈微酸性，土壤營養條件較好。符合冰糖橙生長所需的自然條件。

（3）MapGIS空間分析技術在高程、坡向、坡度等地形因子的獲取、分析等方面具有非常大的優勢，特別針對中、大尺度及區劃數量龐大的研究區域，其在時間及精度兩大方面都有明顯優勢。本文對研究區冰糖橙適宜性評價結果以期對當地的冰糖橙產業發展及相關政策的實施提供技術支撐和保障。

（4）基于以上評價結果，為了充分發揮永興縣的氣候、地形地貌、耕地資源等優勢，永興縣冰糖橙生產基地應以柏林鎮、城郊鄉、大布江鄉、洞口鄉、高亭鄉、黃泥鄉、金龜鎮、龍形市鄉、七甲鄉、千沖鄉、太和鄉、香梅鄉、洋塘鄉、油麻鄉、油市鎮、樟樹鄉16個鄉鎮為重點，沿國道107線和省道212線、坡度在25°以下的丘陵山地及旱土地帶建設一條永興冰糖橙產業帶，從而進一步優化縣域柑桔品種結構。而在城關鎮、復和鄉、鯉魚塘鎮、馬田鎮、三塘鄉、湘陰渡鎮和悅來鄉等鄉鎮則不應盲目擴大冰糖橙種植面積，應因地制宜，合理規劃，適當調整農業產業結構，尋求與當地土壤地形條件相適應的農業產業來發展。在正確選址建園的基礎上，再重點做好冰糖橙良種繁育基地建設、高標準生產基地建設、老果園改造示范園建設、發揮永興冰糖橙的品牌效益，做到經濟效益與社會效益和生態效益的協調統一［16－18］。

［1］ 韋文珊.我國特色農業評價方法研究［D］.北京：中國農業科學院，2003.

［2］ Cheung Chui-Kwan Tracy.Assessing positional and modeling uncertainties in vector-based spatial processes and analyses in geographical information systems［D］.Hong Kong：Polytechnic University，2003.

［3］ 吳秀剛，樊衛國.默科特橘橙在貴州郜柳江河谷地區的栽培適應性［J］.貴州農業科學，2011，39（2）：171-173.

［4］ 任守德，付強，王凱，等.基于RAGA—PPPCA模型的區域農業水土資源承載力綜合評價［J］.水土保持研究，2011，18（1）：116-120.

［5］ 周建勤，賈宏濤，朱金兆.北京西山殘次林改造工程生態評價指標體系構建［J］.水土保持研究，2011，18（1）：248-253.

［6］ 徐勇，黨麗娟，高雅.黃土丘陵區果園生態經濟耦合評價：以燕溝流域為例［J］.水土保持研究，2011，18（2）：30-34.

［7］ 永興縣農業局.湖南省優勢農產品區域布局規劃（2008-2015）［Z］.2007.

［8］ 楊名和，張朝雄，曾慶華.永興冰糖橙的主要特征及栽培技術［J］.湖南農業科學，2005（6）：26-28.

［9］ 廖振坤，張秋明.湖南省柑橘品質鑒定及品質區劃研究［C］∥中國園藝學會熱帶南亞熱帶果樹分會成立大會暨首屆學術研討會論文集.廣州，2006.

［10］ 永興縣農業局.湖南省永興縣冰糖橙產業發展規劃（2011-2015）［Z］.2010.

［11］ 趙文緒，王琛.農業生產與流通的制度分析：來自湖南永興縣烤煙和冰糖橙的兩個案例分析［J］.內蒙古農業大學學報：社會科學版，2004，6（2）：71-74.

［12］ Boris K，James S.Visual and Spatial Analysis：Advances in Data Mining，Reasoning，and Problem Solving［M］.Germany：Springer，2004.

［13］ 崔青春，倪紹樣，陳思源.GIS與土地生產力評價模型的集成［J］.農機化研究，2004（2）：18-21.

［14］ 吳仁燁，陳家豪，徐宗煥.漳州果樹種植適宜性區劃的GIS應用［J］.福建農林大學學報：自然科學版，2009，38（4）：25-28

［15］ 鄧秀新.國內外柑橘產業發展趨勢與柑橘優勢區域規劃［J］.廣西園藝，2004，15（4）：6-10.

［16］ 單楊，何建新，鄧秀新.湖南柑橘產業的發展現狀、對策與前景［J］.湖南農業科學，2003（5）：58-61.

［17］ 陳娟，康為民，鄭小波.基于GIS在貴州果樹氣候區劃中的應用［J］.貴州農業科學，2007，35（4）：24-26.

［18］ 樊保國，李月梅，李登科.冬棗引種栽培區氣候適宜性的灰色綜合評估［J］.中國農學通報，2011，27（8）：208-212.