熊 華, 于 飛， 劉濟明， 余 娜

(1.貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院， 貴州 貴陽 550003； 2.貴州省山地環(huán)境氣候研究所， 貴州 貴陽 550002； 3.貴州省山地氣候與資源重點實驗室， 貴州 貴陽 550002； 4.貴州大學(xué)， 貴州 貴陽 550025)

貴州省核桃種植的生態(tài)適宜性區(qū)劃

熊 華1, 于 飛2,3， 劉濟明4， 余 娜1

(1.貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院， 貴州 貴陽 550003； 2.貴州省山地環(huán)境氣候研究所， 貴州 貴陽 550002； 3.貴州省山地氣候與資源重點實驗室， 貴州 貴陽 550002； 4.貴州大學(xué)， 貴州 貴陽 550025)

為了對貴州核桃產(chǎn)業(yè)基地的合理規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，基于貴州氣候、土壤和地形因子，在GIS平臺上利用空間分析技術(shù)，分別繪制貴州核桃種植氣候適宜性區(qū)劃、土壤適宜性區(qū)劃和地形因子適宜性區(qū)劃，綜合得到貴州核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)劃。結(jié)果表明:貴州省總體上位于核桃種植生態(tài)適宜和最適宜區(qū)，種植生態(tài)最適宜區(qū)為貴州畢節(jié)市、遵義市、六盤水市、貴陽市以及黔西南州和黔南州南部和黔東南州北部。

核桃； 生態(tài)因子； 適宜性； 區(qū)劃

核桃(JuglansregiaL.)系胡桃科(Juglandanceae)核桃屬(Juglans)植物，中國核桃栽培面積居世界之首，貴州則是我國核桃生產(chǎn)的主要產(chǎn)區(qū)之一，種植核桃具有較高的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。近年來，隨著貴州扶貧攻堅項目實施和現(xiàn)代山地高效農(nóng)業(yè)的建設(shè)，核桃種植面積逐步擴大，按照《貴州省核桃產(chǎn)業(yè)化扶貧規(guī)劃》，到2018年貴州核桃種植面積將達到10萬hm2，核桃產(chǎn)業(yè)已成為加快貴州生態(tài)文明建設(shè)、促進山區(qū)群眾脫貧致富的一項重要產(chǎn)業(yè)。為充分趨利避害，合理規(guī)劃布局，引導(dǎo)政府和企業(yè)在立地條件適生區(qū)內(nèi)種植核桃，從而生產(chǎn)出更多的優(yōu)質(zhì)商品果，形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢，對貴州核桃種植進行生態(tài)適宜性區(qū)劃顯得尤為迫切和必要。目前，對核桃的研究多側(cè)重于核桃的種質(zhì)資源收集與優(yōu)良品種選育、生態(tài)生物學(xué)特性、繁育技術(shù)、高效豐產(chǎn)栽培技術(shù)、病蟲害防治和開發(fā)利用等方面[1-3]。在核桃種植生態(tài)適宜性方面，分別針對氣候因子[4]、土壤因子和地形地勢因子[5]等開展了研究，特別是在氣候適宜性方面，陜西[6]、杭州[7]、四川[8]等地分別采用GIS技術(shù)對核桃種植氣候適宜性進行了區(qū)劃，但未見貴州核桃種植規(guī)劃方面的相關(guān)報道。為此，綜合利用貴州省氣候觀測資料、土壤類型資料、地理信息資料，綜合吸收國內(nèi)學(xué)者有關(guān)核桃生態(tài)適宜性區(qū)劃成果，確定貴州核桃生態(tài)適宜性指標(biāo)體系，在GIS技術(shù)下進行指標(biāo)因子空間化，采用綜合區(qū)劃方法得到貴州核桃精細(xì)化生態(tài)適宜性區(qū)劃，為貴州核桃產(chǎn)業(yè)基地合理規(guī)劃布局和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料收集

氣象數(shù)據(jù)采用1981—2010年貴州省85個氣象觀測站的氣象觀測資料，主要氣象要素包括溫度、降水量和日照時數(shù)等。土壤類型資料采用貴州省土壤類型分布圖，在GIS平臺上通過矢量化獲得。地理信息數(shù)據(jù)采用貴州省1∶25萬數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)和貴州省各區(qū)縣的行政邊界矢量數(shù)據(jù)，用于提取各地小網(wǎng)格經(jīng)度及緯度柵格數(shù)據(jù)，以及區(qū)劃指標(biāo)的空間化處理。

1.2 核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)劃指標(biāo)體系

1.2.1 氣候 核桃適宜生長在年平均氣溫8～16℃，極端最低氣溫大于-20℃，極端最高氣溫小于35℃，無霜期大于180 d的地區(qū)，幼樹在-20℃以下時會出現(xiàn)“抽條”或凍死[10]；成年樹在低于-25℃氣溫下不能正常結(jié)果[11]。核桃樹展葉后，如遇到-4～-2℃低溫將導(dǎo)致新梢受凍，花期和幼果期遇到-2～-1℃則受凍減產(chǎn)。生長期遇38℃以上的高溫核仁停止發(fā)育，形成空殼和秕仁。開花期氣溫在15～18℃有利授粉[12]。核桃樹對土壤水分要求較高，過濕或過干的土壤都不利于核桃果實的正常生長，在年降水600～1 200 mm的地區(qū)，無需灌溉，核桃生長良好。核桃是喜光樹種，全年日照時數(shù)1 300 h 以上最好，少于1 000 h結(jié)果不良，郁閉核桃園一般結(jié)實差、產(chǎn)量低。根據(jù)貴州周邊省份云南[4]和四川[8]核桃主產(chǎn)區(qū)氣候因子分析，可選取年平均溫度、年降水量、年日照時數(shù)、≥10℃積溫、最冷月平均氣溫、極端最低氣溫作為氣候區(qū)劃因子。

1.2.2 土壤 核桃對土壤的適應(yīng)性強，生長在肥沃的土壤上時，因根系發(fā)達，吸收養(yǎng)分多，樹勢健壯，結(jié)果多，產(chǎn)量高；生長在瘠薄土壤上則長勢差，結(jié)果少，果實小，產(chǎn)量低[1]。核桃樹喜鈣，一般情況下核桃種植在石灰?guī)r土、鈣質(zhì)黑色土、鈣質(zhì)紫砂土上其產(chǎn)量和品質(zhì)最為適宜，種植在紅壤、黃壤、潮土、水稻土、粗骨土、棕壤為適宜，種植在沼澤土上為不適宜。核桃適宜土壤的pH為5.5～8.5，6.5～7.5。

1.2.3 地形 核桃種植地隨著坡度的增大，單株產(chǎn)量逐漸降低[5]，最適宜種植在坡度為0～25°的區(qū)域，排水良好且坡度不大，坡度在25～35°也較適宜，而坡度大于35°為不適宜。陽坡產(chǎn)量最高，陰坡單株產(chǎn)量最低，半陽(半陰)坡產(chǎn)量居中。按照坡向劃分，陰坡為0～45°和315～365°，半陰坡為45～135°，陽坡為135～225°，半陽坡為225～315°，平地為0°。

1.2.4 生態(tài)適宜性區(qū)劃指標(biāo)選取 根據(jù)核桃種植生態(tài)適宜性條件分析，選取氣候因子、土壤因子和地形因子作為貴州核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)劃的指標(biāo)，指標(biāo)體系見表。

表 核桃種植生態(tài)適宜性指標(biāo)體系

1.3 區(qū)劃方法

氣象觀測站站點資料通過薄盤樣條函數(shù)插值方法[9]進行空間化處理，柵格精度為100 m。土壤類型分布為矢量數(shù)據(jù)在GIS平臺上通過矢量轉(zhuǎn)柵格獲得柵格空間數(shù)據(jù)，坡度、坡向等空間數(shù)據(jù)通過數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)獲取?？臻g區(qū)劃方法利用GIS空間分析技術(shù)，將各評價指標(biāo)的柵格圖進行重分類，再進行加權(quán)疊加分析，得到貴州省核桃種植生態(tài)適宜性柵格區(qū)劃圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃種植的氣候、土壤和地形因子適宜性區(qū)劃

按照核桃種植生態(tài)適宜性指標(biāo)體系，基于空間柵格化氣候要素因子、土壤要素因子和地形要素因子，在GIS平臺上通過重分類和疊加分析，分別得到貴州核桃種植氣候適宜性區(qū)劃、土壤適宜性區(qū)劃和地形因子適宜性區(qū)劃，按照等級劃分為最適宜、適宜和不適宜區(qū)(圖1)。貴州核桃種植氣候最適宜區(qū)主要位于西北部、北部以及西南部地區(qū)，氣候不適宜種植區(qū)主要位于梵凈山、雷公山等高寒地區(qū)以及南、北盤江底熱河谷地區(qū)，其余地區(qū)為氣候適宜種植區(qū)。貴州核桃種植土壤適宜區(qū)劃較為離散，最適宜區(qū)主要為石灰土、紫色土等，適宜區(qū)為黃壤、水稻土等，不適宜區(qū)為沼澤土。貴州核桃種植地形因子適宜性區(qū)劃主要受小地形影響，分布規(guī)律破碎。

2.2 核桃種植的綜合生態(tài)適宜性區(qū)劃

根據(jù)貴州核桃種植氣候、土壤、地形適宜性區(qū)劃，分別按0.4、0.3、0.3的權(quán)重進行疊加區(qū)劃，得貴州核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)劃(圖2)。貴州省總體上位于核桃種植生態(tài)適宜和最適宜區(qū)，僅大型山脈高寒地區(qū)和河流低熱河谷地區(qū)為不適宜區(qū)，其中：核桃種植生態(tài)最適宜區(qū)主要位于貴州畢節(jié)市、遵義市、六盤水市、貴陽市以及黔西南州和黔南州南部和黔東南州北部，該區(qū)域土壤類型主要為石灰土、黃壤及黃棕壤等，年降水量800.0～1 200.0 mm，年平均氣溫10.0～15.0℃，年日照時數(shù)1 800.0～1 100.0 h，土壤條件和氣候條件均有利于核桃種植。核桃種植生態(tài)適宜區(qū)主要位于安順市、黔南州、黔東南州和銅仁市大部，該區(qū)域土壤類型主要為黃壤、水稻土及石灰土等，年降水量1 200.0～1 400.0 mm，年平均氣溫15.0～19.0℃，年日照時數(shù)1 300.0～1 100.0 h，土壤條件和氣候條件能滿足核桃種植需求。

圖1 貴州核桃種植氣候適宜性區(qū)劃(左)、土壤適宜性區(qū)劃(中)及地形因子(右)適宜性區(qū)劃

Fig.1 Climate(left), soil (middle) and topography (right) suitability zoning of walnut cultivation in Guizhou

圖2 貴州核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)劃

Fig.2 Ecological suitability zoning of walnut cultivation in Guizhou

3 結(jié)論與討論

研究綜合考慮了核桃種植氣候、土壤、地形生態(tài)適宜性因子，利用貴州氣候資料、土壤類型資料以及在DEM數(shù)據(jù)的支持下，利用GIS技術(shù)對貴州核桃各生態(tài)因子區(qū)劃指標(biāo)進行空間小網(wǎng)格推算模擬。依據(jù)核桃種植生態(tài)適宜性指標(biāo)體系，對各區(qū)劃因子進行空間疊加分析后完成貴州核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)劃。貴州省總體上位于核桃種植生態(tài)適宜和最適宜區(qū)，核桃種植生態(tài)最適宜區(qū)主要位于貴州畢節(jié)市、遵義市、六盤水市、貴陽市以及黔西南州和黔南州南部和黔東南州北部，此結(jié)果可為貴州優(yōu)質(zhì)核桃生產(chǎn)基地合理規(guī)劃布局提供科學(xué)參考。

貴州核桃種植生態(tài)適宜性區(qū)地域廣，范圍大，其氣候資源、土壤條件均能滿足核桃種植的基本需求，發(fā)展核桃產(chǎn)業(yè)的空間很大，應(yīng)充分挖掘生態(tài)資源優(yōu)勢潛力，在最適宜區(qū)內(nèi)適度引進優(yōu)良品種，擴大核桃種植面積。在核桃基地規(guī)劃建設(shè)中，還需充分調(diào)研和考察當(dāng)?shù)匦夂蚝偷匦螚l件，做好前期規(guī)劃設(shè)計。

[1] 原雙進，劉朝斌核桃栽培新技術(shù)[M].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2005:25-136．

[2] 羅明英.基于CiteSpace的我國核桃研究的變化態(tài)勢[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,42(10):267-270.

[3] 李淑芳,范志遠(yuǎn),曾清賢,等.云南魯?shù)楸芡硭颂覂?yōu)良單株選擇[J].經(jīng)濟林研究,2014,32(4):77-82.

[4] 肖良俊,馬 婷,寧德魯.云南省核桃主產(chǎn)區(qū)氣候因子分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(9):29-31.

[5] 馬文婷,幸志芳.坡度與坡向?qū)Ρず颂耶a(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2014(6):110-111.

[6] 郭兆夏,梁 軼,王景紅,等.GIS技術(shù)支持下的陜西核桃精細(xì)化氣候適宜性區(qū)劃[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015,31(1):194-198.

[7] 黃偉嬌,黃炎和,金志鳳.基于GIS的杭州市山核桃種植生態(tài)適宜性評價[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,25(4):845-851．

[8] 韓華柏,羅成榮,朱益川,等.四川核桃栽培適宜性區(qū)劃研究[J].西部林業(yè)科學(xué),2012,41(3):1-7．

[9] 于 飛,鄭小波,谷曉平,等.復(fù)雜山地環(huán)境下氣候要素空間插值精度比較研究[J].貴州氣象,2008,32(3):3-6.

[10] 王 健，邱宗旭，韓 勇．核桃生長與氣候[J].新疆氣象，2002，25(5):43-45．

[11] 周長征．平陰縣核桃種植氣象條件分析[J].山東氣象，2003，23(92):48-49．

[12] 張美勇,徐 穎,許 林.山東省核桃栽培歷史及栽培區(qū)劃[J].落葉果樹，2008(1):1-6．

(責(zé)任編輯： 聶克艷)

Ecological Suitability Zoning of Walnut Cultivation in Guizhou

XIONG Hua1, YU Fei2,3, LIU Jiming4, YU Na1

(1.GuizhouInstituteofForestrySurveyandPlanning,Guiyang,Guizhou550003; 2.GuizhouInstituteofMountainEnvironmentalClimate,Guiyang,Guizhou550002; 3.GuizhouKeyLaboratoryforMountainClimateandResources,Guiyang,Guizhou550002; 4.GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025,China)

The climate, soil and topography suitability zones of walnut cultivation were drawn by using spatial analysis technology based on GIS respectively and then the ecological suitability zoning of walnut cultivation was obtained to provide the scientific basis for rational planning layout and sustainable development of walnut industry in Guizhou. Results:Guizhou Province is the suitable region for walnut cultivation in general and the optimum ecological suitability regions for walnut cultivation are Bijie City, Zunyi City, Liupanshui City, Guiyang City, Northern area of Qiandongnan Prefecture and Southern area of Qianxinan Prefecture and Qiannan Prefecture in Guizhou respectively.

walnut; ecological factor; suitability; zoning

2015-10-07； 2016-04-26修回

貴州省林業(yè)科研課題“貴州省核桃生態(tài)適應(yīng)性評價及種植規(guī)劃研究”[黔林科合J字(2013)05];貴州省重大科技專項“貴州‘兩高’沿線特色農(nóng)業(yè)氣候精細(xì)化區(qū)劃與氣象災(zāi)害防控”[黔科合重大專項字(2011)6003]

熊 華(1982-)，男，工程師，碩士，從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究。E-mail：66435101@qq.com

1001-3601(2016)05-0214-0106-03

S601.9

A