吳克華，趙衛(wèi)權(quán)，廖鳳林，張 凡，曲明昕

(1.貴州科學(xué)院山地資源研究所，貴陽(yáng) 550001;2.貴陽(yáng)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，貴陽(yáng) 550002)

貴州省是國(guó)內(nèi)唯一低緯度、高海拔、寡日照兼具的茶區(qū)，海拔高度、年均氣溫、日照時(shí)數(shù)、空氣濕度、年降雨量、土壤酸堿度等，都特別適宜茶樹生長(zhǎng)，有利于生產(chǎn)無(wú)公害茶、綠色食品茶和有機(jī)茶。貴州茶是真正意義上的綠色茶、生態(tài)茶、安全茶、健康茶［1］。1 000多年前的陸羽《茶經(jīng)》就對(duì)貴州茶有“其味極佳”的評(píng)價(jià)。貴州是茶樹的原產(chǎn)地之一，貴州主要的茶葉品種類型主要有:貴州都勻的都勻毛尖茶、湄潭縣的湄潭翠芽茶、印江土家族苗族自治縣的梵凈山翠峰茶、石阡縣的“泉都坪山”牌石阡苔茶、鳳岡縣的鳳岡鋅硒茶、鳳岡縣“春江花月夜”牌明前毛尖茶、鳳岡縣的“綠寶石”茶、貴定縣的貴定云霧貢茶、金沙縣的“清水塘”牌清池翠片以及雷山縣的雷公山銀球茶等。

貴州全省均有茶樹分布，雖然貴州多數(shù)地方適合茶樹種植，但就目前種植面積較大的主要分布在都勻、貴定、湄潭、普定、印江、石阡、鳳岡、金沙、雷山、黎平、花溪等地區(qū)。從全省空間布局上看，還停留在局部區(qū)域，還沒(méi)充分利用貴州宜茶地的后備資源。

全國(guó)茶園生態(tài)適宜性研究取得了大量成果［2-7］，主要從地質(zhì)、地貌、土壤以及氣候等方面進(jìn)行綜合分析和研究，作出了局部區(qū)域或單一品種茶樹的茶園生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)，而針對(duì)省級(jí)層面的茶園適宜性研究較少，文章中還根據(jù)貴州喀斯特空間分布特征作出了評(píng)價(jià)方案的調(diào)整，使之更加符合貴州的實(shí)際情況。

1 評(píng)價(jià)因子選擇及量化分級(jí)

1.1 土地利用現(xiàn)狀提取和適宜地初步劃分

在土地適宜性評(píng)價(jià)過(guò)程中，為了滿足評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀真實(shí)，土地利用現(xiàn)狀多通過(guò)遙感數(shù)據(jù)及部分第二次土地調(diào)查成果數(shù)據(jù)獲取。遙感數(shù)據(jù)客觀真實(shí)的再現(xiàn)地表信息，具有現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)，性價(jià)比高的特點(diǎn)，多應(yīng)用于資源環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。在項(xiàng)目研究過(guò)程中，以中巴資源衛(wèi)星CBERS-02星數(shù)據(jù)為土地利用現(xiàn)狀的遙感調(diào)查數(shù)據(jù)源，該數(shù)據(jù)成像時(shí)間2009年2～10月。

CBERS-02星數(shù)據(jù)以ERDAD9.1遙感圖像處理軟件為技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)波段組合合成標(biāo)準(zhǔn)假彩色影像;以1∶5萬(wàn)地形圖為參考選擇地面控制點(diǎn)，運(yùn)用3次多項(xiàng)式實(shí)現(xiàn)幾何精校正，校正誤差控制在亞像元內(nèi);通過(guò)野外調(diào)查，選擇訓(xùn)練樣地，建立分類標(biāo)志，進(jìn)行最大似然法監(jiān)督分類;再結(jié)合迭代法非監(jiān)督分類結(jié)果，經(jīng)過(guò)室內(nèi)人機(jī)交互目視判讀提取土地利用現(xiàn)狀成果。

在評(píng)價(jià)過(guò)程中，以土地利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，從適合茶葉種植的土地利用類型為切入點(diǎn)進(jìn)行土地適宜性的初步選擇和評(píng)價(jià)［2］:

(1)從實(shí)用角度分析，城鎮(zhèn)建設(shè)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地、獨(dú)立工礦用地、交通用地、水域 (河流、水庫(kù)、坑塘水面)不能進(jìn)行茶葉種植;

(2)從經(jīng)濟(jì)成本角度分析，水田、經(jīng)果林地及裸巖石礫地不適宜種植茶葉;

(3)從生態(tài)角度分析，有林地不適宜種植茶葉;

(4)適宜種植茶葉的土地類型為旱地、灌木林地及草地等類型;

通過(guò)GIS的數(shù)據(jù)查詢、檢索及管理等功能，查找出適宜茶葉種植的區(qū)域。

1.2 非喀斯特區(qū)域提取和適宜地初步劃分

貴州出露的喀斯特區(qū)域分布廣泛，占國(guó)土面積的61.92%?？λ固貐^(qū)域土層相對(duì)瘠薄、水土流失嚴(yán)重、土壤保墑能力差以及土壤酸堿度等原因造成該區(qū)域不適宜種植茶葉。項(xiàng)目主要通過(guò)矢量化貴州省水文地質(zhì)圖 (1∶20萬(wàn))提取非喀斯特區(qū)域作為茶園建設(shè)的一個(gè)前提條件，而把出露的喀斯特區(qū)域視為不適宜茶葉種植的范圍。以下評(píng)價(jià)工作均在非喀斯特范圍內(nèi)進(jìn)行。

表1 土地利用類型與茶葉種植適宜性

1.3 限制因子選擇與分析

結(jié)合資料收集、專家咨詢和歸納分析發(fā)現(xiàn)貴州茶葉品種多為喜溫、喜濕、喜漫射光、酸性土壤多年生亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物，其主要種植限制因子有海拔、坡度、坡向、太陽(yáng)輻射總量——光照率、≥10℃積溫、年均降雨量和空氣相對(duì)濕度、土壤pH值等［2，4-5］。因此，在評(píng)價(jià)過(guò)程中主要選擇以上環(huán)境因子作為茶園基地適宜性的評(píng)價(jià)因子。

項(xiàng)目研究過(guò)程中以Arcview3.3及ArcGIS9.3為技術(shù)平臺(tái)，通過(guò)地形地貌條件 (地勢(shì)圖、坡度圖、坡向圖)、氣候條件 (年均太陽(yáng)輻射總量分布圖、年均≥10℃積溫分布圖、年均降水量分布圖、空氣相對(duì)濕度分布圖)、土壤條件 (土壤pH值分布圖)、茶葉種植現(xiàn)狀分布圖等專題地圖。

茶樹喜溫暖，它的年生育周期的長(zhǎng)短，主要由溫度條件所支配。當(dāng)日平均溫度穩(wěn)定在10℃以上，茶芽開始萌動(dòng)逐漸伸展。年生長(zhǎng)周期需要≥10℃以上積溫在4 000℃以上，在4 500～5 000℃非常適宜。在水分配合下，積溫越高，對(duì)生育越有利，萌發(fā)輪次和采摘批次越多，產(chǎn)量也就越高。低于這個(gè)有效積溫，茶樹生育就要受到影響。茶樹生育要求年均氣溫在14～28℃之間。生長(zhǎng)季節(jié)以15～23℃為適宜。日均溫度在15～30℃的范圍內(nèi)，15～20℃生長(zhǎng)旺盛，20～30℃生長(zhǎng)最快，但芽葉易粗老。氣溫高于30℃時(shí)，茶葉生長(zhǎng)緩慢。制約茶樹生存的是極端最低氣溫和極端最高氣溫。根據(jù)貴州各地的記載資料，一般大葉種能忍耐-5℃，中小葉能忍受-8～-7℃的低溫，當(dāng)極端氣溫超過(guò)時(shí)茶樹就受凍害。極端最高氣溫超過(guò)35℃且持續(xù)數(shù)日，茶樹生育就受到影響［11］。

在土地評(píng)價(jià)過(guò)程中，評(píng)價(jià)因子又稱限制因子，合理的確定土地資源的評(píng)價(jià)因子，選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)，是土地資源評(píng)價(jià)的核心。限制茶葉生長(zhǎng)的主要有地貌、氣候條件因子及土壤因子，其中地貌主要有海拔、坡度、坡向等因素;氣候條件主要有光、熱、溫度、降水條件及空氣相對(duì)濕度等因素;土壤條件主要包括土壤pH值。

(1)海拔。貴州地勢(shì)起伏較大、垂直方向氣候差異明顯，海拔最高處和最低處年均氣溫相差12℃左右、年總積溫相差6 000℃左右。根據(jù)《貴州省種植業(yè)區(qū)劃》，貴州省全省各地區(qū)均有茶園分布，其中優(yōu)質(zhì)茶葉多分布于800～1 500m的區(qū)域。

(2)坡度。貴州省平均坡度為17.78°。在貴州山區(qū)，地表坡度主要影響茶樹種植適宜地的土層厚度、水分含量、營(yíng)養(yǎng)元素和水土流失等。

(3)坡向。坡向通過(guò)影響光照和水分等來(lái)影響茶樹生長(zhǎng)和茶葉質(zhì)量。貴州茶葉為綠茶，莖干短矮、葉面縮小，蔭性較差，需光量較多。GIS坡向表達(dá)以正北0°開始，沿著順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，回到正北以360°結(jié)束。僅就坡向而言，土地資源不存在某個(gè)坡向不適宜茶樹種植。

(4)≥10℃積溫。貴州氣候資源較好，省內(nèi)熱量豐富，大部分地區(qū)年平均氣溫在14～16°C，全年≥10°C 積溫4 000～5 000°C(4 500～5 000°C 最適宜茶樹生長(zhǎng))［9］，最冷月 (1月)為4～6°C，最熱月 (7月)為26°C左右，極端最低溫-6°C，極端最高溫34～38°C，持續(xù)時(shí)間短，出現(xiàn)頻率低。

(5)年均降水量。貴州雨量充沛，雨日多，變幅小。省內(nèi)大部分地區(qū)降水都在1 100～1 300mm之間，多的為1 600mm以上，茶樹生長(zhǎng)的4～10月總降水量占全年80%以上，月降水100mm以上的月份普遍超過(guò)5個(gè)月。降水強(qiáng)度小，全年降水日數(shù)一般170～200天，因而空氣濕潤(rùn)，相對(duì)濕度大。降雨較多的季節(jié)，又是溫度較高的季節(jié)，這種雨熱同季、水分供應(yīng)良好的狀況，為茶樹內(nèi)在品質(zhì)的形成提供了有利條件。

(6)光照對(duì)數(shù)。光照對(duì)茶葉質(zhì)量具有重要作用。貴州是全國(guó)日照最少的省份之一，大部分地區(qū)日照對(duì)數(shù)為1 100～1 400小時(shí)，日照率30%，日照率高的7、8月為45%～50%，比一般省內(nèi)低10%以上，省內(nèi)常出現(xiàn)多云間晴天或多云間陰天天氣，光照中散射光漫射光多，這對(duì)耐陰的茶樹更為有效地利用光波較短的藍(lán)紫光和紫外線，增加葉子的葉綠素，提高氨基酸含量，促進(jìn)茶葉物質(zhì)積累和芳香物質(zhì)的形成，增進(jìn)茶葉品質(zhì)［9］。

(7)空氣相對(duì)濕度。空氣相對(duì)濕度是空氣中的水汽壓和相同溫度下飽和水汽壓的百分比，它與空氣水汽含量成正比，與空氣溫度成反比，主要影響茶葉質(zhì)量。

(8)土壤pH值。茶樹是適于酸性土壤的深根植物，對(duì)土壤的酸堿度很敏感，一般pH值為4.5～6.0的酸性和微酸性土中，生長(zhǎng)良好，pH值以4.5～5.5最為適宜，當(dāng)pH值低于4或高于6.5時(shí)，茶樹生長(zhǎng)逐漸停滯［11］。由于茶樹根系強(qiáng)大，主根入土可達(dá)1.5m以上，側(cè)根和吸收根分布稠密，因此種茶土壤要求土層深度在1m以上，質(zhì)地要求疏松，底土無(wú)硬盤層，地下水位低，排水良好，坡度適中，有機(jī)質(zhì)不低于1.5%，活性鈣不超過(guò)0.05%。

1.4 評(píng)價(jià)因子空間分布模擬與量化分級(jí)

(1)地貌因子生成。茶葉土地適宜性評(píng)價(jià)各因子是在基于GIS和DEM(數(shù)字高程模型)完成的。由1:50萬(wàn)國(guó)家基本比例尺地形圖數(shù)字化建立的DEM數(shù)據(jù)，柵格的水平分辨率為25m，數(shù)據(jù)采用北京1954坐標(biāo)系、krasovsky橢球體和6度分帶的高斯—克呂格投影。最后運(yùn)用GIS表面分析功能生成地勢(shì)圖、坡度圖和坡向圖。

貴州地勢(shì)起伏較大、垂直氣候差異明顯，海拔最高處和最低處年均氣溫相差12℃左右、年總積溫相差6 000℃左右。根據(jù)《貴州省種植業(yè)區(qū)劃》，貴州省全省各地區(qū)均有茶園分布，其中優(yōu)質(zhì)茶葉多分布于800～1 500m的區(qū)域。評(píng)價(jià)模型確定海拔800～1 400m為區(qū)域非常適宜地，1 400～1 500m及700～800m區(qū)域?yàn)檫m宜地，500～700m區(qū)域?yàn)楸容^適宜地，＜500m或＞1 500m的區(qū)域?yàn)椴贿m宜地 (表2)。

貴州省平均坡度為17.78°［8］。在貴州山區(qū)，地表坡度主要影響茶樹種植適宜地的土層厚度、水分含量、營(yíng)養(yǎng)元素和水土流失等。研究過(guò)程中把坡度15～25°的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜的，25～35°的區(qū)域?yàn)檫m宜地，6～15°的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地，6°以下及35°以上的區(qū)域?yàn)椴贿m宜地 (表2)。

坡向通過(guò)影響光照和水分等來(lái)影響茶樹生長(zhǎng)和茶葉質(zhì)量。貴州茶葉為綠茶，莖干短矮、葉面縮小，蔭性較差，需光量較多。GIS坡向表達(dá)以正北為0°開始，沿著順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，回到正北以360°結(jié)束。就坡向而言，沒(méi)有哪一個(gè)方向不適宜種植茶葉的，因此結(jié)合野外調(diào)查，確定坡向45～135°的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜地，0～45°及135～180°的區(qū)域?yàn)檫m宜地，180～360°的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地。

表2 貴州茶園基地土地適宜性評(píng)價(jià)因子分級(jí)

(2)氣候因子。≥10℃積溫:貴州氣候資源較好，省內(nèi)熱量豐富，大部分地區(qū)年平均氣溫在14～16℃，全年≥10℃積溫4 000～5 000℃，最冷月 (1月)為4～6℃，最熱月 (7月)為26℃左右，極端最低溫～60℃，極端最高溫34～38℃，持續(xù)時(shí)間短，出現(xiàn)頻率低，對(duì)茶樹生長(zhǎng)極為有利。貴州茶葉適宜的≥10℃積溫范圍為2 000～6 000℃，根據(jù)相關(guān)資料和研究［9］，確定≥10℃積溫4 000～5 000℃的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜地;≥10℃積溫5 000～6 000℃或3 000～4 000℃的區(qū)域?yàn)檫m宜地;≥10℃積溫2 000～3 000℃的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地;≥10℃積溫＜2 000℃或＞6 000℃的區(qū)域?yàn)椴贿m宜地 (表2)。

年均降水量:貴州雨量充沛，雨日多，變幅小。省內(nèi)大部分地區(qū)降水都在1 100～1 300mm之間，多的為1 600mm以上，茶樹生長(zhǎng)的4～10月總降水量占全年80%以上，月降雨100mm以上的月份普遍超過(guò)5個(gè)月。降水強(qiáng)度小，全年降水日數(shù)一般170～200天，因而空氣濕潤(rùn)，相對(duì)濕度大。降雨較多的季節(jié)，又是溫度較高的季節(jié)，這種雨熱同季、水分供應(yīng)良好的狀況，為茶樹內(nèi)在品質(zhì)的形成提供了有利條件。根據(jù)茶葉生長(zhǎng)中所需降雨量，確定年均降雨量＞1 400mm的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜地;年均降雨量1 200～1 400 mm的區(qū)域?yàn)檫m宜地;年均降雨量1 000～1 200mm的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地;年均降雨量＜1 000mm為不適宜地 (表2)。

光照率:光照對(duì)茶葉質(zhì)量具有重要作用。貴州是全國(guó)日照最少的省份之一，大部分地區(qū)日照時(shí)數(shù)為1 100～1 400小時(shí)，日照率30%，日照率高的7～8月為45% ～50%，比一般省內(nèi)低10%以上，省內(nèi)常出現(xiàn)多云間晴天或多云間陰天天氣，光照中散射光漫射光多，這對(duì)耐陰的茶樹更為有效地利用光波較短的藍(lán)紫光和紫外線，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)茶葉物質(zhì)積累和芳香物質(zhì)的形成，增進(jìn)茶葉品質(zhì)。根據(jù)茶葉對(duì)光照的需求情況，研究過(guò)程確定日照時(shí)數(shù)為1 200～1 300小時(shí)的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜地，日照時(shí)數(shù)＜1 100小時(shí)的區(qū)域?yàn)檫m宜地，日照時(shí)數(shù)為1 300～1 500小時(shí)的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地，日照對(duì)數(shù)＞1 500小時(shí)的區(qū)域?yàn)椴贿m宜地 (表2)。

空氣相對(duì)濕度:空氣相對(duì)濕度是空氣中的水汽壓和相同溫度下飽和水汽壓的百分比，它與空氣水汽含量成正比，與空氣溫度成反比，主要影響茶葉質(zhì)量。確定空氣相對(duì)濕度為60%～85%的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜地，空氣相對(duì)濕度為85%～90%或50%～60%的區(qū)域?yàn)檫m宜地，空氣相對(duì)濕度為40%～50%的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地，90%以上及40%以下為不適宜地 (表2)。

(3)土壤因子。土壤pH值:茶樹是適于酸性土壤的深根植物，對(duì)土壤的酸堿度很敏感，一般pH值為4.5～6.0的酸性和微酸性土中，生長(zhǎng)良好，pH值以4.5～5.5最為適宜，當(dāng)pH值低于4.0或高于6.5時(shí)，茶樹生長(zhǎng)逐漸停滯。由于茶樹根系強(qiáng)大，主根入土可達(dá)1.5m以上，側(cè)根和吸收根分布稠密，因此種茶土壤要求土層深度在1m以上，質(zhì)地要求疏松，底土無(wú)硬盤層，地下水位低，排水良好，坡度適中，有機(jī)質(zhì)不低于1.5%，活性鈣不超過(guò)0.05%。根據(jù)《貴州省種植業(yè)區(qū)劃》及農(nóng)業(yè)部無(wú)公害茶園土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，茶樹種植適宜地土壤pH值介于4.0～6.5之間。確定土壤pH值在4.5～5.5的區(qū)域?yàn)榉浅＿m宜地，pH值在5.5～6.5的區(qū)域?yàn)檫m宜地，pH值在4.0～4.5的區(qū)域?yàn)楸容^適宜地，pH＞6.5或pH＜4.0的區(qū)域?yàn)椴贿m宜地 (表2)。

2 評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)庫(kù)及技術(shù)路線

建立評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)貴州茶園基地適宜性評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ)工作。根據(jù)評(píng)價(jià)因子選擇結(jié)果，評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)庫(kù)包括基礎(chǔ)信息和專題信息兩個(gè)模塊，其中基礎(chǔ)信息模塊存儲(chǔ)交通、水系、行政界線、政府駐地等;專題信息模塊存儲(chǔ)土地利用現(xiàn)狀分布圖，海拔、坡度、坡向、土壤pH值、≥10℃積溫、年均降水量、空氣相對(duì)濕度及光照的評(píng)價(jià)因子專題圖等。

空間數(shù)據(jù)格式包括矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)兩種類型;主要數(shù)據(jù)源有調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、CBERS-02星遙感影像數(shù)紙質(zhì)地圖。調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)運(yùn)用ArcGIS9.3內(nèi)插生成連續(xù)數(shù)據(jù)、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù) (1∶50萬(wàn)DEM數(shù)據(jù)及河流、行政區(qū)等)及傳統(tǒng)矢量數(shù)據(jù);CBERS-02星遙感影像數(shù)據(jù)運(yùn)用ERDAS9.1提取土地利用現(xiàn)狀等相關(guān)信息;傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖運(yùn)用Arcview3.3掃描矢量化，如土壤pH值、≥10℃積溫、年均降水量、空氣相對(duì)濕度及光照等;根據(jù)國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生成的DEM數(shù)據(jù)生成地勢(shì)圖、坡度圖和坡向圖。

圖1 評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)庫(kù)建立技術(shù)路線

3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定

由于各評(píng)價(jià)因子對(duì)茶葉生長(zhǎng)的作用程度不同，導(dǎo)致各因子所處地位有所差異。因此，為了保證評(píng)價(jià)模型的相對(duì)客觀性和可靠性，評(píng)價(jià)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)給予各評(píng)價(jià)因子賦予相應(yīng)權(quán)重。確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重的方法主要有層次分析法、回歸分析法、特爾斐法和灰色關(guān)聯(lián)度法等。評(píng)價(jià)過(guò)程中參考如下權(quán)重計(jì)算公式，主要是通過(guò)專家打分確定各因子權(quán)重。

表3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定及專家打分

式中，w為評(píng)價(jià)因子權(quán)重，xi為評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶種植適宜地的相對(duì)重要性，n為參加打分的專家人數(shù)。專家打分調(diào)查表如表3所示。

以上作為評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶樹種植適宜地的相對(duì)重要性，當(dāng)評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶樹種植適宜地為絕對(duì)重要時(shí)，取值10;當(dāng)評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶樹種植適宜地為明顯重要時(shí)，取值7.5;當(dāng)評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶樹種植適宜地為比較重要時(shí)，取值5;當(dāng)評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶樹種植適宜地為同等重要時(shí)，取值2.5;當(dāng)評(píng)價(jià)因子i對(duì)茶樹種植適宜地為不很重要時(shí)，取值0。通過(guò)專家打分，運(yùn)用公式 (1)計(jì)算，得到各評(píng)價(jià)因子權(quán)重如表3所示。

4 貴州茶園種植適宜性評(píng)價(jià)

GIS支持下土地適宜性評(píng)價(jià)是GIS在土地資源領(lǐng)域的重要應(yīng)用方面。鑒于空間數(shù)據(jù)格式不同，土地適宜性評(píng)價(jià)有基于矢量數(shù)據(jù)和基于柵格數(shù)據(jù)的兩種方法。矢量數(shù)據(jù)對(duì)于表達(dá)海拔、坡度、年均降雨量等連續(xù)變化空間現(xiàn)象并不理想［2］。柵格數(shù)據(jù)不僅便于連續(xù)空間現(xiàn)象表達(dá)，而且便于實(shí)現(xiàn)各種模型分析。在評(píng)價(jià)過(guò)程中選用基于柵格數(shù)據(jù)的疊加分析方法，將相同比例尺、相同投影坐標(biāo)系統(tǒng)、相同柵格單元大小的各評(píng)價(jià)因子?xùn)鸥駭?shù)據(jù)疊加在一起，以各柵格單元為評(píng)價(jià)基本單元，通過(guò)模型運(yùn)算生成評(píng)價(jià)結(jié)果 (圖2)?；跂鸥駭?shù)據(jù)的疊加分析方法生成的結(jié)果圖層，完全保留參加運(yùn)算的各因子數(shù)據(jù)的屬性信息，其空間位置精度則同柵格單元大小密切聯(lián)系，柵格單元越小空間位置精度越高。但是，如果柵格單元太小，空間數(shù)據(jù)量增大，反而影響模型運(yùn)算效率。另外，如果參加運(yùn)算的各因子數(shù)據(jù)的屬性信息單位不統(tǒng)一，評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性也會(huì)受到一定影響?；诖耍Y(jié)合成圖精度要求，將各評(píng)價(jià)因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為50m×50m的柵格數(shù)據(jù)，并用ArcGIS9.3把各評(píng)價(jià)因子非常適宜地屬性數(shù)據(jù)替換為100、適宜地替換為75、比較適宜地替換為50、不適宜地替換為25，以完成數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理。各評(píng)價(jià)因子無(wú)量綱化處理結(jié)果如表4所示。

圖2 柵格數(shù)據(jù)疊加分析

在評(píng)價(jià)過(guò)程中，選用加權(quán)指數(shù)和模型對(duì)貴州茶園基地適宜性劃分結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)模型表達(dá)如公式 (2)所示:

表4 土地適宜性評(píng)價(jià)因子無(wú)量綱化分級(jí)

其中，Scorej為第j個(gè)評(píng)價(jià)單位的加權(quán)指數(shù)和，即評(píng)分得分值，Vi為該評(píng)價(jià)單元第i個(gè)評(píng)價(jià)因子經(jīng)過(guò)無(wú)量綱化處理后的屬性數(shù)值，Wi為該評(píng)價(jià)單元第i個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值。

貴州茶園基地土地適宜性評(píng)價(jià)算法:評(píng)價(jià)單元綜合值 (Eveluation)=海拔×0.18+坡度×0.08+坡向 ×0.11+土壤 pH 值 ×0.21+≥10℃積溫 ×0.08+年均降水量 ×0.09+空氣相對(duì)濕度 ×0.12+光照×0.13。

5 結(jié)果分析

根據(jù)貴州省茶園種植基地適宜性評(píng)價(jià)成果圖及相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，貴州省范圍內(nèi)適宜種植茶葉的面積為3.241 7萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的18.40%(表5)，表明貴州適宜茶葉種植區(qū)域較廣 (圖3)，具有發(fā)展茶產(chǎn)業(yè)的巨大潛力和優(yōu)勢(shì)。其中非常適宜種植茶葉的區(qū)域面積為1.061 8萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的6.03%，主要分布于雷山、丹寨、黎平、天柱、劍河、錦屏、黃平、三都、甕安、都勻、貴定、印江、松桃、湄潭、鳳崗、德江、普定、貞豐、安龍、六枝等區(qū)域，除東部區(qū)域較為集中連片，其他區(qū)域受喀斯特分布的控制，呈現(xiàn)帶狀、點(diǎn)狀分布，根據(jù)實(shí)際情況可作重點(diǎn)區(qū)域布局;適宜種植茶葉的區(qū)域面積為1.155 4萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的6.56%，除威寧、盤縣、赫章、納雍、赤水等區(qū)域分布較少外，其他區(qū)域均有分布，其中黔東南、甕安、余慶、石阡、松桃、萬(wàn)山等區(qū)域較為集中連片，可發(fā)展規(guī)?；N植;比較適宜種植茶葉的區(qū)域面積為1.024 5萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的5.81%，主要分布于黔北、黔西北、六盤水以及黔西南等區(qū)域，且分布斑塊面積較大，適宜集中連片種植;不適宜種植茶葉的區(qū)域面積為14.373 5萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的81.60%，區(qū)域喀斯特強(qiáng)烈發(fā)育，石漠化嚴(yán)重，主要分布于貴州西部、黔南以及黔北地區(qū)。

圖3 貴州茶園基地土地適宜性評(píng)價(jià)

6 結(jié)論與討論

(1)該研究通過(guò)野外典型茶園地調(diào)查、資料收集以及專家咨詢等相關(guān)工作建立土地利用、喀斯特與非喀斯特空間分布、地形地貌、氣候條件以及土壤條件等限制因子的屬性和空間數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用GIS空間疊加分析模塊得出比較客觀和科學(xué)的茶葉種植土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，在省級(jí)評(píng)價(jià)層面上獲得較好的效果;但在進(jìn)行縣級(jí)評(píng)價(jià)過(guò)程中，由于氣候評(píng)價(jià)因子難以獲得 (每個(gè)縣域內(nèi)一般只有一至兩個(gè)氣候監(jiān)測(cè)站點(diǎn))，不能客觀的反映全縣的實(shí)際氣候狀況，因此在今后進(jìn)行的縣域范圍的評(píng)價(jià)時(shí)需進(jìn)行氣候因子的補(bǔ)點(diǎn)監(jiān)測(cè);另外，茶葉品質(zhì)與茶葉種植區(qū)的土壤重金屬本底值有著密切聯(lián)系，在進(jìn)行具體的茶園地適宜性評(píng)價(jià)和建設(shè)過(guò)程中需布點(diǎn)測(cè)試重金屬含量。因此在縣級(jí)層面的評(píng)價(jià)過(guò)程中需通過(guò)實(shí)際環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，方能獲得較為客觀的縣域茶葉種植的適宜區(qū)域。

(2)貴州適宜茶葉種植的區(qū)域面積較大，高達(dá)3.241 7萬(wàn)km2，占貴州省國(guó)土面積的18.40%，表明貴州適宜茶葉種植區(qū)域較廣，具有發(fā)展茶產(chǎn)業(yè)的巨大潛力和優(yōu)勢(shì)，在全國(guó)具有相當(dāng)影響，但當(dāng)前與全國(guó)發(fā)展情況一樣，面臨現(xiàn)存茶園規(guī)模小、茶園基礎(chǔ)條件差、茶樹老化、產(chǎn)出水平低、組織化程度低、離現(xiàn)代化差距大［10-11］的特點(diǎn)，因此，該評(píng)價(jià)結(jié)果將為政府相關(guān)部門提供科學(xué)決策并為大力發(fā)展貴州茶產(chǎn)業(yè)找尋可操作的土地后備資源。

(3)研究過(guò)程根據(jù)貴州土地資源的實(shí)際情況，將旱地、灌木林地及草地以外的土地利用類型以及喀斯特區(qū)域進(jìn)行了屏蔽，不參與評(píng)價(jià)，提高了科學(xué)性和實(shí)用性。

(4)在貴州區(qū)域內(nèi)，土壤pH值、海拔、坡向、空氣相對(duì)濕度以及日照對(duì)數(shù)是茶葉生長(zhǎng)過(guò)程中重要的環(huán)境因子。

(5)GIS技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和空間分析功能，為貴州省縣域茶產(chǎn)業(yè)以及其他生態(tài)種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目的土地潛力分析提供了最關(guān)鍵的技術(shù)支持，操作簡(jiǎn)便，通過(guò)圖形表達(dá)運(yùn)算結(jié)果，使其更加科學(xué)和直觀。

表5 貴州茶園基地土地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

［1］羅慶芳.貴州茶.貴陽(yáng):貴州人民出版社，2005

［2］周旭，安裕倫，楊廣斌，等.RS、GIS支持下都勻毛尖茶種植適宜地評(píng)價(jià).貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33(5):10～14

［3］黃功標(biāo).GIS支持下茶園土壤適宜性評(píng)價(jià)的技術(shù).福建茶葉，2005，1:20～21

［4］史同廣，鄭昭佩，王智勇，等.GIS支持下的魯東南丘陵區(qū)茶樹土地適宜性評(píng)價(jià).山地學(xué)報(bào)，2008，26(5):560～564

［5］李良軍，龍昱，張晶.赤壁市羊樓洞鎮(zhèn)茶葉種植的土地適宜性分析.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(5):1392～1395

［6］陶忠良.海南島苦丁茶種植氣候適宜性初步區(qū)劃.華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，8(1):14～17

［7］任明強(qiáng)，趙賓，趙國(guó)宣，等.貴州茶葉品質(zhì)與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(2):30～32

［8］貴州師范大學(xué)地理研究所，貴州省農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃辦公室.貴州省地表自然形態(tài)信息數(shù)據(jù)量測(cè)研究.貴陽(yáng):貴州科技出版社，2000:1～20

［9］貴州省農(nóng)業(yè)區(qū)劃叢書編輯委員會(huì).貴州省種植業(yè)區(qū)劃:貴州人民出版社，1989:03～408

［10］閆峰，李茂松，覃志豪，等.昭通市茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2007，28(1):59～62

［11］姜含春，趙紅鷹，葛偉.中國(guó)茶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2009，30(3):23～28