張永國

(甘肅省水利廳水土保持局，甘肅蘭州 730000)

水土保持經(jīng)濟林是治理開發(fā)小流域水土資源、控制水土流失的重要措施，它將流域內(nèi)有限的自然資源充分利用，提高小流域的整體功能，使物質(zhì)循環(huán)和能量流動向有利于經(jīng)濟效益和生態(tài)效益方向發(fā)展［1-4］。水土保持經(jīng)濟林不僅能改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，還能同時兼顧農(nóng)民的增收和脫貧致富問題，實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟效益的雙贏，已成為推動小流域農(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。我們采用實地調(diào)查、數(shù)量經(jīng)濟、對位配置等技術(shù)方法，分析了天水市麥積區(qū)耤河二期治理重點流域柳溝流域葡萄經(jīng)濟林的需求生態(tài)位與當?shù)丨h(huán)境資源位的適宜性，以期為科學評價耤河示范區(qū)水土保持綜合治理工程提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

柳溝流域地處耤河東部，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)，位于 105°52'30″—105°56'44″E、34°33'50″—34°37'34″N，地勢由北向南傾斜，海拔1 085—1 621 m，最大相對高差536 m，流域總面積21.58 km2。

流域地處暖溫帶半濕潤半干旱地帶，多年平均降水量500 mm，降水年際變化大，在季節(jié)上分布不均，年降水的50%集中在7—9月，且多以大雨、暴雨形式出現(xiàn)，歷時短，強度大。年均氣溫8.3℃，極端最高氣溫36.3℃，極端最低氣溫-19.2℃，無霜期180 d左右，年日照時數(shù)為2 110 h，太陽總輻射量為2 400～2 700 MJ/m2，≥10℃年活動積溫為3 200℃。

土壤主要為黃綿土，主要分布在梁峁溝壑及吃風向陽的梁頂梁坡，質(zhì)地為輕中壤，結(jié)構(gòu)疏松多孔，耕性良好，土性綿酥，結(jié)持力小，抗蝕性差，遇暴雨易遭水蝕，適宜各類農(nóng)作物生長。人工植被主要分布于溝坡、梁峁等荒山以及溝邊、路邊和侵蝕溝等部位，主要樹種有楊樹、刺槐、泡桐、椿樹、榆樹、紫穗槐、沙棘、側(cè)柏以及經(jīng)濟林類的蘋果、梨、桃、花椒、核桃、杏、柿子、葡萄、櫻桃等;牧草主要有紫花苜蓿。

該流域涉及社棠鎮(zhèn)和道北辦事處的嘴頭、半山、稅灣、柳溝、下曲、東山、張家村、呂家村、何家村、寨子10個行政村，共2 540戶，總?cè)丝?2 800人，全為農(nóng)業(yè)人口，其中農(nóng)業(yè)勞動力 5 600人，人口密度為 593人/km2，人口自然增長率0.8%。至2006年底，流域內(nèi)有農(nóng)地1 039.55 hm2、林地790.21 hm2、草地70.44 hm2、水域 11.3 hm2、未利用地 172.54 hm2、其他用地73.96 hm2。水土流失面積20.72 km2，占流域總面積的96%，土壤侵蝕模數(shù)為5 021 t/(km2·a)，徑流模數(shù)為6.34萬m3/(km2·a)。

2 研究內(nèi)容及方法

(1)氣候資源調(diào)查。主要調(diào)查項目區(qū)海拔、年均降水量、4—9月降水量、≥10℃有效積溫、全年日照時數(shù)等影響植物生育的主要氣候因子。

(2)葡萄經(jīng)濟林適生條件調(diào)查。調(diào)查葡萄經(jīng)濟林適生條件，包括葡萄生長發(fā)育所需生態(tài)因子的最低值、最高值、最適值等。采用歐陽志云提出的土地生態(tài)適宜度模型［5］計算葡萄經(jīng)濟林生態(tài)適宜度。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究區(qū)環(huán)境資源位分析

選取柳溝流域海拔、降水量、溫度、日照等氣候因子指標表示氣候資源位，柳溝流域環(huán)境資源位見表1。

表1 研究區(qū)氣候因子資源位

3.2 葡萄生態(tài)適宜性分析

3.2.1 葡萄生物學、生態(tài)學特性

柳溝流域主栽葡萄品種主要為巨峰。通過查閱文獻資料［6-7］及調(diào)查，對巨峰葡萄(Vitis vinifera L.)進行了研究，將其生物學、生態(tài)學特性歸納于表2。

表2 巨峰葡萄主要生物學、生態(tài)學特性

3.2.2 葡萄生態(tài)需求位分析

通過查閱文獻資料［6-7］及調(diào)查，將巨峰葡萄生態(tài)需求位列于表3。

表3 巨峰葡萄生態(tài)需求位分析

3.2.3 葡萄生態(tài)適宜性計算

葡萄對降水、積溫、日照、海拔等資源的需求構(gòu)成了生態(tài)需求位，而造林地的降水、積溫、日照、海拔等資源現(xiàn)狀構(gòu)成了氣候資源位，兩者之間的匹配關(guān)系(適宜程度)可用生態(tài)適宜度來表示。對多個生態(tài)適宜度的總體適宜狀況可用生態(tài)適宜度指數(shù)來表示。當區(qū)域資源現(xiàn)狀完全滿足葡萄生長發(fā)育要求時生態(tài)適宜度為1，而當區(qū)域資源現(xiàn)狀完全不能滿足葡萄生長發(fā)育要求時生態(tài)適宜度為0。生態(tài)適宜度指數(shù)則是降水、積溫、日照、海拔等多個生態(tài)適宜度的平均數(shù)，反映了植物多種生態(tài)適宜度的總體適宜程度。

根據(jù)該流域氣候資源位與經(jīng)濟樹種最適生態(tài)位，本研究選取適宜度數(shù)學模型(1)計算葡萄生態(tài)適宜度，選取生態(tài)適宜度指數(shù)數(shù)學模型(2)計算葡萄生態(tài)適宜度指數(shù)，即

式中：Xi為葡萄對第i種環(huán)境資源生態(tài)適宜度;Si為第i種自然資源現(xiàn)狀;Dimin為葡萄生長對第i種環(huán)境資源要求最低限;Diopt為葡萄生長對第i種環(huán)境資源要求理想值;Dimax為葡萄生長對第i種環(huán)境資源要求最高限;Ri為葡萄的第i種資源風險性測定，因無最大生長潛力數(shù)據(jù)，參照農(nóng)作物、草地生產(chǎn)潛勢實現(xiàn)率，保證率按80%計算;X為葡萄生態(tài)適宜度指數(shù)。

根據(jù)(1)式對表1、3數(shù)據(jù)進行計算，得到葡萄對該區(qū)海拔的適宜度為0.48，對4—9月降水量的適宜度為0.35，對≥10℃有效積溫的適宜度為0.56，對全年日照時數(shù)的適宜度為0.76。由式(2)得到，葡萄的生態(tài)適宜度指數(shù)為0.52，大于0.5，說明柳溝流域綜合生態(tài)條件適宜葡萄生長(詳見表4)。在諸生長因子中，4—9月降水量是葡萄生長發(fā)育的最大限制性因子，說明水分供應的改善將大幅度地提高葡萄經(jīng)濟林的產(chǎn)量。

表4 葡萄生長生態(tài)適宜度、適宜度指數(shù)匯總

4 結(jié)論與討論

葡萄在柳溝流域具有較好的適宜性，適宜度指數(shù)達到0.52。在海拔、生長季降水量、≥10℃有效積溫、全年日照時數(shù)4項生態(tài)因子中，降水量是最大的限制性因子，因此葡萄產(chǎn)量與效益的提高主要依賴于降水資源的保障程度。

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