高县茶叶种植区土地适宜性评价与分区研究

2021-03-04冉清红

现代农业研究 2021年3期

王成,冉清红

（1.成都师范学院史地与旅游学院四川，成都 611130;2.西南交通大学建筑与设计学院四川，成都 611130）

高县位于四川盆地偏南的部分以及向乌蒙山过渡的地带，地处四川盆地南部以及金沙江南边的岸区。高县境内的地势起伏较大。茶叶作为高县的支柱产业[1]，对高县的发展起着举足轻重的作用。最近几年，高县通过乡村振兴战略和农业供给侧结构性改革等措施，促进该区域茶叶以及其他产业各个环节、各个方位的全面上升不断推动着高县的农业朝着现代化、科技化发展，推动茶叶等特色产业高质量发展。通过运用ARCGIS软件，对高县县域内的土地进行茶叶种植的适宜性评价，并根据适宜性评价的结果，将高县县域内的土地划分为四类地区。高度适宜种植，一般适宜种植，勉强适宜种植和不适宜种植。并根据此划分结果进而为未来高县茶叶作为特色产业发展和产业乡村振兴提供一定的基础。

1 研究区概况

高县，隶属于四川省的宜宾市，位于四川省的南部，也位于宜宾市的南部，它的东边是宜宾市的长宁县，西边是叙州区，南边是筠连县，位于东经104°20′～104°47′、北纬28°10′～28°46′，高县境内南北之间的长度大约为60km，东西之间的宽度大约为30km，总面积大约为1300多平方公里（见图1）。

图1 高县行政区划图

2 数据与方法

2.1 数据处理

2.1.1 数据来源本研究以来自国家地理信息中心所获取的DEM数据和以来自中科院的土地利用覆盖数据为主要的数据源。其他矢量数据来源于国家地理中心。部分社会经济数据来源于高县在2018年统计的公报。

2.1.2 数据预处理通过对收集的数据进行整理分析，并将数据导入到ARCGIS中，将高县的DEM数据进行重分类，并根据高县的DEM数据，通过ARCGIS软件中的数据分析工具，得到高县县域内的坡度和坡向情况。同时将高县县域内的线状要素导入ARCGIS 中，如：高县县域内的河流、高县县域内的道路等。将高县行政规划图导入ARCGIS中，方便之后进行分区研究。

2.2 研究方法

2.2.1 土地适宜性评价的含义当需要判断某一类土地是否适合某种用途以及适合的程度是怎么样时，就要对土地进行适宜性评价。需要评价这类土地的自然和社会经济属性以此来辅助判断这类土地是否适合这个用途[2]。如：是否适合茶叶种植。适合的状况是怎样的，是高度适宜或是不适宜。通过对适合状况的进一步分析便可以对此类用地进行一定的等级划分，如：对于高县境内的土地是否适合高县茶叶种植，将高县境内的土地划分为四个等级，以此来证明高县县域内土地对于高县茶叶种植的适合和限制程度。

2.2.2 划分评价单元通常有两种方法对评价单元进行相应的划分。第一种划分方法是矢量的划分方法，第二种划分划分方法是栅格的划分方法。两种方法都各有各的优势和劣势，第一方法的优势是它可以根据研究的实际情况，选择不同的评价因子作为最初的研究图层，进而对研究区进行评价。其获得基本单元的方法是将研究区的评价因子矢量地图在ARCGIS 软件中进行叠加分析。第二种划分方法的优势是可以更好对评价因子进行分析并且在数据处理方面更加的方便，它通过将不规则的研究区划分为规整的正方形方格网进行评价。因此该研究采用的是第二种方法即栅格划分的方法并考虑到研究的区域是整个县域范围，比较大，又因为栅格的大小划分会对计算机的处理效率有所影响。因此根据实际情况，决定将评价因子划分为30m×30m的栅格网图[3]。

2.2.3 确定评价因子土地的评价的指标是用来评价土地质量的，它的指标主要是影响土地生产力的各种要素。能够影响土地适宜性的自然和社会因素主要是地形地貌、土壤和气候[4]。能够影响土地适宜性的因子主要有研究区的高程情况、坡度情况、土壤母质、光照强度、灌溉条件、交通条件等等。但实践证明，并非要将所有影响土地适宜性的因子都选作评价指标，在评价过程中仅需要在众多影响因子中挑选出部分可以全面、真实地表现影响土地适宜性的因子即可。而且针对不同评价对象或不同评价区域所需选取的评价因子不是一成不变的，所以需要结合实际情况选择科学合理的评价因子[5]。

在指标的选择上考虑到高县茶叶种植的实际情况，因地制宜，并遵循指标选择的综合性原则和和真实性原则[6]，选择了六个评价因子进行评价，分别为选取高程、坡度、坡向、地貌类型、河流和道路。

2.2.4 建立评价指标体系根据上文中各个评价因子对不同土地利用方式的影响程度，将各个因子都进行了分级处理。主要是从下面的两个方面来方便确定之后的分级指标。①要在具体调查实验区情况的基础上，有针对性地确定分级指标；②要根据不同的土地利用方式对这一因子的要求，首先确定各个因子最适宜和最不适宜该土地利用方式的临界值，然后确定剩下的分级指标值。在表1中，将每一项影响高县茶叶种植的评价因子划分为高度适宜、一般适宜、勉强适宜和不适宜这四个等级，与之对应对各评价因子在每一适宜级的打分。采取4分值，分值 4 分、3 分、2 分、1 分依次与高度适宜、一般适宣、勉强适宜和不适宜四个等级相对应[5]。并在此基础上规划出影响高县茶叶种植的因子的量化分级（表2，表3），在此之后通过GIS 空间分析的功能获得各评价因子的专题数据并且在ARCGIS 软件中对各个评价因子进行相应的量化[7]。往往通过绘制影响茶叶种植的单因子分级专题地图来表达想要的量化分析结果。由于是通过专题地图进行展现（图2），拥有诸多优势，如：它非常的直观，通过专题地图内的颜色区别就能看出量化等级并且它也非常适合计算，只需将数据导出并利用计算机进行空间分析即可[6]。

表1 茶叶种植适宜性等级含义表

3 土地适宜性评价

3.1 单因子评价

3.1.1 高程因子分析海拔在400～800m 的区间是绝大多数茶叶种植的绝佳高度[8]。当海拔超过800m 之后，是非常不适合大部分茶叶种植的。由于海拔较高，根据海拔每上升100m气温下降0.6℃，其温度的下降会使茶叶的生长受到一定的限制，使之产量有一定下降。根据高县县域内的海拔情况，对于高海拔所带来的气温下降乃至于导致茶叶的冻害可以不予考虑。通过运用ARCGIS，将高县高程数据导入，并运用ARCGIS 的重分类工具，将高县的高程大致分为四个对应的等级。图2a中，海拔在400～800m 的地区为高度适宜种植的地区，可作为优质茶的种植地。一般适宜区的高程设置为274m～400m，勉强适宜的地区的海拔设置为800～1000m。不适宜的地区为1000m～1232m。通过将高程因子专题地图转成矢量数据后，通过ARCGIS 内部的计算几何工具，计算各部分面积列在表3。

3.1.2 坡度因子分析由于茶叶的种植与土地的坡度是有非常大的联系的，因此对于坡度较低的地方，是非常适合茶叶种植的，也能够减少水土的流失，其坡度大约为0～8°；随着坡度的上升，其土壤的侵蚀也在加强，但在15～25°的坡度中受到的侵蚀还不算太高，因此可进行部分梯度种茶；当坡度超过25°以后，由于坡度太高，其土壤保持水土的能力变得较差，受到的侵蚀也加大，因此坡度超过25°的地区是不适合进行茶叶种植的[8]。通过利用高县高程专题地图，ArcGIS 软件中的坡度工具获取高县的坡度专题地图（图2b）。将坡度分为四个等级：0～8°、8～15°、15～25°、25～52°。其中，高度适宜地区的坡度为0～8°，可作为优质茶的种植地。一般适宜地区的坡度为8～15°。勉强适宜地区坡度的为15～25°。不适宜地区的坡度为25～52°。

3.1.3 坡向因子评价不同区域的坡向也会使茶叶的种植受到一定的影响，因此在茶叶种植区域的选择上也要对坡向有一定的考虑。一般情况下，南坡受到的阳光照射是非常充足的，但相对过度的照射对茶叶的种植也有一定的弊端，会造成茶叶中特定物质的氧化。又由于北面坡、西北坡受到的光照相对于其他的坡向是较少的，使茶叶的热量相对缺乏。这两种坡向都会对茶叶的品质有一定的影响，因此是不太适合种植茶叶的。东南坡向和西南坡向既不会受到阳光的长时间照射，也不会因为坡向不佳缺少光照。因此将东南坡向和西南坡向作为高度适宜种植茶叶的区域[8]。通过在ARCGIS软件中导入高县域内的高程地图，使用ArcGIS 软件中的坡向分析工具进一步生成高县县域内的坡向专题地图（图2c）。将坡向划分为具体八个等级：东南面坡向、西南面坡向、南面坡向、东面坡向、西面坡向、东北面坡向、西北面坡向、北面坡向。其中高度适宜地区为东南面坡向和西南面坡向，一般适宜区为南面坡向，勉强适宜区为东面坡向、西面坡向、东北面坡向、西北面坡向。不适宜区为北面坡向。

3.1.4 地类因子评价不同的土地利用类型对于茶叶的种植也是有一定的影响的，一些土地利用类型是不具备茶叶种植的条件的。图2d 中，农田是不能被开发成茶叶种植基地的，水体、建筑用地、裸地和耕地由于无法利用也是不能被用来作为茶叶种植基地的。

3.1.5 河流因子分析茶叶的种植对于河流也有一定的要求。在茶叶种植中，茶叶的生长需要一定的水分，而距离河流的远近便成为了影响茶叶生长的一个因素。距离太近可能会被洪涝灾害影响，而距离太远则有可能水份不足。因此，通过查阅了相关文献和咨询茶叶种植方面的专家后，将距离河流100m 定为不适宜种植。100～500m为高度适宜种植，500～1000m为一般适宜，大于1000m为勉强适宜（图2e）。

3.1.6 道路因子评价道路对茶叶的运输起着较为重要的作用。在茶叶运输中，距离道路的远近便成为了影响茶道路能否便利的一个因素。距离太近可能会受到道路所带来的负面影响，而距离太远则有可能导致运输成本的上升。因此，通过查阅了相关文献和咨询茶叶种植方面的专家后，将距离道路100m定为不适宜种植。一般适宜种植的区域为距离在100～500m，高度适宜种植的区域为距离500～2000m，勉强适宜种植的距离在2000m以上（图2f）。

表2 单因子量化分级表

表3 单因子分类面积表

图2 高县茶叶种植区土地的单因子评价图

3.2 综合因子评价

对影响茶叶种植的单因子进行评价只能够表明某一个单因子对于茶叶种植的适宜性程度，并不能够说明这片土地整体对于茶叶种植的适宜性程度。因此如果要说明这片土地整体对于茶叶种植的适宜性程度，就必须考虑到每个因子的影响作用，根据每个单因子对茶叶种植的影响程度赋予一定的权重，通过加权叠加的分析方法，对每个单因子进行相应的综合因子评价[9]。通过运用层次分析法[10]，因子采用4 分制标准进行打分，查阅相关文献，结合专家打分意见和德尔菲法，两相比较得出各因子的权重（表4）,通过在ARCGIS 软件中导入高县县域内土地进行茶叶土地适宜性综合评价（图3），其评价结果分为高度适宜区、一般适宜区、勉强适宜区、不适宜区四类。其高度适宜区面积约2.2610 万公顷，占总面积的17.08%。一般适宜区面积约3.2829 万公顷，占总面积的24.80%，勉强适宜区约1.7593万公顷，占13.29%，不适宜种植区约5.9344万公顷，占44.83%（表5）。

4 结论与建议

4.1 主要结论

表4 指标权重表

图3 高县茶叶种植土地适宜性评价图

表5 高县茶叶种植适宜性评价面积表

4.1.1 高度适宜区高县高度适宜种植茶叶的地区面积大约为2.2610 万公顷，占高县县域面积的17.08%这些区域大多分布在落润乡的中部、文江镇的西南部、复兴镇的西部等地区（图3）。其海拔大约在600m 左右，坡向为东南面坡、西南面坡，坡度都在8°以下。因此是非常适合在该区域种植茶叶的。由于该区域各方面的条件都是比较好的，因此是非常适合茶叶种植的且可以进行一定的规模化茶叶种植。

4.1.2 一般适宜区高县一般适宜种植茶叶的地区面积大约为3.2829万公顷，占高县县域面积的24.80%，这些地方的高程在300m 左右，坡向为南坡，坡度在8～15°。这类地区在全县范围都有零星分布，主要分布在可久镇、落润乡、复兴镇的东南部等区域（图3）。该大部分区域是适合一定的茶叶种植的，但还是存在局部地区不太适合种植茶叶。因此在适合种植茶叶的区域进行茶园的建设。在不太适合种植的区域，进行一定的技术改善或升级来满足茶叶种植所需的条件。

4.1.3 勉强适宜区高县勉强适宜种植茶叶的地区大约为1.7593 万公顷，占高县县域面积的13.29%。这类地区主要分布在庆符镇的东南部、焦村镇的东部等区域（图3）。符合大部分自然种植条件。其高程在900m 左右，坡向为东坡、西坡、东北坡等，坡度在15～25°左右。这类区域对于茶叶种植所需的条件是较难满足的，因此在此区域种植茶叶是比较困难的。

4.1.4 不适宜区高县不适宜种植茶叶的地区大约为5.9344 万公顷，占高县县域面积的44.83%。这类地区主要分布在高县庆符镇、沙河镇和盛天镇东北部等地区并且某些地方的高程在1100m 左右，坡度也非常的高。大约占高县县域的一半面积并且在整个高县境内均有分布（图3）。这类地区中的某些地方的高程在1100m左右，坡度也非常的高。因此对于此类地区，尽量不要在此类地区进行相应的茶叶种植。