基于GIS的杭州市特色经济作物土地适宜性评价

摘要

对特色经济作物的土地适宜性评价成为近年来农业区划研究的一个重要方向。气候条件、地形条件和土壤条件等是决定名特优农产品分布及其品质的重要因素。茶叶、山核桃和香榧作为杭州市传统的特色经济作物,对地区农业经济发展起到重要的推动作用。因此对杭州市茶叶、山核桃和香榧的土地适宜性进行评价,可以为调整和优化特色经济作物种植布局以及发展区域特色农产品提供科学依据。
　　 本研究基于地理信息系统和数学模型集成技术,以杭州市为研究区域,以50m×50m栅格为评价单元,首先根据杭州市茶叶、山核桃和香榧对自然环境条件的要求,建立包括气候条件、地形条件、土壤条件等三方面的特色经济作物土地适宜性评价因子体系；再借助回归逆距离权重法、回归普通克里金法、回归样条法和回归趋势面分析法插值等混合插值方法对杭州市气候要素空间分布进行模拟,并进行空间精度比较分析；最后采用模糊综合评价法对杭州市特色经济作物土地适宜性进行评价。研究结果表明:
　　 1.以杭州市及周边34个气象观测站的基本气象要素数据为数据源,借助回归逆距离权重法、回归普通克里金法、回归样条法和回归趋势面分析法等4种混合插值法对杭州市的年平均气温、≥10℃的活动积温、年极端最低气温≤-13℃出现的频率、4-10月的平均相对湿度、年平均降雨量、年日照时数和四月下旬到五月中旬的晴天数等7个气候要素进行空间分布模拟研究。通过误差分析发现,逆距离权重法修正回归模型得到的年平均降水量、年极端最低气温≤-13℃出现的频率、4-10月的平均相对湿度和四月下旬到五月中旬的晴天数分布的绝对平均误差、相对平均误差、均方根误差均小于普通克里金法、样条法、趋势面分析3种插值法,因此,回归逆距离权重插值法的效果最好,估测值比较接近实际情况。而对于年平均气温和年日照时数来说,回归普通克里金法具有最小的绝对平均误差、相对平均误差、均方根误差,因此,回归普通克里金插值法对年平均气温和年日照时数的空间分布模拟效果最好。
　　 2.采用模糊综合评价法对杭州市茶叶、山核桃和香榧的土地适宜性进行评价。结果如下:(1)杭州市最适宜种植茶叶的土地面积为3417.18 km2,占参评土地总面积的22.30％,适宜种植茶叶的土地面积为8355.10 km2,占参评土地总面积的54.53％,不适宜性种植茶叶的土地面积为13550.73 km2,占参评土地总面积的23.17％。(2)杭州市最适宜种植山核桃的土地面积为4679.42 km2,占参评土地总面积的30.54％,适宜种植山核桃的土地面积较大,为7128.74 km2,占参评土地总面积的46.52％,不适宜种植山核桃的土地面积有3514.85 km2,占参评土地总面积的22.94％。(3)杭州市最适宜种植香榧的土地有5380.98 km2,占参评土地总面积的35.12％,适宜种植香榧的土地面积为6206.53 km2,占参评土地总面积的40.50％,不适宜的香榧生长的土地有3735.50 km2,占参评土地总面积的24.38％。
　　 3.杭州市种植茶叶条件较好。最适宜和适宜种植茶叶的土地面积分别占全市宜茶叶土地总面积的29.02％和70.97％,最适宜种植茶叶土地主要分布主在余杭、萧山东部、富阳市东部,桐庐县东南部、建德市西南部和淳安县东南部地区的中低山区,占最适宜种植茶叶土地面积的82.79％。茶叶种植适宜区主要分布在淳安县、临安市、建德市和富阳市,占适宜种植茶叶土地面积的69.81％。杭州市种植山核桃潜力较大,最适宜和适宜种植山核桃的土地面积分别占全市宜山核桃土地总面积的39.63％和60.37％。最适宜山核桃种植面积有5298.02 km2,占评价区域土地面积的34.84％,主要集中在富阳市市区,桐庐县中东部、建德市东部和临安市中南部地区的丘陵低山地带,山核桃适宜区,主要分布在临安市中北部、淳安县北部、东部、西部、建德市南部区域。杭州市发展香榧产业的条件较为优越,其中最适宜香榧种植,主要集中在富阳市东南部,桐庐县中部和东部、建德市北部和东部、淳安县东南部地区的丘陵低山区,占最适宜种植香榧土地面积88.15％。适宜区主要分布在萧山区东北部、临安市东北部和中部、富阳市西南部、淳安县西南部等低海拔地区。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究意义与目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 土地适宜性评价方法研究现状

1.2.2 GIS技术在土地适宜性评价中应用研究现状

1.2.3 基于GIS的气象要素空间分布模拟研究进展

1.3 存在问题

1.4 研究的主要内容

1.5 技术路线

2 研究区概况及其数据来源

2.1 研究区概况

2.1.1 地理区位

2.1.2 自然环境

2.1.3 社会经济状况

2.1.4 特色农作物种植概况

2.2 农作物生长与生态环境的关系

2.2.1 茶树生长与生态环境的关系

2.2.2 山核桃生长与生态环境的关系

2.2.3 香榧生长与生态环境的关系

2.3 主要数据源

3 基于GIS的气候要素空间分布模拟

3.1 数据预处理

3.1.1 DEM模型的生成

3.1.2 经纬度栅格图的生成

3.1.3 各气象要素的计算

3.2 建立统计回归模型

3.2.1 相关关系分析

3.2.2 回归模型建立与运算

3.2.3 残差订正及气象要素栅格图的生成

3.3 模拟结果验证

3.3 空间插值结果分析

4 基于模糊综合评价法的杭州市特色经济作物土地适宜性评价

4.1 评价对象及评价单元的确定

4.2 评价因子的选择

4.2.1 评价因子选择原则

4.2.2 评价因子的确定

4.3 评价因子的分级

4.4 评价因子权重的确定

4.5 构建各评价因子隶属度函数

4.5.1 茶叶各评价因子的隶属函数

4.5.2 山核桃各评价因子的隶属函数

4.5.3 香榧各评价因子的隶属函数

4.5.4 评价结果的计算

4.6 特色经济作物适宜性综合评价结果分析

4.6.1 茶叶适宜性评价结果分析

4.6.2 山核桃适宜性评价结果分析

4.6.3 香榧适宜性评价结果分析

5 结论与讨论

5.1 主要结论

5.2 特色与创新

5.3 存在问题

5.4 研究展望

参考文献

附图

致谢