檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)及模型設(shè)計(jì)

秦榮顯

摘要? ? 本文構(gòu)建了檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論，分別建立了土壤、氣溫等評(píng)價(jià)因子對(duì)檸檬生態(tài)氣候適宜度的隸屬函數(shù)，并結(jié)合專家打分法對(duì)各因子的權(quán)重進(jìn)行了分配，構(gòu)建了一個(gè)二級(jí)層次結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)模型。通過(guò)評(píng)價(jià)模型可定量化地計(jì)算出檸檬在連平縣各鎮(zhèn)的生態(tài)氣候適宜度，并對(duì)生態(tài)氣候適宜度進(jìn)行區(qū)劃。研究結(jié)果可為當(dāng)?shù)貦幟室N、建園、產(chǎn)量及品質(zhì)預(yù)測(cè)、氣象災(zāi)害損失評(píng)估等提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞? ? 檸檬;生態(tài)氣候適宜度;模糊數(shù)學(xué);評(píng)價(jià)模型

中圖分類號(hào)? ? S161;S666.5? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）09-0069-01

檸檬（Citrus limon（L.）Burm. f.）為蕓香科柑橘屬植物，又稱檸果、洋檸檬、益母果等，是一種果樹(shù)樹(shù)種，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，發(fā)展前景廣闊[1]。土壤、氣候等條件不僅與檸檬生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，還對(duì)其品質(zhì)與產(chǎn)量影響明顯[2]。因此，對(duì)檸檬生態(tài)氣候適宜性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? ? 連平檸檬生長(zhǎng)發(fā)育特征

在檸檬生長(zhǎng)過(guò)程中，氣候環(huán)境對(duì)其影響特別明顯[3-4]。檸檬主要發(fā)育期為：2月下旬屬于芽膨大與開(kāi)放時(shí)期，3月中下旬屬于展葉時(shí)期，4月中旬屬于主要開(kāi)花時(shí)期，花期往往持續(xù)2周左右，并在6月初左右開(kāi)始第2次開(kāi)花，果實(shí)在10月中旬左右開(kāi)始成熟。

2? ? 檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)因子隸屬函數(shù)的構(gòu)建

檸檬生態(tài)具有一定的模糊性，因而往往使用模糊數(shù)學(xué)理論。將檸檬各個(gè)生育期內(nèi)的氣候條件、生態(tài)環(huán)境、田間管理水平等當(dāng)作各個(gè)不同的模糊集合，并針對(duì)溫度、降水、光照、氣象災(zāi)害等各個(gè)評(píng)價(jià)因子建立相對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)，計(jì)算檸檬生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中每一項(xiàng)指標(biāo)對(duì)模糊集的隸屬度，進(jìn)而獲取各個(gè)因子對(duì)檸檬生長(zhǎng)發(fā)育的適宜程度。

以評(píng)價(jià)因子特點(diǎn)與屬性之間的不同為依據(jù)，可以建立4類隸屬函數(shù)，即專家型、適宜度型、雙極值型與單極值型，并設(shè)定其評(píng)價(jià)值屬于0～1之間的無(wú)量綱相對(duì)量。檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中共有細(xì)化的12項(xiàng)評(píng)價(jià)因子。根據(jù)其各自的屬性和特點(diǎn)，分別針對(duì)檸檬各種生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)因子建立相對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)。

2.1? ? 種植區(qū)域生態(tài)環(huán)境

種植區(qū)域生態(tài)環(huán)境中共有土壤條件、水源狀況、地形地貌3個(gè)因子。可采用專家型隸屬函數(shù)，根據(jù)專家的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，采用打分法判斷實(shí)際值與其相應(yīng)理想值的滿足度以確定該項(xiàng)指標(biāo)是否滿足作物正常生長(zhǎng)發(fā)育需求或?qū)ψ魑镎ＩL(zhǎng)發(fā)育的有利程度[5]。

2.2? ? 生育期氣候條件

2.2.1? ? 溫度、1月平均氣溫、7月平均氣溫及降水隸屬函數(shù)。該函數(shù)代表作物在某一個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)，某一項(xiàng)指標(biāo)只有位于指定的區(qū)間內(nèi)才能與其正常生長(zhǎng)發(fā)育相符合。當(dāng)實(shí)際值在最小值以下或在最大值以上時(shí)，其隸屬度為0;當(dāng)實(shí)際值與適宜值保持一致時(shí)，則隸屬度為1;當(dāng)實(shí)際值在區(qū)間波動(dòng)時(shí)，隸屬度為（0～1）。

2.2.2? ? 積溫及光照隸屬函數(shù)。檸檬屬于喜光作物，在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)光照時(shí)間及強(qiáng)度均提出了嚴(yán)格要求，其生長(zhǎng)需要的年日照時(shí)數(shù)要求≥1 200 h。據(jù)此，可根據(jù)雙極值型隸屬函數(shù)分別構(gòu)建積溫及光照隸屬函數(shù)。該函數(shù)代表作物在某一個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)，某一項(xiàng)指標(biāo)只有位于指定的區(qū)間內(nèi)才能與其正常生長(zhǎng)發(fā)育相符合。當(dāng)實(shí)際值在區(qū)間最小值以下時(shí)，隸屬度為0;當(dāng)實(shí)際值在區(qū)間最大值以上時(shí)，隸屬度為1;當(dāng)實(shí)際值在區(qū)間之內(nèi)波動(dòng)時(shí)，隸屬度為（0～1）。

2.2.3? ? 氣象災(zāi)害隸屬函數(shù)。對(duì)檸檬影響較大的氣象災(zāi)害主要有低溫陰雨、冰雹、雷雨大風(fēng)、干旱及雨雪冰凍。檸檬品質(zhì)與氣象災(zāi)害之間存在著較明顯的單極值負(fù)相關(guān)關(guān)系，可使用單極值型隸屬函數(shù)來(lái)構(gòu)建相對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)。該函數(shù)代表作物在某一個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)，某項(xiàng)指標(biāo)必須位于某一數(shù)值以下或以上時(shí)才能與其正常生長(zhǎng)發(fā)育相符合。當(dāng)與以上條件相符時(shí)，隸屬度為1;當(dāng)與上述條件不符時(shí)，隸屬度則為實(shí)際值與特征值之間的比值。

3? ? 檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)模型的建立

3.1? ? 一級(jí)評(píng)價(jià)模型

一級(jí)評(píng)價(jià)模型是著眼于具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)Uij（i=1，2，3; j=1，2，3，4，5，6，7;取值主要針對(duì)本文實(shí)際的一級(jí)指標(biāo)數(shù)量，如表1所示），是基于評(píng)價(jià)指標(biāo)集Ui建立的，即為Uij→Ui的評(píng)模型。

3.2? ? 二級(jí)評(píng)價(jià)模型

就二級(jí)評(píng)價(jià)模型而言，其主要著眼于具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)集合Ui（i=1，2，3），在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系U的基礎(chǔ)上建立，即為Ui→U的評(píng)價(jià)模型。

使用專家打分法能夠獲取檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)因子的各級(jí)權(quán)重分配，如表1所示。

4? ? 連平縣檸檬種植生態(tài)氣候適宜度區(qū)劃

檸檬生態(tài)氣候適宜度等級(jí)劃分，即以檸檬生態(tài)氣候適宜度評(píng)價(jià)模型為依據(jù)，并使用隸屬函數(shù)與評(píng)價(jià)模型計(jì)算實(shí)際發(fā)生值，得出V值，V∈[0.00，10.00]，進(jìn)而得出較明確的檸檬生態(tài)氣候適宜度等級(jí)范圍。

利用上述評(píng)價(jià)模型求出連平縣各鎮(zhèn)生態(tài)氣候適宜度值V，根據(jù)V值對(duì)連平縣檸檬種植生態(tài)氣候適宜度進(jìn)行區(qū)劃。結(jié)果表明，連平縣東北部上坪一帶最適宜種植檸檬;東南部三角、大湖及西南部溪山、田源等鎮(zhèn)較適宜種植檸檬;其他地區(qū)生態(tài)氣候環(huán)境一般，不適宜種植檸檬。

5? ? 參考文獻(xiàn)

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[3] 朱勇，段吟紅，潘國(guó)英，等.連南檸檬生長(zhǎng)環(huán)境及氣象災(zāi)害對(duì)其影響的研究[J].生物災(zāi)害科學(xué)，2015，38（4）：371-374.

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作者簡(jiǎn)介? ?秦榮顯（1986-），男，甘肅永昌人，工程師，從事天氣預(yù)報(bào)、氣象服務(wù)及應(yīng)用氣象工作。

收稿日期? ?2019-01-17