全 文 ： * ?国家自然科学基金项目 ( 70273069) 资助
收稿日期 : 2005-02-11 改回日期 : 2005-03-31
区域土地生态适宜性可拓评价模型及其应用 *
徐保根 薛继斌
(浙江财经学院不动产研究所 杭州 310012)
摘 要 简析了土地生态适宜性评价的意义及其研究动态 ,重点探讨了为农业主导产业选择与布局服务的土地生
态适宜性评价及其可拓评价模型方法和步骤 , 并将其应用于山西省隰县试区取得满意效果。
关键词 土地生态适宜性 可拓评价模型 应用效果
The expandable evaluation model of regional land ecological suitability and its application . XU Bao-Gen, XUE Ji-Bin ( Institute
of Real Estate, Zhejiang University of Finance & Economics, Hangzhou 310012, China) , CJEA ,2006,14(2) :210～212
Abstract The significanceand thestudy developments about theevaluationof landecological suitability areanalyzed, and
the expandable evaluation model of land ecological suitability for the selection and distribution of dominant agriculture is
explored . Then taking Xi County experimental district as an example, the model of land ecological suitability is actually
examined, and the result shows the model is feasible .
Key words Land ecological suitability, The expandableevaluation model , Application effect
(Received Feb . 11, 2005; revised March 31, 2005)
1 土地生态适宜性可拓评价基本思路与步骤
根据土地生态适宜性评价结果 [ 1～ 5] 进行农业生产布局 , 是降低农业生产成本、提高农产品质量和市场
竞争力的基础措施 ,亦是生态农业建设合理分配土地资源、保护农业生态环境的重要依据。目前开展土地
适宜性评价主要有 3种方法 , 一是定性分析判断法 ,即根据定量评价结果 , 通过实地考察分析确定 ;二是定量
方法与定性分析相结合 ,即先应用综合指标值分布频率曲线法、数轴法等数学方法 , 对各评价单元综合指标
值在不同区间分布频率的大小和疏密程度进行分析 , 然后再结合实地考察确定 ; 三是针对土地生态多宜性
和适宜性界限的模糊性 ,应用模糊数学方法在一定隶属度水平上进行确定。本研究则采用基于可拓学的可
拓评价模型方法 ,充分考虑土地利用多宜性、植物生长对土地生态环境条件要求的渐变性和可开拓性。
土地生态适宜性可拓评价基本思路一是以土地生态分区为基础 , 将土地生态条件相对一致的区域作为
1个评价单元 ,研究评价该区域土地内各种植物生态适宜性程度 , 为市场经济条件下发展高效农业提供科学
依据 ;二是根据土地生态适宜性理论 , 土地生态适宜性既与一定区域自然条件有关 , 又与具体植物生长所需
最佳生态适宜性条件有关 , 故进行植物生长的土地适宜性评价 , 要同时考虑区域客观自然条件状况和不同
植物所要求的最佳生态适宜性条件。三是由于土地生态适宜的渐变性 (即某种植物在一定区域土地适宜性
有一量变到质变过程 )和可拓性 ( 即在一定范围和条件下如通过品种改良和土地条件改善等 , 植物可由不太
适宜转换为适宜 ) , 以可拓学理论方法为依据 ,采用土地生态适宜性可拓评价方法进行评价。
土地生态适宜性可拓评价步骤首先是通过实地考察和定性分析 , 选择一定区域内有可能生长的主要农
作物、果树、林木和牧草。其次通过查阅有关农业技术资料、科学试验和农业各专业技术专家咨询等途径 ,
从单位面积产量、产品品质以及生产成本等角度综合分析整理主要农作物、果树、林木和牧草生长所要求的
生态环境条件 ,建立不同植物生长用地适宜性可拓评价各类评价指标的经典域 (即最适宜区间 )、节域 ( 基本
适宜区间 )和非域 ( 即不适宜区间 )。再次根据各植物生长所要求的生态环境条件建立不同土地适宜性评价
指标 , 并应用德尔菲咨询、层次分析等方法确定其权重。四是构造植物生长用地适宜性可拓评价各类评价
指标的关联函数 ,以可拓学为基础 , 从土地生态适宜性实际要求出发 , 设计植物生长用地适宜性可拓评价各
第 14 ?卷第 2期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14 No .2
2 0 0 6 ?年 4 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture April, 2006
类评价指标的可拓关联函数 ,其设计思路与方法为根据植物生长的客观要求 , 将评价指标分为 3 类 , 即第 1
类是指标值越大越好 ,如土层厚度和黄土高原降水量 ; 第 2类是指标值越小越好 , 如地形坡度 ;第 3类是指标
值为中间适宜值最佳 ,如土壤 pH。从这 3大类指标特点出发 , 分别建立了 3种可拓关联函数 ,其基本表达式
分别为 A . 当指标值越大越好时 :
R( i , j , k) =
1 -
bi j - vi k
bi j - ai j
( vi k ≥ ai j )
1 ( vi k > bi j )
1 -
bi j - vi k
di j - ci j
( vi k < ai j )
(1)
B . 当指标值越小越好时 :
R( i , j , k) =
1 -
vi k - ai j
bi j - ai j
( vi k ≤ bi j )
1 ( vi k < ai j )
1 -
vi k - ai j
di j - ci j
( vi k > bi j )
(2)
C . 当指标值为中间适宜值最佳时 :
R( i , j , k) =
1 -
2 vi j - ( bi j - ai j )
( bi j - ai j ) ( ai j ≤ vik ≤ bi j )
-
2vi j - ( bi j - ai j )
( di j - ci j ) ( vi k ≤ ai j ,或 vi k ≥ bi j )
(3)
式中 , R( i , j , k)表示第 j 种土地利用方式、第 i 个评价指标与第 k 个评价单元的关联函数值即相容度 , ai j、
bi j分别表示第 j 种土地利用方式、第 i 个评价指标经典域的下限值和上限值 , ci j、di j分别表示第 j 种土地利
用方式、第 i 个评价指标节域的下限值和上限值 , vi k表示第 k 个评价单元关于第 i 个评价指标的实际状态
值。五是根据土地条件相对一致的基本原则对区域内土地进行评价单元划分 , 并调查、分析和整理土地评
价单元各种生态环境条件的实际状态值。六是进行初步评价筛选 , 对各类评价指标进行细致分析 , 是否有
非满足不可的条件或评价指标 , 若有则首先对这些条件进行逐个分析 , 凡其中条件之一为不适宜时则可认
为整个评价结果不适宜 , 凡其中条件之一为基本适宜时则可认为整个评价结果基本适宜或不适宜 , 若这些
条件为完全适宜时则整个评价结果由最终计算结果而定 , 即 3 种结果都有可能。七是根据上面关联函数式
计算关联函数值 ,并进一步计算土地评价单元对某种土地利用方式综合生态适宜度 , 其计算式为 :
R( j , k) = ∑
n
i = 1
w( i , j ) × R( i , j , k) (4)
式中 , R( j , k) 表示第 k 个土地评价单元对第 j 种土地利用方式的综合生态适宜度 , R( i , j , k) 为关联函数
值 , w( i , j ) 表示第 j 种土地利用方式、第 i 个评价指标的权重 ,∑
n
i = 1
w( i , j ) = 1, n表示第 j 种土地利用方式
的评价指标总个数。八是分析判断土地评价单元对于某种土地利用方式的综合适宜类别 , 即当 R( j , k) > 0
时 ,总体上第 k个土地评价单元作为第 j 种利用方式“利大于弊”, 即完全适宜。当 - 1< R( j , k) ≤0时 , 在
目前条件下总体上第 k个土地评价单元作为第 j 种利用方式“弊大于利”, 但通过努力可总体实现“利大于
弊”, 即基本适宜。当 R( j , k) ≤ - 1时 ,总体上第 k 个土地评价单元作为第 j 种利用方式“弊大于利”, 且不
易向完全适宜方向转换 ,即为不适宜。九是对不同土地评价单元、各种利用方式适宜程度进行比较排序 , 并
根据不同时期市场需求确定适宜种植植物。
2 实例应用
山西省隰县试区位于山西省西南部残塬沟壑区 ,为国家“九五”科技攻关项目黄土高原水土流失治理与
农业综合发展研究试区 ,其基本概况见表 1。本研究以隰县试区中塬地、沟地和坡地 3个土地生态区为评价
单元 ,进行土地生态适宜性评价。根据隰县试区实际 , 选择的主要农作物有玉米、东北春大豆、小麦、谷子和
高粱 ,主要林果树有酥梨、富士系苹果、元帅系苹果、杏、核桃和枣 , 主要牧草有紫花苜蓿、沙打旺、红豆草、苇
状羊茅和无芒雀麦。结合实际并通过查阅有关技术资料和不同农业技术专家咨询 , 确定隰县试区具体农
第 2 ?期 徐保根等 :区域土地生态适宜性可拓评价模型及其应用 211
表 1 隰县试区不同土地生态区自然生态实际状态值
Tab .1 Factual valueof natural andecological condition indifferent landecological areaof Xi County

项 目
I tems
塬地典型地块
Typical blocksof the
highflatland
沟地典型地块
Typical blocksof the
furrowfield
坡地典型地块
Typical blocksofthe
slopingfield
项 目
I tems
塬地典型地块
Typicalblocksof the
highflatland
沟地典型地块
Typicalblocksof the
furrowfield
坡地典型地块
Typical blocksof the
slopingfield
≥10 ?℃年积温/℃ 3057 .8 3123 . 4 3090 . 6 年降水量/ mm 510 ?510 )510 >
≥0 ?℃年积温/ ℃ 3695 .0 3796 . 6 3745 . 8 可使用水量/ mm 579 ?.8 625 ).0 579 >.0
年均气温/ ℃ 8 ?.4 8 . 8 8 . 6 土 壤 质 地 轻壤 轻壤 中壤
极端最低温度/℃ - 24 ?.0 - 23 . 6 - 23 . 4 土 壤 pH 值 7 ?.6 7 ).8 7 >.6
极端最高温度/℃ 36 ?.1 36 . 5 36 . 3 土壤有机质含量/g·kg- 1 ?10 ?12 )7 >
年无霜期/ d 163 ?163 163 坡 度 / (°) 2 ?6 )21 >
年日照时数/ h 2740 ?.9 2289 . 8 2400 . 0 坡 向 阳 半阳 半阳
海拔高度/ m 1250 ?1000 1100 盐 渍 度 / % 0 ?.1 0 ).3 0 >.2
作物、果 树、
林木和牧草
生产所要求
的生态环境
条件及其经
典域、节域及
非域 ,表 2列
出了酥梨生
长所要求的
生态环境条
件及其经典
域和节域。通过分析计算得出隰县试区塬地、沟地
和坡地不同植物综合生态适宜度 ( 见表 3)。表 3 表
明塬地生态区中综合生态适宜度 > 0 的植物 , 如谷
子、高粱、玉米、紫花苜蓿、酥梨、核桃和红枣等为完
全适宜种植植物 , 可根据市场需求从中选择并进行
区域化规模布局 ; 而东北春大豆和杏的综合生态适
宜度 < 0、> - 1, 不太适宜发展 , 若市场对东北春大
豆和杏的需求量大亦可适当发展 ,但必须采取一定技
术措施但需增加生产成本 ;苇状羊茅的综合生态适宜
度 < - 1, 为不适宜发展植物。沟地生态区中综合生态
适宜度 > 0 的植物 , 如高粱、玉米、谷子和红豆草等为
完全适宜种植植物 , 可根据市场需求从中选择并
进行区域化规模布局 ; 而东北春大豆、酥梨和苹果等
表 2 酥梨生长条件要求
Tab .2 Necessary conditions for pear developing
项 目
I tems
最适宜范围 ( 经典域 )
The optium range
(classical field)
临界范围 ( 节域 )
The critical range
( joint field)
权重
Weight
年 日 照 时 数/ h 1600 :～1700 1500 ?～1600 0 . 15
年 均 气 温 / ℃ 8 ?. 5～12 7～15 0 . 15
田间耗水量/ mm 560 :～750 500 ?～800 0 . 10
海 拔 高 度 / m 700 %～1000 500 ?～1800 0 . 10
极端最低温度/ ℃ - 23 :～ - 20 - 25 ?～ - 23 0 . 06
土 壤 质 地 沙壤土 其他土壤 0 ?. 09
土 壤 pH 值 5 ?.8～7 . 2 5. 0～8 n. 5 0 . 10
土壤有机质含量/ g·kg- 1 ?10 :～20 4～10 0 . 06
盐 害 / % 0 ?～0 c.131 0 . 131～0 .18 0 . 06
坡 向 阳坡 其他坡向 0 ?. 06
坡 度 / ( ° ) 0 %～10 10 ?～30 0 . 07
表 3 隰县试区塬地、沟地及坡地不同植物综合生态适宜度
Tab .3 Synthetic necessary conditions for crops developing

名 称
Names
塬地生态区
Ecological
zones of
the high
flat land
沟地生态区
Ecological
zones of
the furrow
field
坡地生态区
Ecological
zones of
the sloping
field
名 称
Names
塬地生态区
Ecological
zones of
the high
flat land
沟地生态区
Ecological
zones of
the furrow
field
坡地生态区
Ecological
zones of
the sloping
field
玉 米 0 #.56 0 ?. 64 0 . 53 杏 树 - 0. 01 - 0 Q. 37 - 0 ?.09
小 麦 0 #.05 0 ?. 08 0 . 01 核 桃 0. 17 0 Q. 16 0 ?.18
东北春大豆 - 0 #.01 - 0 ?. 19 - 0 . 14 红 枣 树 0. 2 0 Q. 17 - 0 ?.14
谷 子 0 #.74 0 ?. 65 0 . 64 紫花苜蓿 0. 41 0 Q. 38 0 ?.43
高 粱 0 #.71 0 ?. 77 0 . 63 沙 打 旺 0. 16 0 Q. 53 0 ?.50
酥 梨 0 #.28 - 0 ?. 31 - 0 . 12 无芒雀麦 0. 69 0 Q. 73 0 ?.70
富士系苹果 0 #.11 - 0 ?. 20 - 0 . 43 苇状羊茅 - 1. 74 - 1 Q. 33 - 1 ?.39
元帅系苹果 0 #.21 - 0 ?. 20 0 . 16 红 豆 草 0. 41 0 Q. 42 0 ?.43
植物 综 合 生 态 适 宜 度
< 0、> - 1,为不太适宜发
展植物 , 若市场需求量大
也可适当发展 , 但必须采
取一定技术措施且需增
加生产成本 ; 苇状羊茅的
综合生态适宜度 < - 1,
为不适宜发展植物。坡
地生态区中综合生态适
宜度 > 0 的植物 , 如紫花
苜 蓿、沙 打 旺、无 芒 雀
麦、红豆草和谷子等为完
全适宜种植植物 ,可根据市场需求从中选择并进行区域化规模布局 ; 而东北春大豆、酥梨、富士系苹果、红枣
和杏等的综合生态适宜度 < 0、> - 1,为不太适宜发展植物 , 若市场需求量大亦可适当发展 , 但必须采取一
定技术措施且需增加生产成本 ;苇状羊茅的综合生态适宜度 < - 1,为不适宜发展植物。
参 考 文 献 h
1 徐保根 .土地可持续利用与生态农业产业化经营评估研究———以隰县试区为例 .水土保持研究 , 2000 , 7( 4) : 43～46
2 徐保根 .生态农业产业化经营中的土地资源配置问题研究 .北京 : 中国大地出版社 , 2004 .88～89
3 蔡 文 , 杨春燕 ,林伟初 .可拓工程方法 .北京 : 科学出版社 , 2000 .3～11
4 倪绍祥 , 陈传康 .我国土地评价研究的近今进展 .地理学报 , 1993, 48( 1) : 75～83
5 蔡 文 .物元模型及其应用 . 北京 : 科学技术文献出版社 , 1994 .32～56
212 中 国 生 态 农 业 学 报 第 14 ?卷