全 文 ：第 34 卷第 15 期
2014年 8月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.15
Aug.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:测土配方施肥补贴项目资助(农办财[2006]11号,农农发[2007]4号,农办财[2008]54号,农办农[2009]26 号,农办财[2010]47号,
农办财[2011]43号,农办农[2012]10号)
收稿日期:2013鄄06鄄10; 摇 摇 修订日期:2014鄄05鄄06
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: jjs18188@ 163.com
DOI: 10.5846 / stxb201306101630
唐群锋,郭澎涛,刘志崴,林钊沐,罗微,蒋菊生.基于 FMT鄄AHP 的海南农垦花岗岩类多雨区橡胶园地力评价.生态学报,2014,34(15):4435鄄4445.
Tang Q F, Guo P T, Liu Z W, Lin Z M, Luo W, Jiang J S. Soil productivity assessment of rubber plantations based on fuzzy mathematics theory and
analytical hierarchy process in granite rainy areas of Hainan state farms, China.Acta Ecologica Sinica,2014,34(15):4435鄄4445.
基于 FMT鄄AHP的海南农垦花岗岩类
多雨区橡胶园地力评价
唐群锋1,郭澎涛2,刘志崴1,林钊沐2,罗微2,蒋菊生1,*
(1. 海南省农垦科学院,海口摇 570206; 2. 中国热带农业科学院橡胶研究所,儋州摇 571737)
摘要:海南农垦是中国最大的天然橡胶生产基地,自第二次全国土壤普查以来橡胶园养分状况已发生了很大变化,但具体情况
如何尚不清楚。 运用耕地地力评价方法对海南农垦主要橡胶园的地力进行了系统评价,以期为橡胶园地力提升和天然橡胶的
可持续发展提供理论支持。 以土壤母质类型和降雨量为依据,首次将海南农垦橡胶园划分为 8个类型区,并选取占海南农垦橡
胶园总面积 56.97%的花岗岩类多雨区作为评价区域,采集 7204个 0—20 cm层的土壤样品,运用特尔菲法、模糊数学理论和层
次分析法确定 11个评价指标及其权重,将评价区橡胶园地力划分为 5 等。 研究结果发现:评价区以中间地力水平的二等、三
等、四等橡胶园为主,占评价区橡胶园总面积的 85.85%,它们广泛分布于琼中、屯昌、澄迈、儋州、万宁、保亭、乐东、三亚、陵水、
定安、琼海、五指山、昌江、文昌和东方 15 个县市;一等地面积很小且分散,五等地相对集中面积也很小。 相关分析表明土壤
pH、有机质、有效磷和速效钾含量是影响评价区橡胶园地力水平的重要因素。 评价区橡胶园土壤 pH 适宜橡胶树正常生长,但
该区域土壤有机质和有效磷含量不能满足橡胶树正常生长的需要,而该区域一、二等地土壤速效钾含量能满足橡胶树正常生
长,其三、四等地土壤速效钾含量仅达到橡胶树正常生长所需水平,随着地力下降到五等其土壤速效钾含量已不适宜橡胶树正
常生长。 根据上述研究结果,笔者建议橡胶园应大力间作绿肥,在增施有机质的基础上补氮、补钾、施用钙镁磷肥,同时加强养
分管理,提高肥料利用率。
关键词:模糊数学;层次分析法;橡胶园;分区;地力评价;养分变异
Soil productivity assessment of rubber plantations based on fuzzy mathematics
theory and analytical hierarchy process in granite rainy areas of Hainan state
farms, China
TANG Qunfeng1, GUO Pengtao2, LIU Zhiwei1, LIN Zhaomu2, LUO Wei2, JIANG Jusheng1,*
1 Hainan Agricultural Reclamation Academy of Sciences, Haikou 570206, China
2 Rubber Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Danzhou 571737, China
Abstract: Hainan state farms are the largest production base of natural rubber in China. The nutrient status of rubber
plantations has changed greatly since the second national soil survey that was published in 1982, but its specific conditions
are not clear at present. Therefore, the soil productivity of the main rubber plantations in Hainan state farms was
systematically evaluated by applying the evaluation methods of cultivated land productivity. The objective of this study was to
provide theoretical support for the improvement of soil productivity of rubber plantations and sustainable development of
natural rubber. For this study, the rubber plantations of Hainan state farms were split into eight different types on the basis
of soil parent material and rainfall. The granite rainy area, which refers to the soil parent material for the granite and the
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average monthly rainfall for more than 100mm, accounted for 56.97% of the total area of rubber plantations in Hainan state
farms and was therefore selected as a representative assessment area. A total of 7204 soil samples of the 0—20 cm tillage
layer were collected from this area to evaluate soil productivity grades. We applied the Delphi method, the fuzzy
mathematics theory and the analytical hierarchy process method. This would enable the determination of 11 assessment
indexes and their weights based on the six principles of necessity, importance, diversity, stability, ease of access and
simplicity. The soil productivity of the rubber plantations in the assessment area was then split into five grades. The results
showed that the soil productivity of the assessment area was mainly in the second, third and fourth grades. This accounted
for 85.85% of the total rubber plantation area in the granite rainy area, and was widely distributed in 15 cities or counties:
Qiongzhong, Tunchang, Chengmai, Danzhou, Wanning, Baoting, Ledong, Sanya, Lingshui, Dingan, Qionghai,
Wuzhishan, Changjiang, Wenchang and Dongfang. Soil that was assigned to the first productivity grade was found in a few,
scattered places, whereas soil in the fifth productivity grade was not common but was found in a relatively concentrated area.
Soil organic matter contents, soil pH and the concentrations of available phosphorus (P) and potassium (K) were found to
be important impact factors affecting the soil fertility level of the rubber plantations. The soil pH was determined to be
suitable for growing rubber trees in the assessment area. However, the content of soil organic matter and the concentration of
available P were below the value suitable for growing rubber trees. The concentration of available K was suitable for growing
rubber trees in the first and second productivity grade soils, only just reached the required level for rubber tree growth in the
third and fourth productivity grade soils and was not suitable for normal growth of rubber trees in the fifth productivity grade
soils of the assessment area. According to these results, it is suggested that green manure should be vigorously intercropped,
and that fertilizing with N, K, Ca and Mg simultaneously with increasing organic fertilizer will strengthen the nutrition
management and improve the utilization rate of fertilizer in rubber plantations.
Key Words: fuzzy mathematics theory; analytical hierarchy process; rubber plantation; district; productivity assement;
nutrient variation
摇 摇 由于经济的快速发展,我国在 2002 年就取代美
国成为世界第一大天然橡胶消费国[1]。 2010 年中
国天然橡胶产量不足 70万 t,自给率不足 20%,远低
于国际公认的 30%安全保障线[2]。 橡胶园的地力直
接影响天然橡胶的生产量,海南农垦是中国最大的
天然橡胶生产基地,自第二次全国土壤普查以来其
橡胶园养分状况已发生了很大变化,干部职工并不
了解当前橡胶园地力的空间变异及其影响,必需摸
清橡胶园地力水平,提升其生产能力。 耕地地力评
价技术正快速向规范化方向发展,其评价方法日益
完善和丰富[3鄄9]。 因此,运用耕地地力评价方法查清
主要橡胶园的养分状况和地力水平并提出相应的措
施,对橡胶园土肥资源的优化配置和海南天然橡胶
产业的可持续发展具有重要的意义。
1摇 研究区与方法
1.1摇 研究区概况
摇 摇 海南农垦地处 18毅15忆35义—20毅02忆14义 N,108毅42忆
09义 — 110毅47忆42义E,属热带季风气候,年积温高、日
照充足、雨量丰富,四季不明显,但干湿季节明显,东
部湿润多台风、西部干旱、南暖北凉。 海南农垦现有
25个国营橡胶种植基地分公司,遍布海南省 18 个市
县(图 1),面积和产量占全国的 40%以上,橡胶职工
达 7.2万余人,天然橡胶种植面积约 246068.7 hm2,
其中已开割橡胶总株数约 4747.5 万株,是全国最大
的天然橡胶生产基地。
根据 20 世纪 80 年代第二次土壤普查资料,海
南垦区橡胶园可划分为花岗岩类、片麻变质岩类、玄
武岩类、砂页沉积岩类 4 个主要土壤母质类型区。
其中花岗岩类母质发育的土壤主要分布在垦区的中
部并向四周辐射,是垦区天然橡胶的主要种植区,占
海南垦区橡胶园面积的 61.21%。 花岗岩地区岩石
主要由正长石、云母和石英组成,抗风化能力强,所
形成土壤砂粒适中。
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图 1摇 海南农垦天然橡胶基地分公司分布图
Fig.1摇 the distribution map of China Hainan Rubber Industry Group Co., Ltd. branch
1.2摇 样品采集与处理
综合土壤类型、土地利用、管理界线、橡胶园面
积和生产队数量等因素,平均约 20 hm2布设一个样
点,在研究区共布点采集 7204个土壤样品,采集 0—
20 cm层土壤,记录样点坐标及所在橡胶园基本情
况。 将所采土壤样品在整洁无污染的室温下风干,
研磨过 2 mm 孔径筛用于 pH、有效磷、速效钾、有效
态微量元素等含量及物理性状的测定,继续研磨过
0.25 mm孔径筛用于有机质等含量的测定。
土壤质地采用指测法测定;pH 采用电位法测
定;有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化容重法测定;
有效磷采用氟化铵-盐酸浸提,钼锑抗比色法测定;
速效钾采用乙酸铵浸提,火焰光度计法测定;交换性
镁采用原子吸收分光光度计法测定[10]。
1.3摇 分区方法与评价范围
一般认为月降雨量 100 mm以上适宜橡胶生长,
而海南岛降雨量存在明显的时空分布不均,区域上
自东向西逐渐减少,一年之内有明显干湿季节[11];
另外,在同一土壤母质类型区中橡胶园的肥力特性、
土壤理化性状以及橡胶树栽培管理相类似,而不同
土壤母质类型区橡胶园之间,上述条件和特点必有
差异[12];故本研究选取降雨量和土壤母质类型作为
海南农垦橡胶园类型区划分的两个因素。
以海南岛橡胶园四大土壤母质类型区划为基
础,进一步考虑降雨量对橡胶树生长的影响,利用海
南岛多年月平均降雨量图提取出月平均降雨量 100
mm等值线,然后将该等值线与海南岛橡胶园土壤母
质类型区划图叠加,对海南岛橡胶园进行分区,获取
海南岛橡胶园的不同类型分区。 本研究选取面积最
大的花岗岩类母质土壤区中月均降雨量 100 mm 以
上的橡胶园作为研究区的评价范围(以下称为“花岗
岩类多雨区冶)。
1.4摇 评价方法
邀请相关行业专家,依据必要性、重要性、差异
7344摇 15期 摇 摇 摇 唐群锋摇 等:基于 FMT鄄AHP 的海南农垦花岗岩类多雨区橡胶园地力评价 摇
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性、稳定性、易获取、精简性“六冶原则,运用德尔菲法
(Delphi Method, DM)选取 pH、有机质、有效磷、速效
钾、交换性镁、成土母质、质地、坡度、坡向、有效土层
厚度和年降水量(共 11 个)作为花岗岩类多雨区橡
胶园的地力评价指标,借助模糊数学(FMT)的隶属
函数模型确定各评价指标的隶属度。 1965 年 Zadehl
提出模糊数学理论[13],以后不断得到完善和广泛应
用,利用模糊子集和隶属函数确定评价指标的隶属
度是其核心[14鄄15]。
表 1摇 数值型指标的隶属函数
Table 1摇 The membership function of numerical index
评价指标
Evalution index
函数类型
Function type
隶属函数
Membership function C
Ut
降水量 Rainfall / mm 戒上型 On the ring type y=[1+2.83伊(U - C) 2] -1 18910 1200
有效磷 Available P / (mg / kg) 戒上型 On the ring type y=[1+0.0013伊( U - C) 2] -1 34.83 3
有机质 Organic matters / (g / kg) 戒上型 On the ring type y=[1+0.0021伊( U - C) 2] -1 33.65 6
速效钾 Available K / (mg / kg) 戒上型 On the ring type y=[1+6.82伊( U - C) 2] -1 183.34 20
pH 峰型 Ridge type y=[1+0.3342伊( U - C) 2] -1 5.25 U1 = 3.5, U2 = 7.5
摇 摇 隶属函数分为 5种:戒上型、戒下型、峰型、直线
型、概念型(散点型),本研究中评价指标的隶属函数
属于峰型、戒上型和概念型。 戒上型、峰型隶属函
数,是利用特尔菲法对评价指标一组实测值通过专
家打分评估出相应的一组打分值(隶属度),并根据
这两组数据拟合隶属函数建立(表 1)。 概念性隶属
函数则是直接通过专家经验打分建立(表 2)。
通过层次分析法(AHP)确定各评价指标的权
重。 首先,根据研究区地力评价指标相互关系构建
其层次结构图(图 2);然后,邀请相关行业专家讨
论、比较同层次每个指标与上一层次的相对重要性,
并量化评估打分,形成判断矩阵;再计算矩阵最大特
征根及特征向量进行一致性检验,直至通过一致性
检验。
图 2摇 评价要素层次分析结构图
Fig.2摇 Hierachy plot of soil productivity and assessing indicators
摇 摇 将模糊数学确定的评价指标隶属度和层次分析
法确定的权重,通过加权求和计算出其对应的评价
单元橡胶园的地力综合指数( IFI),计算方法如下:
IFI =移F i 伊 C i 摇 ( i = 1,2,3,…,n)
式中,IFI为橡胶园地力综合指数,F i为第 i个评价指
标的隶属度;C i为第 i 个评价指标对应组合权重值。
根据综合指数计算结果,采用累积频率曲线分级法
来划分研究区橡胶园的地力等级,见表 3结果。
1.5摇 数据处理
数据的数理统计与图表制作采用 SPSS 16. 0、
Excel 2010和 ArcGIS 10.0来完成。
2摇 结果与分析
2.1摇 不同类型区橡胶园划分
由图 3可知,红线为月均降雨量 100 mm等值线,
该线纵贯海南岛南北,将玄武岩、花岗岩、片麻变质岩
和砂页沉积岩四大土壤母质类型区分割为东西两部
分。 月均降雨量 100 mm 等值线以东地区降雨充沛,
橡胶树生长很少遇到干旱的影响,而该线以西地区则会
受到干旱的影响。本研究将月均降雨量100mm等。
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表
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表 3摇 橡胶园地力等级划分
Table 3摇 The critical values of different fertility grades in rubber plantations
级别 Grade 地力综合指数( IFI)Integrated Fertility Index 级别 Grade
地力综合指数( IFI)
Integrated Fertility Index
一等地 First grade land 0.81—0.89 四等地 Forth grade land 0.57—0.68
二等地 Second grade land 0.74—0.81 五等地 Fifth grade land 0.47—0.57
三等地 Third grade land 0.68—0.74
图 3摇 不同类型橡胶园分区图
Fig.3摇 The district map of different type rubber plantations
值线以东地区称为“多雨区冶,即红线以东区域;月均
降雨量 100 mm 等值线以西地区称为“少雨区冶,即
红线以西区域。 本研究以土壤母质类型和降雨量为
主要因素将海南农垦橡胶园划分为玄武岩类多雨
区、玄武岩类少雨区、花岗岩类多雨区、花岗岩类少
雨区、片麻变质岩类多雨区、片麻变质岩类少雨区、
砂页沉积岩类多雨区、砂页沉积岩类少雨区等 8 个
类型区
从图 3可以看出,花岗岩类多雨区面积占了海
南岛一大半多,主要分布在琼中、儋州、白沙、屯昌、
五指山、保亭、乐东、万宁、陵水、澄迈等市县,是海南
农垦天然橡胶的主要种植区(图 1),故本研究确定
花岗岩类多雨区为评价范围,对海南农垦橡胶园生
产具有更广泛的指导意义。
表 4 表明, 花岗岩类多雨区橡胶园面积
140174郾 4 hm2,占海南农垦橡胶园面积的 56.97%;其
次是片麻变质岩类多雨区和砂页沉积岩类多雨区橡
胶园,分别为 31063.3 hm2和 21211.5 hm2,分别占到
海南农垦橡胶园面积的 12.62%和 8.62%;其余 5 个
类型区橡胶园面积共 53619.5 hm2,仅占海南农垦橡
胶园面积的 21.79%。
2.2摇 橡胶园地力水平分布
海南农垦花岗岩类多雨区橡胶园(以下简称为
评价区)面积为 140174.4 hm2,本研究以地力综合指
数为依据,采用累积频率曲线法将橡胶园地力划分
为 5个等级。 其中,一等地橡胶园面积 8328.0 hm2,
分布面积最小,占参评橡胶园面积的 5.94%;二等地
橡胶园面积 42462.5 hm2,分布面积第二大,占参评
橡胶园面积的 30.29%;三等地橡胶园面积 53228.6
hm2,分布面积最大,占参评橡胶园面积的 37.97%;
四等地橡胶园有一定面积分布,面积 24661.5 hm2排
第三大,占参评橡胶园面积的 17.59%;五等地橡胶
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园面积 11493.8 hm2,分布面积较小,占参评橡胶园 面积的 8.20%,见表 5。
表 4摇 各类型区橡胶园面积与比例
Table 4摇 The area of rubber plantation in each district and their proportion
类型分区
Type district
橡胶园 Rubber plantation
面积
Area / hm2
比例
Proportion / %
类型分区
Type district
橡胶园 Rubber plantation
面积
Area / hm2
比例
Proportion / %
花岗岩类多雨区
Granite rainy area 140174.4 56.97
花岗岩类少雨区
Granite rainless area 10439.6 4.24
玄武岩类多雨区
Basalt rainy area 12501.0 5.08
玄武岩类少雨区
Baslt rainless area 8749.6 3.56
片麻变质岩类多雨区
Gneissic metamorphic rainy area 31063.3 12.62
片麻变质岩类少雨区
Gneissic metamorphic rainless area 12272.9 4.99
砂页沉积岩类多雨区
Sandshale and sedimentary
rainy area
21211.5 8.62
砂页沉积岩类少雨区
Sandshale and sedimentary
rainless area
9656.4 3.92
合计 Total 246068.7 100
表 5摇 评价区各等级橡胶园面积与比例
Table 5摇 The aera of different grades rubber plantation and their proportions in assessment area
等级 Grade
橡胶园 Rubber plantation
面积
Area / hm2
比例
Proportion / %
等级 Grade
橡胶园 Rubber plantation
面积
Area / hm2
比例
Proportion / %
一等地
First grade land 8328.0 5.94
四等地
Forth grade land 24661.5 17.59
二等地
Second grade land 42462.5 30.29
五等地
Fifth grade land 11493.8 8.20
三等地
Third grade land 53228.6 37.97
合计
Total 140174.4 100
摇 摇 从图 4 可以看出,评价区主要分布在琼中、屯
昌、澄迈、儋州、万宁、保亭、乐东、三亚、陵水、定安、
琼海、五指山、昌江、文昌和东方等 15 个县市。 一等
地橡胶园分布较散,而且面积很少,在白沙的北部和
西部、琼中的中部和西部、定安的南部、万宁的中北
部和西南部、三亚和乐东交界线上的中间部等均有
少面积分布;二等地橡胶园主要分布于白沙、琼中和
三亚;三等地橡胶园主要分布于儋州、白沙、屯昌、澄
迈、保亭的中部、琼中的中北部;四等地橡胶园主要
分布于屯昌、乐东、保亭、琼中的东南部;五等地橡胶
园分布比较集中,主要分布于琼中的西北和东南部、
儋州的中西部、保亭的中部、陵水的中部、乐东的东
北部。
2.3摇 不同等级橡胶园土壤 pH及养分含量分布
从表 6 中可以看出,评价区土壤速效钾、有机
质、有效磷和pH的标准误都很小,表明该区橡胶园
表 6摇 评价区各等级橡胶园土壤的 pH、有机质、有效磷及速效钾分布
Table 6摇 The distribution of soil pH, orgnic matters, available P and K of different grades rubber plantations in assessment area
评价区
Assessment area pH
有机质 / (g / kg)
Orgnic matters
有效磷 / (mg / kg)
Available P
速效钾 / (mg / kg)
Available K
土样数 /个
Soil samples
一等地 First grade land 4.74依0.005a 12.87依0.121a 4.81依0.021a 50.72依0.245a 264
二等地 Second grade land 4.72依0.003b 11.87依0.058b 4.61依0.010c 46.17依0.125b 1437
三等地 Third grade land 4.66依0.002c 8.98依0.043e 4.71依0.009b 40.40依0.090c 4376
四等地 Forth grade land 4.64依0.003d 10.57依0.054d 4.60依0.012cd 40.11依0.119cd 781
五等地 Fifth grade land 4.62依0.005e 11.20依0.056c 4.13依0.015e 38.02依0.170e 346
合计 Total 4.68依0.001 10.51依0.027 4.62依0.005 42.39依0.060 7204
摇 摇 同列数据后不同小写字母表示 0.05水平的差异显著性
1444摇 15期 摇 摇 摇 唐群锋摇 等:基于 FMT鄄AHP 的海南农垦花岗岩类多雨区橡胶园地力评价 摇
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图 4摇 评价区橡胶园地力水平分布图
Fig.4摇 The distribution map of soil productivity level of rubber plantations in assessment area
土壤采样测试的 pH、有机质、有效磷和速效钾含量
均具有很好的代表性;而该区 pH 平均值为 4.68,说
明其橡胶园土壤整体呈酸性;其中橡胶园土壤速效
钾、有机质和有效磷含量的平均值分别为 42.39 mg /
kg、10.51 g / kg和 4.62 mg / kg,故此区有机质、有效磷
和速效钾含量都不高。
表 6表明,评价区不同地力等级橡胶园之间土
壤的 pH和有机质含量均达到显著差异,但只有 pH
和速效钾是随着地力水平升高而含量增加,在地力
水平高的橡胶园土壤有效磷含量较高,有机质含量
高低与地力水平高低不相关;另外,土壤有效磷含量
只有二等地与四等地之间没有达到显著差异,土壤
速效钾含量只有三等地与四等地之间没有达到显著
差异,其余各地力水平橡胶园之间的土壤有效磷或
速效钾含量均达到了显著差异;说明上述 4 个指标
对该区橡胶园的地力水平具有重要影响,尤其是 pH
和有机质的影响较大。
3摇 结论与讨论
耕地地力是指由特定气候区域地形、地貌、成土
母质、土壤理化性状、农田基础设施、培肥水平等要
素综合构成、影响并决定的耕地生产能力[16]。 耕地
地力评价是以利用方式为目的,估价耕地生产潜力
和土地适宜性的过程,揭示生物生产力的高低和潜
在生产力[17]。 美国国际环境与发展研究所和世界
资源研究所在《世界资源》中认定种植天然橡胶的橡
胶园是耕地的一种类型。 1984年全国农业区划委员
会和原国家土地管理局在《土地利用现状调查技术
规程》中把种植农作物的土地确定为耕地,《辞海》
(经济分册)把耕地定义为经过开垦用以种植农作物
并经常耕耘的土地。 海南省在 2010 年以公文《琼农
字[2010]73号》确定天然橡胶为海南省的主要农作
物。 因此,橡胶园地力评价的对象是橡胶园生产能
力,属于耕地地力评价的一种,可以看成是土地评价
学的一个新分支。 橡胶园是海南垦区农业生产最重
要的资源,其地力的好坏直接影响到天然橡胶的可
持续发展,重视橡胶园的质量建设、落实橡胶园地力
评价、实现橡胶园土壤肥料科学管理是海南垦区的
重要课题。
3.1摇 橡胶园分区评价地力的优势
近些年,很多学者借助新兴的“3S冶技术,采用系
统聚类法、层次分析法和模糊评价法等建立了耕地
地力评价指标体系,开展了大量的耕地地力评价方
面的研究[3鄄9]。 其中,跨行政区域范围的土地评价研
究也有报道,如新疆天然草地类型质量评价[17]、湖
北省清江流域旅游景区开发潜力评价[18]及何毓蓉
2444 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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等对川江流域及其周边典型农业生态区的耕地地力
评价[19]。 另外,欧阳进良等依托 GIS 还评价了种植
不同作物的土地适宜性,并划分出作物种植区[20]。
但是,国内大量的地力评价研究几乎全部集中于大
田作物,而对诸如橡胶树等此类多年生高大乔木种
植园区的地力评价研究很少。 关于橡胶园的地力评
价仅见于数篇文献[21鄄23],又局限于农场区域小范围、
调查采样量少或指标内容片面等不足。 而在跨行政
区域范围的分区基础上开展耕地地力评价,尤其对
天然橡胶这类特殊作物的园地,进行大量采样、系
统、定量、全面的跨行政区域范围的地力评价研究,
目前还未见报道,本次研究尚属首次,进一步完善了
耕地地力评价方法和技术在各类作物耕地上的应
用,尤其是积累了耕地地力评价方法在橡胶园这类
特殊而又重要作物上管理养分等方面的运用经验,
这对国内外橡胶园的地力评价与养分管理工作具有
重要的借鉴意义。
在海南岛大区域尺度下,土壤母质类型与气候
往往是影响橡胶树生长的主要因素,其中土壤母质
类型对橡胶树生长的影响最明显[11],不同地力水平
橡胶园土壤母质类型的养分状况差异很大(表 6)。
气候条件中,降雨和温度又是影响橡胶树生长的关
键因子。 海南岛不同区域之间温度的差异不大,且
年均温都在 23—25益之间,满足橡胶树生长对温度
(20—30益)的要求。 与温度的均匀性不同,海南岛
不同区域尤其是东部和西部之间降雨量的差异很明
显,降雨的差异显著地影响到橡胶树的生长和产胶
量。 海南岛月平均降雨量都在 75 mm 以上,都是可
以满足种植橡胶的需求。 但是,一般月平均降雨量
在 100 mm以下的区域一年中都会发生不同程度的
旱害,对橡胶树的生长造成不利影响[11]。 因此,依
据对橡胶树影响大的土壤母质和降雨量划分评价区
域,其评价结果与橡胶树生长环境更吻合,更适宜为
橡胶园养分的合理管理与利用以及配方施肥提供科
学依据。
相对于王晶晶和韦娉婷针对单个农场橡胶园地
力的评价[22鄄23],或袁秀杰等[24]对平原和丘陵区耕地
地力评价及其两套指标衔接的研究来讲,本研究覆
盖了整个海南农垦花岗岩类多雨区的橡胶园,地力
评价结果能代表整个海南岛此类型区橡胶园的地力
状况,跨农场区域且同地力评价体系的研究使得各
农场间橡胶园地力等级具有统一可比性,其评价结
果无需通过复杂的线性模型转换后才具可比性,对
橡胶园生产实践具有更广泛的指导作用。 吴敏
等[21]虽然评估了海南岛整个橡胶园的土壤肥力状
况,但由于其评价指标仅限于土壤化学属性(如 pH、
有机质、全氮、有效磷等),而未涉及诸如立地条件、
气候等因素,其评价指标并不能很准确地反映整个
海南岛橡胶园的综合地力;同时,其采样点个数也较
少(共 202 个土样);相比而言,本研究采集了 7204
个土壤样品,评价指标涵盖了理化性状、立地条件、
养分状况、剖面性状等 4 个方面 11 项指标,其评估
结果更系统、更全面,能更准确地反映海南岛同类型
区橡胶园的地力状况。
3.2摇 评价区橡胶园地力提升的建议
本研究以占海南农垦橡胶园面积 56.97%的花
岗岩类多雨区为代表,其研究结果可以对海南农垦
主要天然橡胶种植园区的管理提供理论支持。 研究
结果发现,评价区地力以中等水平为主(二等地、三
等地、四等地),占到其总面积的 85.85%,中等地力
橡胶园遍布海南省琼中、屯昌、澄迈、儋州、万宁、保
亭、乐东、三亚、陵水、定安、琼海、五指山、昌江、文昌
和东方等 15个县市。
研究结果表明评价区土壤属于酸性,pH 位于适
合橡胶树生长的 4.5—6.5(pH)之间;但表 6 中数据
显示 pH下降时地力等级同步下降,且各等级橡胶园
间土壤 pH均达到显著差异,说明该区橡胶园土壤进
一步酸化将会降低其地力水平,从而可能影响到橡
胶树的正常生长,应该重视生产中对该类橡胶园土
壤的酸碱度改良,适当提高其 pH。
研究结果还发现,一等地和五等地橡胶园土壤
的有机质、有效磷和速效钾含量,与中等水平(二等
地、三等地、四等地)橡胶园土壤中对应养分含量达
到了显著差异,说明土壤有机质、有效磷和速效钾的
含量是影响该区橡胶园地力水平的主要因素,应该
要加强其上述主要养分的管理。 根据适宜橡胶树正
常生长所需土壤养分含量[25] (有机质为 20—25 g /
kg,有效磷为 5—8 mg / kg,速效钾为 40—60 mg / kg)
来判断,表 6 中数据说明评价区土壤的有机质含量
远低于橡胶树正常生长的要求水平,其有效磷含量
也不能满足橡胶树正常生长;而该区一等地和二等
地橡胶园土壤速效钾含量水平达到了橡胶树正常生
3444摇 15期 摇 摇 摇 唐群锋摇 等:基于 FMT鄄AHP 的海南农垦花岗岩类多雨区橡胶园地力评价 摇
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长所要求的范围,其三等地和四等地的才刚刚达到,
五等地橡胶园土壤速效钾含量水平甚至低于橡胶树
正常生长所要求的范围。 因此,提高该区橡胶园土
壤有机质、有效磷和速效钾等养分的含量,将会提升
其地力水平;建议在大力增施有机肥的基础上增施
磷肥,尤其是增施钙镁磷肥等碱性肥调节土壤酸碱
度;同时,加强氮钾养分的管理,提高其利用率,在橡
胶树抽叶等关键期补施氮钾肥,平衡氮钾的流失。
此外,要在橡胶园间作豆科绿肥作物,诸如爪哇葛
藤、兰花毛蔓豆和无刺含羞草等,以增加有机质,培
肥土壤。
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