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        基于GIS的貴州省黎平縣油茶氣候適宜性區(qū)劃

        2011-12-22 06:42:22朱曦嶸陳貞宏
        中低緯山地氣象 2011年5期

        楊 益,于 飛,朱曦嶸,陳貞宏

        (1.貴州省普定縣氣象局,貴州 普定 562100;2.貴州省山地環(huán)境氣候研究所,貴州 貴陽(yáng) 550002;3.貴州省冊(cè)亨縣氣象局,貴州 冊(cè)亨 552200;4.貴州省安順市氣象局,貴州 安順 561000)

        基于GIS的貴州省黎平縣油茶氣候適宜性區(qū)劃

        楊 益1,于 飛2,朱曦嶸3,陳貞宏4

        (1.貴州省普定縣氣象局,貴州 普定 562100;2.貴州省山地環(huán)境氣候研究所,貴州 貴陽(yáng) 550002;3.貴州省冊(cè)亨縣氣象局,貴州 冊(cè)亨 552200;4.貴州省安順市氣象局,貴州 安順 561000)

        利用貴州省黔東南州黎平縣及黔東南州轄區(qū)內(nèi)其余15個(gè)氣象觀測(cè)站1961—2000年氣候資料,根據(jù)氣候資源的小網(wǎng)格分析方法,建立黎平縣油茶種植氣候區(qū)劃因子與地理信息的空間分析模型,以GIS為技術(shù)支撐,劃分了黎平縣油茶種植的最適宜、適宜、次適宜和不適宜氣候區(qū)。區(qū)劃結(jié)果表明:油茶種植適宜區(qū)和最適宜區(qū)占該縣國(guó)土面積的53.8%,不適宜區(qū)僅占13.9%。區(qū)劃結(jié)果對(duì)于該縣油茶種植發(fā)展詳細(xì)規(guī)劃有重要參考意義。

        油茶;氣候區(qū)劃;GIS;貴州黎平

        1 引言

        茶油是我國(guó)的特產(chǎn),被專家贊譽(yù)為“益壽油”、“國(guó)寶級(jí)特色資源”。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織已將茶油作為重點(diǎn)推廣的健康型高級(jí)食用植物油,市場(chǎng)前景十分廣闊。2010年,黎平縣油茶林總面積為0.95萬(wàn)hm2,涉及17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),被列為國(guó)家油茶發(fā)展重點(diǎn)縣,該縣氣候、海拔、土壤等條件均適合油茶生長(zhǎng),據(jù)該縣規(guī)劃,至2025年,全縣將發(fā)展油茶5.3萬(wàn) hm3。其中新建高產(chǎn)油茶基地4.5萬(wàn) hm3,更新改造和撫育油茶林0.8萬(wàn)hm3。力爭(zhēng)新造和低改撫育油茶林年均畝產(chǎn)油達(dá)到30 kg以上,年茶油產(chǎn)量在2.4萬(wàn)噸以上,將實(shí)現(xiàn)茶油產(chǎn)值達(dá)16.9億元以上,形成全國(guó)知名的油茶良種和侗鄉(xiāng)茶油精品品牌。

        國(guó)內(nèi)外對(duì)油茶進(jìn)行了很多研究,在地理區(qū)劃方面,主要是針對(duì)其自然分布區(qū)域和海拔的研究[1-2];在氣候資料方面[3-5],從影響油茶生長(zhǎng)的熱量、水分和光照等因子出發(fā),分析氣候條件得出油茶適宜性種植區(qū)劃;也有一些研究[6-8],應(yīng)用 GIS技術(shù)對(duì)玉米、甘蔗、枸杞的種植進(jìn)行氣候區(qū)劃。本研究基于GIS 技術(shù)[9]及氣候資源的小網(wǎng)格分析方法[10],以100m×100m柵格數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià)單元,綜合分析氣候條件,并對(duì)黎平縣油茶適宜種植區(qū)進(jìn)行氣候區(qū)劃細(xì)化研究,為油茶種植的合理布局提供科學(xué)依據(jù)。

        2 資料

        氣象資料采用貴州省黔東南州16個(gè)縣市1961—2000年40 a氣象觀測(cè)資料,其中包括逐月氣溫、降水以及各縣經(jīng)度、緯度和海拔高度等數(shù)據(jù),地理信息數(shù)據(jù)主要應(yīng)用黔東南州黎平縣100 m×100 m高程圖,以上資料均來(lái)源于貴州省氣象局。

        3 區(qū)劃方法

        3.1 區(qū)劃因子的選擇及適宜性指標(biāo)的確定

        油茶是典型的亞熱帶木本油料作物,對(duì)氣候條件的適應(yīng)性很強(qiáng),喜溫暖濕潤(rùn)的氣候,是改造紅壤的主要樹(shù)種,其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程分為新梢、花芽、開(kāi)花、結(jié)果、根系再生長(zhǎng)5個(gè)部分。油茶樹(shù)對(duì)土壤的適應(yīng)性也很強(qiáng),但對(duì)氣候條件要求較高。油茶喜溫暖,怕寒冷,要求年平均氣溫18~21℃,花期平均為12~13℃,突然的低溫或晚霜會(huì)造成落花、落果。要求有較充足的陽(yáng)光(年日照時(shí)數(shù)要求1 500 h以上),否則只長(zhǎng)枝葉,結(jié)果少,含油量低。要求水分充足,年降雨量一般在1 000 mm以上,但花期連續(xù)降雨,會(huì)影響授粉。在相同的土壤、品種及栽培條件下,油茶含油率及其品質(zhì)與氣候生態(tài)因子有密切關(guān)系。余優(yōu)森等研究表明[11]:影響普通油茶含油率高低的關(guān)鍵生育期及其氣象因子,是果實(shí)迅速膨大生長(zhǎng)期和油脂轉(zhuǎn)化積累期(7—9月),尤其是9月的氣溫、降水等因子的影響最密切;油茶的油脂迅速轉(zhuǎn)化積累期氣溫和降水量是影響含油率高低的主要?dú)庀笠蜃樱跉鉁叵鄬?duì)較低(尤其是夜溫較低),雨水充足的生態(tài)條件下,有利于油脂的轉(zhuǎn)化積累,提高含油率和品質(zhì)。因此本文建立了油茶氣候適宜性指標(biāo)(見(jiàn)表1)。

        表1 油茶適宜種植的評(píng)價(jià)要素及指標(biāo)

        3.2 油茶適宜種植區(qū)的空間分析模型的建立

        3.2.1 地理信息數(shù)據(jù)的編輯與處理 應(yīng)用黎平縣100 m×100 m高程圖,在地理信息系統(tǒng)ArcGIS9.3平臺(tái)下,進(jìn)行數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、投影、配準(zhǔn)等圖層處理,最終生成黎平全縣的海拔高度、經(jīng)度和緯度的柵格圖層。

        3.2.2 區(qū)劃指標(biāo)小網(wǎng)格推算模型的建立 氣候資源由于緯度、海陸分布、地形地貌以及下墊面性質(zhì)的影響存在著明顯的空間差異。黎平縣已建成兩要素區(qū)域自動(dòng)觀測(cè)站,轄區(qū)內(nèi)25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有1個(gè)自動(dòng)觀測(cè)站,然而自動(dòng)觀測(cè)資料不到2 a,并不能代表氣候資料,若僅靠黎平縣1個(gè)站的氣候資料只能反映該站附近區(qū)域內(nèi)的氣候概況,不能代表整個(gè)縣的氣候情況。為了客觀反映黎平縣全縣適宜油茶種植的氣候要素值,有必要通過(guò)建立整個(gè)黔東南州(包括16個(gè)縣市)山地氣候的空間分析模型,以此來(lái)推算氣候區(qū)劃指標(biāo)在無(wú)測(cè)站地區(qū)的分布狀況,區(qū)劃因子與地理因子的關(guān)系模型可表示為[12]:

        Y=f(φ,λ,h) (1)

        式中Y為氣候區(qū)劃因子(如年平均氣溫、年平均降水等);φ、λ、h分別表示經(jīng)度、緯度、海拔高度。

        應(yīng)用黔東南州16個(gè)縣市1961—2000年40 a氣象觀測(cè)資料,統(tǒng)計(jì)分析得出年平均氣溫、降水量,7—9月平均氣溫、降水量以及9月平均氣溫、降水量,根據(jù)多元回歸分析方法[7],求出6個(gè)區(qū)劃指標(biāo)的氣候?qū)W方程(見(jiàn)表2)。

        從表2看出,各方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)在0.5705~0.9867之間,從回歸效果來(lái)看,降雨量方程不如溫度方程好,但都通過(guò)了α=0.01的顯著性檢驗(yàn)[7],表明方程回歸效果較好,利用它可進(jìn)行區(qū)劃指標(biāo)的小網(wǎng)格推算。

        3.3 油茶種植氣候區(qū)劃專題圖的制作

        在地理信息系統(tǒng)ArcGIS9.3平臺(tái)中,根據(jù)生成的柵格圖層,利用表2中的空間推算模型,分別推算出年平均氣溫、降水量,7—9月平均氣溫、降水量以及9月平均氣溫、降水量柵格圖層數(shù)據(jù),根據(jù)表1油茶適宜性區(qū)劃指標(biāo),將上述6個(gè)柵格圖層數(shù)據(jù),按照最適宜、適宜、次適宜、不適宜的標(biāo)準(zhǔn)同化(此處同化采用ArcGIS9.3中的重分類Reclassify方法而得)成一定的數(shù)值[7](如最適宜區(qū)范圍內(nèi)的數(shù)值統(tǒng)一同化為20,適宜區(qū)為15,次適宜區(qū)為10,不適宜區(qū)為5),最后將6個(gè)同化后的區(qū)劃指標(biāo)的柵格圖層進(jìn)行矩陣加法運(yùn)算,獲得一個(gè)總分值,再按照總分值的大小根據(jù)ArcGIS9.3自然斷點(diǎn)分級(jí)法[13]來(lái)劃分黎平縣油茶種植的最適宜、適宜、次適宜和不適宜氣候區(qū),見(jiàn)圖1所示。

        表2 油茶種植指標(biāo)各要素的空間模型

        圖1 黎平油茶種植氣侯區(qū)劃專題圖

        4 結(jié)果分析與區(qū)劃評(píng)述

        由圖1可知,黎平縣油茶的氣候適宜性基本呈自北向南遞增趨勢(shì),但又不完全是緯向分布,充分反映了山地等地形地貌因素的影響,在其他條件相同的情況下,氣溫隨海拔高度升高而降低,因此在黎平縣北部地勢(shì)較高鄉(xiāng)鎮(zhèn)不適宜種植油茶。具體分析如下:

        ①最適宜區(qū)。黎平縣最適宜區(qū)域占整個(gè)國(guó)土面積的32.1%,多分布在東部南部一線,從敖市、高屯、德鳳、中潮沿東部一線南壓至肇興、水口、龍額、雷洞都屬于最適宜區(qū),其中高屯、中潮、洪州最適宜區(qū)已占該鄉(xiāng)鎮(zhèn)國(guó)土面積90%以上,而西部一線巖洞、口江、雙江亦有大量最適宜種植油茶區(qū)。

        ②適宜區(qū)。適宜區(qū)主要集中在敖市、高屯、中潮、洪州等地,占該縣國(guó)土面積的21.7%。

        ③次適宜區(qū)。次適宜區(qū)占該縣國(guó)土面積的32.3%,分布在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),該縣中部一線所占比例較大。

        ④不適宜區(qū)。不適宜區(qū)分布最少,僅占該縣國(guó)土面積的13.9%,主要分布在縣北部德化、平寨、大稼、壩寨等鄉(xiāng)鎮(zhèn),雙江、地坪、龍額等鄉(xiāng)鎮(zhèn)也有少量分布。

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        S162

        B

        1003-6598(2011)05-0017-03

        2011-09-05

        楊益(1985-),女,助工,主要從事綜合氣象觀測(cè)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等工作。

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