基于gis空間分析的普洱茶樹大規(guī)模種植用地適宜性評(píng)價(jià)研究

基于gis空間分析的普洱茶樹大規(guī)模種植用地適宜性評(píng)價(jià)研究

21世紀(jì)是茶的世紀(jì)。隨著GIS技術(shù)在土地評(píng)價(jià)中的廣泛應(yīng)用,基于GIS的土地適宜性評(píng)價(jià)方法已成為國(guó)內(nèi)研究的主流方向1研究領(lǐng)域的總結(jié)研究區(qū)位于21°08′32″~29°15′08″N、97°31′39″~106°11′47″E之間,面積約為3.8萬(wàn)km2學(xué)習(xí)方法2.1評(píng)價(jià)模型2.1.1栽培型加大規(guī)模種植的適宜性評(píng)價(jià)模型參考由普洱市茶葉協(xié)會(huì)發(fā)布、經(jīng)普洱市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)的《普洱市茶葉企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)———云南大葉種曬青茶生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》同時(shí),從區(qū)位論原理和實(shí)際種植情況出發(fā),確立栽培型普洱茶樹大規(guī)模種植適宜性評(píng)價(jià)依據(jù)如下:1)假定種植基地距灌溉水源地的距離與大規(guī)模種植普洱茶樹的便利程度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。2)假定種植基地距城鎮(zhèn)中心的距離與大規(guī)模種植普洱茶樹的便利程度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。3)假定種植基地距道路交通的距離與大規(guī)模種植普洱茶樹的便利程度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。4)假定耕地、草地、林地等利用類型的土地改造為普洱茶園的難度依次增大;城鄉(xiāng)、工礦、居民用地和水域等土地利用類型不適宜改造為普洱茶園。2.1.2評(píng)價(jià)單元的確定為方便圖形的空間疊加和面積數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),綜合考慮各因子數(shù)據(jù)間的統(tǒng)一性、研究區(qū)的面積大小、各因子作用分值的計(jì)算精度以及軟硬件設(shè)備的性能狀況等,最終將評(píng)價(jià)單元確定為1km×1km。2.1.3評(píng)價(jià)模型建立綜合分析自然立地條件與大規(guī)模生產(chǎn)便利條件兩方面適宜性的評(píng)價(jià)模型如下:式中:W為評(píng)價(jià)單元的適宜性分?jǐn)?shù),P2.1.4評(píng)價(jià)指標(biāo)體系在充分利用現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合評(píng)價(jià)模型,確定對(duì)普洱茶樹生長(zhǎng)栽培和大規(guī)模種植具有長(zhǎng)期而直接影響并相互獨(dú)立的主要因素和因子,構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(圖2)。2.2評(píng)估流程2.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)的整理按精度要求掃描由西安測(cè)繪信息技術(shù)總站編制的1∶125萬(wàn)的2007年云南省地圖,在ArcGIS9.2中將其數(shù)字化,并進(jìn)行亞爾勃斯等積投影(Albersequalareaprojection)轉(zhuǎn)換后,作為本次研究的工作底圖。以底圖為標(biāo)準(zhǔn),在統(tǒng)一的投影系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)下,構(gòu)建參評(píng)因子及驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫(kù)如下:1)氣候數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象局,時(shí)段為1957年1月至2006年12月。數(shù)據(jù)內(nèi)容為云南省內(nèi)36個(gè)氣象站點(diǎn)的經(jīng)、緯度,各站點(diǎn)的地面日平均氣溫、日降雨量和日平均相對(duì)濕度。經(jīng)Kriging空間數(shù)據(jù)內(nèi)插等處理后,得到云南省年平均氣溫、年降雨總量和年平均相對(duì)濕度數(shù)據(jù)。2)地形數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的HYDRO1k全球1km精度的DEM數(shù)據(jù)。從中提取云南省DEM作為高程因子數(shù)據(jù),平均高程為1882m,高程變化范圍為122~6142m。利用GIS進(jìn)行表面分析,得到云南省坡度因子數(shù)據(jù),坡度變化范圍為0°~49.6°。3)土壤數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源于掃描數(shù)字化的由云南省土壤普查辦公室編制的1∶75萬(wàn)1987年云南省土壤圖。4)灌溉水源地、城鎮(zhèn)中心和道路數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源于研究區(qū)工作底圖,包括云南省河流水系圖、云南省行政中心分布圖和云南省道路分布圖。利用GIS進(jìn)行距離分析,分別得到云南省距灌溉水源地距離,距省、地、縣級(jí)行政中心距離,距高速公路、國(guó)道、省道距離等3類因子數(shù)據(jù)。5)土地利用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)資源環(huán)境遙感數(shù)據(jù)庫(kù)(/rsdata)和國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心。分類系統(tǒng)包括耕地、林地、草地、水域、城鄉(xiāng)工礦居民用地和未利用土地6個(gè)一級(jí)類型和水田、旱地等25個(gè)二級(jí)類型2.2.2各因子添加量參考文獻(xiàn)[18--19,22],結(jié)合本研究實(shí)際需要,主要采用以下5種方法將評(píng)價(jià)因子標(biāo)準(zhǔn)化到0~100之間。1)正向因子量化式中:X2)負(fù)向因子量化3)適度因子負(fù)向量化式中:DX4)分級(jí)取值量化。這類因子的需求范圍內(nèi)存在一個(gè)適宜區(qū)間,過多或過少地均將成為限制因素5)定性因子量化。定性因子往往很難用連續(xù)的數(shù)值來(lái)描述或表達(dá),其量化有時(shí)需要用間接方法或結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)加以判斷2.2.3模糊綜合評(píng)判法關(guān)于權(quán)重的確定,目前已有不少方法,如回歸分析法、特爾斐(Delphi)法、關(guān)聯(lián)度分析法、模糊綜合評(píng)判法和變異系數(shù)法等。鑒于特爾斐(Delphi)法操作簡(jiǎn)便、直觀性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣,本文采用該法來(lái)確定各參評(píng)因子的權(quán)重。參與打分的專家共計(jì)21人,包括對(duì)普洱茶生存環(huán)境進(jìn)行過較長(zhǎng)時(shí)間研究并有一定認(rèn)識(shí)的學(xué)者(12人)和云南省當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)豐富的普洱茶種植專家(9人)。3結(jié)果與分析3.1栽培型茶樹大規(guī)模種植用地適宜性等級(jí)劃分根據(jù)2.1.1中確定的評(píng)價(jià)依據(jù),分別采用2.2.2中介紹的5種因子標(biāo)準(zhǔn)化方法,對(duì)各參評(píng)因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(圖3和表1)。其中,采用正向因子量化方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理的為年平均相對(duì)濕度(P結(jié)合云南省茶業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和栽培型普洱茶樹大規(guī)模種植用地適宜性分布特點(diǎn),將云南省劃分為栽培型普洱茶樹大規(guī)模種植用地的最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)、不適宜區(qū)和最不適宜區(qū)5個(gè)等級(jí)(圖4)。對(duì)各市(州)最適宜區(qū)的土地?cái)?shù)量和比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果如圖5所示。3.2加區(qū)域適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果利用2004年土地利用數(shù)據(jù)和GIS的空間分析功能對(duì)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證得到:最適宜區(qū)的土地利用類型主要是林地和耕地。林地面積為6099km評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,云南省內(nèi)共有面積約為6400km在云南省各市(州)普洱茶產(chǎn)量數(shù)據(jù)缺乏的情況下,選取最適宜區(qū)面積占土地總面積的比例大于1%的6個(gè)市(州)的茶葉總產(chǎn)量對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果作進(jìn)一步探討。這6個(gè)市(州)適宜大規(guī)模種植普洱茶樹的面積比例較大,且其中的普洱市、臨滄市、西雙版納傣族自治州是當(dāng)前公認(rèn)的普洱茶主產(chǎn)區(qū),其普洱茶產(chǎn)量是各自市(州)茶葉總產(chǎn)量的主要組成部分。這6個(gè)市(州)普洱茶樹最適宜種植區(qū)的面積比例和茶葉產(chǎn)量比例如圖6所示。其中,為消除市場(chǎng)因素對(duì)茶葉產(chǎn)量的波動(dòng)影響,茶葉產(chǎn)量取自1997—2005年間的多年平均值。分析圖6發(fā)現(xiàn),普洱市、文山壯族苗族自治州和玉溪市的最適宜區(qū)面積比例均高于各自的茶葉產(chǎn)量比例,這3個(gè)市(州)的普洱茶樹生長(zhǎng)種植還存在較大的潛力和發(fā)展空間,其中尤以普洱市為最;而保山市、西雙版納傣族自治州和臨滄市的最適宜區(qū)面積比例則低于茶葉產(chǎn)量比例。分析其原因可能是:1)在非普洱茶主產(chǎn)區(qū)(如保山市),普洱茶產(chǎn)量占全省普洱茶產(chǎn)量的比例低于其茶葉總產(chǎn)量占全省茶葉總產(chǎn)量的比例;2)在普洱茶主產(chǎn)區(qū)(如西雙版納傣族自治州和臨滄市),已經(jīng)具備了較好的普洱茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ),故而收獲了相對(duì)較高的茶葉產(chǎn)量。從總體上看,適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果大體反映了云南省內(nèi)不同空間位置普洱茶樹大規(guī)模種植用地的適宜性差異。最適宜區(qū)多具有熱量豐富、雨量充沛、濕度大、霧露多、土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富、保水透氣性好等特點(diǎn)?？梢?自然立地條件是決定普洱茶品質(zhì)及其價(jià)值的至關(guān)重要因素。云南省氣候類型獨(dú)特、地貌類型復(fù)雜、酸性土壤發(fā)育良好,為普洱茶樹的生長(zhǎng)提供了得天獨(dú)厚的自然立地環(huán)境,普洱茶是云南特有的地理標(biāo)志產(chǎn)品。4評(píng)價(jià)結(jié)果分析1)本文利用氣候觀測(cè)、DEM、遙感影像等多源數(shù)據(jù),基于GIS技術(shù),結(jié)合栽培型普洱茶樹規(guī)?；a(chǎn)的實(shí)際需要,綜合考慮影響其生長(zhǎng)的自然立地條件和影響其生產(chǎn)流通的便利條件,建立適宜性評(píng)價(jià)模型,在云南全省內(nèi)對(duì)栽培型普洱茶樹大規(guī)模種植用地進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià),統(tǒng)計(jì)適宜地區(qū)的土地?cái)?shù)量,并分析其空間分布規(guī)律。該方法能夠定量、直觀地獲取適宜區(qū)的數(shù)量與空間信息,可操作性較強(qiáng),具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值;同時(shí)彌補(bǔ)了以往相關(guān)研究大多局限于云南省個(gè)別市、縣局部地區(qū),且僅從自然立地條件考慮適宜性的不足,可為大規(guī)模推廣種植普洱茶樹提供科學(xué)決策依據(jù)。2)評(píng)價(jià)結(jié)果中,普洱茶樹大規(guī)模種植用地最適宜區(qū)約有95.3%的土地利用類型為林地,較為合理;評(píng)價(jià)結(jié)果劃分的普洱茶樹大規(guī)模種植用地最適宜區(qū)與前人研究分析的普洱茶主產(chǎn)區(qū)分布情況基本相符,具有一定的可信度。3)從總體上看,云南省內(nèi)共有面積約為6400km4)自然立地條件是決定普洱茶樹生長(zhǎng)種植的至關(guān)重要因素。云南省降水資源豐富、干濕季節(jié)分明、地形復(fù)雜而獨(dú)特、酸性土壤發(fā)育良好,為普洱茶樹的生長(zhǎng)提供了良好的生態(tài)環(huán)境條件。普洱茶是云南特有的地理標(biāo)志產(chǎn)品