奉节县柑橘适宜性评价

邓丹丹，周 鹏，邓龙辉，李成龙

(重庆市奉节县土肥站，重庆 404600)

柑橘属亚热带常绿果树，性喜温暖湿润气候，较耐阴，不耐低温[1]。其果树生长发育、开花结果与温度、日照、水分(湿度)、土壤以及风、海拔、地形和坡向等环境条件紧密相关，影响最大的是温度[2]。我国是种植柑橘起步最早的国家之一，在16°～37°N地区都有种植，但经济栽培区主要集中在20°～30°N、海拔700～1 000 m 的缓坡、丘陵等地[3]。重庆市被列为世界柑橘生长最适宜生态区之一,全市38个区县中有31个区县均种植柑橘，忠县、万州、开州、巫山、奉节等地区更是全国闻名的柑橘主产区[3]，2016年全市柑橘种植面积为206 770万m2，产量为280万t ，综合产值达220亿元，成为库区经济发展的主要支撑[4]。奉节县地处重庆东北方向、三峡库区腹心地带，其独特的地理、气候和土壤优势，栽培的奉节脐橙凭借其皮薄汁多、入口鲜脆而在全国闻名[5]。

土地适宜性是按照土地特定用途，选择特定指标，将特定地区的土地进行评价和归类[6-9]。将适宜性评价引入到柑橘种植，则是在综合考虑种植业结构、自然生态环境、经济属性等情况的基础上，对柑橘种植区域范围内的农业资源最佳利用方式做出评价和选择[10]。张红旗[11]对县级区域的柑橘进行土地适宜评价，得出基于自然属性的柑橘适宜等级；胡彩婷等[12]综合考虑土地的立地条件、土壤理化性状等指标，提出了永兴县冰糖橙适宜性评价体系，并提出了永兴县冰糖橙产业发展的建议。为充分发挥奉节地理优势，全力打造奉节脐橙品牌，提升奉节柑橘市场竞争力，笔者运用ArcGIS对奉节柑橘进行适宜性评价，深入分析柑橘种植与海拔、温度等因子的相关性，对精细柑橘种植布局、发展区位优势、实现柑橘提质增效具有现实意义。

1 数据来源与研究方法

1.1研究区概况奉节县地处重庆东北方向、长江三峡西口，109°01′17″～109°45′58″ E、30°29′19″～31°22′23″ N，县域面积4 087 km2，长江由西向东横贯县境43 km，将全县分成南北两岸。奉节县属盆东山地的一部分，地形地貌复杂多样，成土母质主要为二迭系、三叠系的石灰岩，其次为侏罗系的紫色砂页岩和砂岩，第四系全新统黄色冲积母质和现代河流新冲积母质在河谷低坝和台地形成少量土壤。

奉节县属于中亚热带暖湿季风气候区，四季分明，无霜期长，光照适宜，雨量充沛。受地形地貌的影响，垂直气候差异十分明显。据海拔607.3 m的气象资料显示，最高年平均气温17.0 ℃，最低年平均气温15.9 ℃，年平均气温16.5 ℃，>10 ℃年积温5 166 ℃。平均无霜期295 d；年平均降水量1 132.2 mm，相对湿度69%，水面蒸发量1 100 mm；年平均日照数为1 639.1 h，平均日照率37%，太阳总辐射能391.7 kJ/cm2[13]。奉节县水资源丰富，年总降水量51.73亿m3，但分布不均，利用率低，开发潜力和利用难度大。

奉节柑橘栽培始于汉代，历史悠久，栽培柑橘品种以奉节脐橙最为著名、面积也最大，据奉节县2016年统计年鉴记载，2015年底全县脐橙栽培面积达14 858 hm2。奉节脐橙属华盛顿脐橙，自1953年从江津园艺场引种选育出奉园72-1脐橙后，奉节脐橙不断发展，目前奉节柑橘栽培的品种包括纽荷尔脐橙、福本脐橙、72-1脐橙等，栽培范围以长江两岸及梅溪河、草堂河、朱衣河等长江支流河谷两旁的低海拔区域为主[14]。不同品种脐橙对生长环境的要求差异不明显，年平均气温>15.0 ℃，年降水量>1 000 mm，日照时间>1 200 h 均能正常生长[15-16]。

1.2数据来源专题图件：土壤图、土地利用现状图、村级行政区划图，图件比例尺为1∶50 000。属性数据：奉节县2007年测土配方施肥项目土壤采样及化验数据资料；重庆气象局1960—1990年全市气象数据库。

1.3研究方法

1.3.1模糊综合评价法。利用模糊评价的方法来确定各评价因素的隶属度和隶属函数，定量化描述各因素对柑橘适宜性的影响程度，实现奉节柑橘适宜区的划分。在适宜性评价中引入模糊评价法，通过模糊子集、隶属函数与隶属度3个指标，将定性的模糊性概念定量化，实现综合评价。

1.3.2层次分析法。层次分析法(analytical hierarchy process，AHP)是20世纪80年代提出的一种多方案或者多目标的决策方法，其基本原理是分析复杂问题中各个影响因素的本质及内在关系，按照相互之间的隶属关系排成从高到低的若干层次。层次分析法的优点是将定量与定性结合起来，具有系统性、逻辑性、实用性，同时该方法克服了主观经验确定分级指数的不确定，同时又能准确地反映适宜性等级的差异[17]。其核心是将问题层次化，研究问题性质特征和要实现的目标，根据性质把问题划分为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联将各因素按不同层次聚合，形成一个多层次的分析结构模型，并最终把系统分析归结为最底层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对优劣次序的排序问题。

1.3.3多因素评价方法。多因子综合评价将单因素评价的结果综合起来，评价柑橘适宜程度的综合指数，各因子的权重由层次分析法计算得出。该研究计算柑橘适宜程度综合指数(cole adapted index,CAI)主要运用累加模型。

2 结果与分析

2.1评价单元的划分将奉节县土壤图、土地利用现状图、村级行政区划图进行叠加，把相同土壤类型、土地利用类型、气象数据相当且同属一个村社的地块划分为一个评价单元。通过以上方法，奉节县划分的柑橘适宜性评价单元为7 354个，柑橘适宜性评价单元见图1。

图1 奉节县柑橘适宜性评价单元Fig.1 Evaluation unit of citrus suitability in Fengjie County

2.2评价因子的选择评价因子的选择直接影响到指标体系的合理性，是柑橘适宜性评价的关键。在确定评价因子前应查阅大量文献、咨询柑橘专家，筛选对柑橘适宜性影响大、突出区域特征、稳定性好的因子。

通过查询文献、请教柑橘专家、走访柑橘种植大户，从土壤理化性质、气候条件和立地条件3个方面考虑，确定海拔、坡度、有效土层厚度、质地、pH、年平均气温、全年降雨量、全年日照数、成土母质9个指标为柑橘适宜性评价因子。

2.3层次结构的建立根据评价因子各自的属性和特点，将评价体系排列为3个层次，其中目标层(A层)为柑橘适宜性；准则层(B层)为立地条件、理化性质和气候条件；指标层(C层)为海拔、坡度、有效土层厚度、质地、pH、年平均气温、全年降雨量、全年日照数、成土母质，其结构关系见表1。

表1 评价因素层次结构及权重

2.4评价因子权重的确定柑橘种植专家按照目标层、指标层各因素对准则层相应因素的相对重要性，给出数量化的评估。柑橘种植专家的评估结果经数学化处理后再次反馈给他们，请专家再次确认，构建最终判断矩阵。同时计算各特征向量权系数，然后进行一致性检验，一致性比率CR均小于0.1，具有满意的一致性，各个评价因子权重见表1。

2.5层次总排序通过以上方法计算，按照9个评价因子的组合权重进行排序，组合权重值越大，说明该评价因子对柑橘影响越大，具体排序结果见表2。

2.6柑橘适宜性评价模型的构建引入模糊评价方法，以隶属度划分参评因子的模糊界线，实现柑橘适宜性评价。根据柑橘的生长特征及奉节县地理条件，在充分查阅文献、咨询柑橘专家后将各个评价因子分级，具体分级标准见表3。

表2 各个因素的组合权重

注：CI=0.005；RI=0.564；CR=0.01< 0.1

表3 评价因子分级标准

2.7适宜性模糊综合评价利用累加模型计算柑橘适宜性综合指数(CAI)，即对应于每个单元的综合评价。

CAI=∑Fi×Ci(i=1，2，3，…，n)

式中,CAI代表柑橘适宜性指数；Fi为第i个因素的评价结果；Ci为第i个因素的组合权重。根据公式，将参评因子的隶属度值进行加权组合得到每个评价单元的综合评价分值，综合评价分值反映了柑橘适宜性程度。

2.8柑橘适宜性等级划分在县域管理信息系统中，通过层次分析和建立隶属函数来确定柑橘适宜性，同时根据奉节县实际情况，将0.766、0.670、0.593作为适宜性划分临界值，把奉节县柑橘种植区划分为4个等级，其中高度适宜区综合评价指数CAI≥0.766，适宜区综合评价指数为0.670≤CAI<0.766，勉强适宜区综合评价指数为0.593≤CAI<0.670，不适宜区综合评价指数为CAI<0.593。

2.9评价结果综合运用特尔斐法、层次分析法、模糊评价法，对立地条件、气候条件、土壤理化性状各个指标进行运算，分区统计全县柑橘种植高度适宜区、适宜区、勉强适宜区、不适宜区的面积，结果见表4。奉节县柑橘适宜性评价等级见图2。

表4奉节县柑橘适宜性评价结果

Table4TheresultofcitrussuitabilityevaluationinFengjieCounty

适宜性Suitability面积 Areahm2占参评面积百分比Percentage∥%高度适宜区Highly suitable1 466.282.10适宜区Suitable14 956.4821.39勉强适宜区Barely suitable12 466.5317.83不适宜区Not suitable41 031.4158.68合计Total69 920.70100.00

3 结论

(1)运用层次分析法综合分析各个评价因子对柑橘适宜性的影响程度：海拔>年平均气温>pH>全年日照数>成土母质>全年降雨量>有效土层厚度>质地>坡度。

(2)根据模糊评价的综合得分，划分出奉节县柑橘适宜性等级：高度适宜区、适宜区、勉强适宜区、不适宜区，其面积比例：不适宜区面积(58.68%)>适宜区面积(21.39%)>勉强适宜区面积(17.83%)>高度适宜区面积(2.10%)。适宜柑橘种植的面积达16 422.76 hm2，而目前柑橘种植面积小于适宜面积，说明柑橘产业发展潜力大，在保证粮食生产的前提下，仍可加大集中成片柑橘园建立。

图2 奉节县柑橘适宜性评价分级Fig.2 Citrus suitability evaluation result in Fengjie County

(3)柑橘适宜性评价主要来源于各个评价因子的权重模糊计算，通过对划分的4个区域进行统计分析发现，栽培条件总体表现出高度适宜区>适宜区>勉强适宜区>不适宜区。这种优势并未完全体现在每个评价因子上，在影响程度大的海拔、年平均气温、pH指标上表现尤为明显，但在个别影响程度小的指标上表现不明显，该结论符合柑橘实际种植情况及模糊评价理论。

4 讨论

(1)该研究仅考虑了立地条件、理化性质、气候条件3方面因素对柑橘适宜性的影响，而忽视了三者对柑橘品质的影响，如何将内因与外因结合起来实现柑橘适宜性评价，是下一步研究柑橘适宜性的切入点。

(2)高度适宜区是奉节县柑橘种植的优势区域，主要分布于长江及支流沿线的低海拔河谷的朱衣、白帝、永安等乡镇，该区域内种植的柑橘也是奉节柑橘的品牌标杆。但从评价结果看，高度适宜区的面积有限，且分布零散不集中，虽然高度适宜区综合条件最好，但仍存在个别指标偏高的现象，如坡度较大。结合实际情况，高度适宜区以冲积物和自流井母质发育的黄泥土为主，部分为冷沙黄泥土，土层较深厚，土壤肥沃，但这些地区由于地形较为平坦，离江河较近，地下水位低，田间积水现象较为突出，容易诱发果树脚腐病、流胶病。因此，在高度适宜区要做好开沟排水，注重平衡施肥，适当减少氮肥用量，增加有机肥和磷肥用量，适当施用硫磺粉，防止果园土壤逐渐碱化。

(3)适宜区和勉强适宜区是奉节柑橘“仓库”，该区域面积大，分布范围向长江沿线稍高海拔扩散，从评价结果和实际情况看，区域内日照和温度随海拔的升高逐渐降低，立地坡度变大，土层较薄，土壤养分含量偏低，土壤以中碱性为主。因此，在该区域可采取以下措施进行改良：第一，合理施肥，适当增加施肥次数，尽量选择生理酸性肥料，通过施肥逐步降低土壤碱性，注重平衡施肥，搞好土壤培肥工作，增加有机肥投入，提高地力水平，选择环状、条形施肥，避免肥料撒施现象，注重肥料利用率的提高；第二，改善立地条件，针对立地坡度大、土层薄的区域，实行坡改梯，以增加土壤厚度，提高土壤保水保土保肥能力；第三，根据不同地段限制因子的限制性强弱，科学选择柑橘抗性品种，合理规划柑橘园用途。

(4)不适宜区不适合柑橘种植，主要受2个方面因素限制:一是不可改变的障碍因子，如海拔、温度等地理因素，在这类区域应放弃柑橘种植，选择种植其他更适宜作物；二是可改变障碍因子，如坡度、土壤pH、土层厚度等，在这类区域应有针对性地采取改良措施，提高柑橘种植适宜性程度。

(5)实现奉节柑橘可持续发展，任何改良措施都不会有立竿见影的效果，而是需要长期人力、物力、财力和科技的投入。盲目追求经济效益是不可取的，要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟，则需要政府重视，市场投入，果农参与，上下联动共同努力，奉节柑橘才会持续发展。

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