金 垚，熊士斌，劉琰琰，張玉芳，上官昌貴

(1.四川省氣象局應急與減災處，四川 成都 610072；2. 成都信息工程大學大氣科學學院高原大氣與環(huán)境四川省重點實驗室氣候與環(huán)境變化聯(lián)合實驗室，四川 成都 610225；3.四川省農(nóng)業(yè)氣象中心，四川 成都 610072)

【研究意義】紅心獼猴桃起源于四川省廣元市蒼溪縣北部山區(qū)，其果肉綠中帶紅，口感甘甜，營養(yǎng)價值高，再加工產(chǎn)品線豐富，市場認可度好[1]。因其與蒼溪縣毗鄰，20世紀80年代已開始試種紅心獼猴桃，現(xiàn)已成為帶動當?shù)剞r(nóng)戶脫貧增收重要手段之一。旺蒼縣地形地貌和氣候條件與蒼溪縣差異較大，蒼溪縣以低山深丘為主，少量淺丘平壩夾雜其間，境內(nèi)最高海拔1377 m；旺蒼縣則屬典型山區(qū)縣，海拔跨度大(387.4～2273.5 m)，地形地貌復雜，氣候條件特殊，隨著紅心獼猴桃種植面積不斷擴大，其生態(tài)適宜性的空間差異化特征愈發(fā)明顯，不少農(nóng)戶和企業(yè)因盲目引種擴種，導致成果個頭小、口感差，蒙受巨額損失。而針對當?shù)丶t心獼猴桃生態(tài)適宜性區(qū)劃尚未見報道，難以滿足當?shù)卣?、農(nóng)業(yè)企業(yè)、種植合作社等對象日益增長的需求?！厩叭搜芯窟M展】前人針對獼猴桃種植生態(tài)適應性做了大量研究。張毅軍等[2]針對眉縣獼猴桃氣候條件進行分析，并據(jù)此對防災減災舉措進行研討；夏恒等[3]基于氣溫、光照、濕度等條件對水城縣獼猴桃氣候適宜性指標進行分析，得出了氣候適宜性定性結(jié)論；曾永美等[4]基于GIS技術(shù)開展重慶市萬盛區(qū)獼猴桃氣候適宜性區(qū)劃并得到可視化結(jié)果；陳玉龍[5]等結(jié)合ALOS衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，分析海拔、坡度、坡向、土壤等因素，得到六盤水市獼猴桃地理適宜性評價矢量圖。在川內(nèi)，葉麗君等[6]基于熱量條件，分析得到都江堰市紅陽獼猴桃種植氣候適應性可視化結(jié)果。以上研究或基于某幾種氣候條件，或基于地形土壤條件開展獼猴桃生態(tài)適宜性分析，填補了當?shù)孬J猴桃區(qū)劃空缺，對當?shù)孬J猴桃生產(chǎn)布局有較好指導作用，但統(tǒng)籌考慮氣候、土壤、地形條件的綜合型紅心獼猴桃生態(tài)適應性研究尚未見報道。為進一步趨利避害，合理規(guī)劃布局，降低生產(chǎn)成本，引導旺蒼縣政府、農(nóng)業(yè)管理部門和企業(yè)科學規(guī)劃種植紅心獼猴桃，促進產(chǎn)業(yè)增效、農(nóng)民增收?！颈狙芯壳腥朦c】本文利用旺蒼縣及周邊地區(qū)氣候觀測資料、地理信息資料，借鑒前人研究成果，從氣候、土壤、地形等多方面入手，建立旺蒼縣紅心獼猴桃生態(tài)適宜性指標體系，采用綜合區(qū)劃方法開展生態(tài)適宜性精細化區(qū)劃。【擬解決的關(guān)鍵問題】旨在為其規(guī)劃管理和布局推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域背景

旺蒼縣屬亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，降水充沛，光熱資源豐富，無霜期長，山地氣候明顯。地形上，旺蒼縣海拔跨度較大，地勢北高南緩，腹部低平，北部群峰雄踞，南部崇山突兀，腹部丘壩相間，溪河交錯，嘉陵江一級支流東河南北縱貫[7]。

1.2 資料來源

氣候數(shù)據(jù)來自于四川省氣象探測數(shù)據(jù)中心，1971-2017年旺蒼縣及其周邊共計24個氣象觀測站地面數(shù)據(jù)，包括日均氣溫、日均風速、日照時數(shù)、最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、20:00-20:00時降水量7項。土壤數(shù)據(jù)使用GIS的柵格數(shù)據(jù)，按照土壤類型分類對土壤類型數(shù)據(jù)柵格化，篩選出不同類型不同pH值土壤區(qū)域，數(shù)據(jù)來源于旺蒼縣土壤普查辦公室出版書籍《旺蒼土壤》[8]。地形數(shù)據(jù)使用國家基礎(chǔ)地理信息中心提供的1∶250 000的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)，利用工具箱中計算工具提取坡度坡向分布柵格數(shù)據(jù)。

1.3 適宜性區(qū)劃指標的建立

紅心獼猴桃屬多年生蔓生藤本果樹，一般實生苗栽后5年至6年結(jié)果，嫁接苗栽后2～3年結(jié)果。其主要生長階段分為萌芽期(3月初)、展葉期(3月底)、開花坐果期(4月中旬到5月中旬)、果實膨大期(5月下旬到8月)、成熟期(8月下旬)、營養(yǎng)積累期(采摘到11月底)、休眠期(12月到次年2月初)，紅心獼猴桃生長發(fā)育受氣候、土壤、地形等因素影響顯著。

1.3.1 紅心獼猴桃氣候適宜性指標的確定 紅心獼猴桃生長對氣候生態(tài)條件的要求主要有：溫度、降水、光照、風。為達到紅心獼猴桃質(zhì)優(yōu)、高產(chǎn)目的，將旺蒼縣氣候數(shù)據(jù)與獼猴桃氣候適應性指標進行初步對比，發(fā)現(xiàn)風速與濕度影響不大，并篩選出全年累計降雨量、全年≥10 ℃積溫、果實膨大期到成熟期(5-8月)日照時數(shù)、果實糖分轉(zhuǎn)化期(7月下旬到8月中旬)平均氣溫4個指標作為區(qū)劃指標。結(jié)合夏恒等、張麗芳等、池再香等[3,9-10]的研究成果，通過對旺蒼縣紅心獼猴桃實地考察，將旺蒼適宜紅心獼猴桃生長的區(qū)劃指標定為7月下旬到8月中旬平均氣溫大于等于25 ℃，年降雨量大于等于1000 mm，5-8月日照時數(shù)大于等于600 mm，大于等于10 ℃積溫大于等于5000 ℃(表1)。

1.3.2 紅心獼猴桃土壤適宜性指標的確定 土壤是紅心獼猴桃賴以生長基礎(chǔ)，以深厚、肥沃，富含腐殖質(zhì)并且排水效果較好的砂質(zhì)土壤為優(yōu)。獼猴桃植株喜酸，通過對旺蒼和周邊市縣實地調(diào)查，結(jié)合李百云等[11]針對陜西眉縣獼猴桃開展的土壤養(yǎng)分分析結(jié)果，將旺蒼種植紅心獼猴桃適宜pH 5.5～6.5。當pH 6.5～7.9時，即偏中性的土壤，生長較慢。當pH>于7.9時，易發(fā)生黃化病，不宜種植獼猴桃；當pH<5.5時，酸度過高，不適宜獼猴桃生長。因此，pH值區(qū)劃指標以5.5～6.5之間為適宜區(qū)，6.5～7.9為次適宜區(qū)，大于7.9和小于5.5為不適宜區(qū)。

1.3.3 紅心獼猴桃地形適宜性指標的確定 地形是影響作物種植的重要因素，主要包括坡度、坡向、海拔3個因子。經(jīng)過實際調(diào)查走訪，發(fā)現(xiàn)紅心獼猴桃適合種植在坡向為東南、東向，坡度在0～15°的緩坡，當坡度大于25°時，則易發(fā)水土流失，甚至山體滑坡，而東南向、東向日照時數(shù)較長，有利于春季萌芽期生長，避免了夏季午后太陽直射，造成萎蔫、果實灼傷等問題。紅心獼猴桃縱向分布較廣，海拔500～2000 m都有分布，以800～1800 m為宜，海拔過高溫度較低，會影響植株在夏季的熱量吸收，影響果實質(zhì)量，海拔過低，晝夜溫差較小，不利于果實營養(yǎng)物質(zhì)的積累使果實質(zhì)量下降。旺蒼縣地勢北高南低，植株更適合種植在南部低海拔地區(qū)與北部高海地區(qū)過渡帶的山坡上。由于獼猴桃喜東南向緩坡的特性，坡度指標定為0～15°為適宜區(qū)，>15°為不適宜區(qū)。坡向指標定為東向(67.5°～112.5°)、東南向(112.5°～157.5°)為適宜區(qū)、其他方向為不適宜區(qū)。

表1 旺蒼縣獼猴桃氣候適宜性區(qū)劃指標

1.4 數(shù)據(jù)處理

為方便、直觀得到精細化生態(tài)適宜性區(qū)劃，本次研究選用指標分級法，并使用ArcGIS(地理信息系統(tǒng))建立網(wǎng)格，結(jié)合小網(wǎng)格推算模型[12]，最后使用模糊數(shù)學方法[13]得出區(qū)劃結(jié)果。指標分級法[14]與聚類分析法[15]是當前農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作中經(jīng)常采用的方法[16]，本文利用GIS技術(shù)，通過指標分級法，將影響紅心獼猴桃的氣候指標、地形因素、土壤條件建立空間模型。因存在多種數(shù)據(jù)，所以使用模糊數(shù)學方法將各指標統(tǒng)一量化，結(jié)合各指標權(quán)重，再進行空間模型運算[17]，最后根據(jù)綜合指標分析結(jié)果進行精細化區(qū)劃，得出區(qū)劃圖，使指標分級可視化。

1.4.1 氣候區(qū)劃指標推算模型 以旺蒼縣及周邊地區(qū)觀測資料為基礎(chǔ)，構(gòu)建各區(qū)劃指標推算模型[18]，見公式(1)。

X=f(i,j,z)+ε

(1)

式中，X是區(qū)劃指標(平均氣溫、年降雨量、日照時數(shù)、≥10 ℃積溫)，i、j、z分別代表經(jīng)度、緯度、海拔高度，ε為殘差項，表示模型推算值和實際觀測值之差。利用多元線性回歸方程組，建立推算模型[19]，各區(qū)劃指標小網(wǎng)格推算方程如表2所示。

使用GISMAP軟件，以及國家基礎(chǔ)地理信息中心提供的1∶250000DEM數(shù)據(jù)，建立0.5 km×0.5 km小網(wǎng)格柵格數(shù)據(jù)，在每個網(wǎng)格中心點生成點數(shù)據(jù)，利用GIS集合計算功能，在屬性表中生成雙精度坐標數(shù)據(jù)，利用小網(wǎng)格推算模型，代入i(經(jīng)度)，j(緯度)，z(海拔高度)得到點數(shù)據(jù)區(qū)劃指標，利用反權(quán)重距離插值方法得到網(wǎng)格分布，與處理后的DEM數(shù)據(jù)疊加，得到各個氣候區(qū)劃指標在旺蒼縣的分布。

1.4.2 生態(tài)適宜性分析方法 將氣象站點數(shù)據(jù)與經(jīng)度、緯度、海拔高度結(jié)合，制作成屬性表，導入GIS，生成點數(shù)據(jù)，利用工具箱對點數(shù)據(jù)進行插值計算，得出各個氣候區(qū)劃指標在空間上的分布。在氣候指標空間分布基礎(chǔ)上，集合土壤指標、地形指標分布圖，結(jié)合模糊數(shù)學方法與各指標權(quán)重，建立紅心獼猴桃區(qū)劃模型。

由于區(qū)劃指標分為氣候、土壤、地形3類，7月下旬到8月中旬平均氣溫、年降雨量、5-8月日照時數(shù)、≥10 ℃積溫、土壤pH值、坡向、坡度共7種，為整合這7種數(shù)據(jù)，得到獼猴桃精細化區(qū)劃方案，使用模糊數(shù)學方法，建立隸屬函數(shù)[20]并對所有區(qū)劃指標數(shù)據(jù)類型進行經(jīng)驗性打分[21]，確定各個指標隸屬函數(shù)類型[20]，如表3所示。

表2 旺蒼縣氣候區(qū)劃指標小網(wǎng)格推算模型

表3 區(qū)劃指標函數(shù)類型

參考陜南獼猴桃適宜性評價及其區(qū)劃研究[19]，得到各指標權(quán)重：氣候指標權(quán)重0.6(7月下旬到8月中旬平均氣溫0.15，年降水量0.15，日照時數(shù)0.15，年≥10 ℃積溫/℃ 0.15)，土壤指標權(quán)重0.2(土壤類型0.1，pH 0.1)，地形指標權(quán)重0.2(坡向0.1，坡度0.1)。

得出區(qū)劃模型：

(2)

其中，K表示區(qū)劃模型得分，Xi表示區(qū)劃指標，ai表示各區(qū)劃指標所對應權(quán)重，j表示區(qū)劃指標總個數(shù)。

1.4.3 精細化生態(tài)適宜性區(qū)劃圖 通過氣候指標推算模型，計算各氣候指標分布柵格數(shù)據(jù)，結(jié)合地形柵格數(shù)據(jù)和土壤柵格數(shù)據(jù)，通過生態(tài)適宜性分析方法進行模型計算，得出旺蒼縣生態(tài)適宜性區(qū)劃柵格數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)分類，得到旺蒼縣精細化生態(tài)適宜性區(qū)劃圖[22]。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣候適宜性分析

2.1.1 單要素氣候適宜性指標分析 (1)7月下旬到8月中旬日平均氣溫。如圖1所示，按照區(qū)劃指標，劃分出氣溫低于20 ℃、20～25 ℃、大于25 ℃ 3類區(qū)域。低于20 ℃區(qū)域較少，主要分布在鹽河鄉(xiāng)、鼓城鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)、檬子鄉(xiāng)。這些區(qū)域由于氣溫不足，影響紅心獼猴桃果實糖分轉(zhuǎn)化，果實口味不佳，不適合種植紅心獼猴桃。大于25 ℃區(qū)域主要集中在旺蒼縣南部低海拔地區(qū)，低海拔地區(qū)氣溫較高，有利于紅心獼猴桃果實糖分轉(zhuǎn)化，果實品質(zhì)較高，這些區(qū)域是最適宜種植紅心獼猴桃的。氣溫在20～25 ℃的區(qū)域主要集中在旺蒼縣北部，南部東西向槽谷地區(qū)以外區(qū)域也有少量分布，由于海拔升高，氣溫有所下降，紅心獼猴桃糖分轉(zhuǎn)化效果不佳，定為次適宜種植區(qū)。

(2)年降水量。如圖2所示，由于紅心獼猴桃根系較淺，既不耐旱也不耐澇，對降水量要求較高，當年降水量小于1000 mm時，不適合紅心獼猴桃生長，需進行灌溉，增加成本，因此年降水量小于1000 mm地區(qū)定為紅心獼猴桃不適宜種植區(qū)，此類區(qū)域主要集中在旺蒼縣西南部，如白水鎮(zhèn)、尚武陣、嘉川鎮(zhèn)、東河鎮(zhèn)等地區(qū)，而年降水量大于1000 mm地區(qū)為紅心獼猴桃適宜種植區(qū)，除東西向槽谷地區(qū)的西側(cè)、南部及北部部分地區(qū)，旺蒼縣大部分地區(qū)降水量都是適宜的。

圖1 1971-2017年旺蒼7月下旬到8月中旬日平均氣溫分布

(3)5-8月的日照時數(shù)。如圖3所示，5-8月是紅心獼猴桃的果實膨大期到成熟期，對日照需求很高，如果日照時數(shù)不足，會影響紅心獼猴桃果實大小。

按照區(qū)劃指標，劃分出日照時數(shù)小于500、500～600 h、大于600 h三類區(qū)域。小于500 h區(qū)域分布主要集中在鹽河鄉(xiāng)、鼓城鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)，日照時數(shù)不足會導致紅心獼猴桃果實較小，不適合種植。大于600 h區(qū)域主要分布在旺蒼縣東西向槽谷地區(qū)，南部化龍鄉(xiāng)、木門鎮(zhèn)、九龍鄉(xiāng)等低海拔地區(qū)以及旺蒼縣北部部分低海拔區(qū)，這些地區(qū)日照充足適合獼猴桃生長，為適宜種植區(qū)。500～600 h區(qū)域主要分布在旺蒼縣北部海拔較高地區(qū)，這些區(qū)域能夠滿足紅心獼猴桃對日照基本需求，定為獼猴桃種植次適宜區(qū)。

圖2 1971-2017年旺蒼縣年平均降水量分布

(4)年≥10 ℃積溫。如圖4所示，積溫是研究有機體發(fā)育速度與溫度之間關(guān)系的一種指標，紅心獼猴桃對積溫需求為4500～6000 ℃/年，當積溫小于4500 ℃/年時，不利于紅心獼猴桃生長，因此圖中藍色區(qū)域，是紅心獼猴桃種植不適宜區(qū)域。當積溫大于5000 ℃/年時，紅心獼猴桃生長速度最快，因此圖中棕色區(qū)域為紅心獼猴桃適宜種植區(qū)。黃色區(qū)域，即4500～5000 ℃/年區(qū)域，較適宜獼猴桃生長，劃定為獼猴桃次適宜種植區(qū)。因此，獼猴桃積溫最適宜種植區(qū)集中在南部低海拔地區(qū)，積溫不適宜種植區(qū)在北部高緯度地區(qū)，次適宜種植區(qū)在最適宜種植區(qū)與不適宜種植區(qū)之間過渡帶上。

圖3 1971-2017年5-8月旺蒼縣日照時數(shù)分布

圖4 1971-2017年旺蒼縣年≥10 ℃積溫分布

2.1.2 氣候適宜性綜合分析 如圖5所示，對4個權(quán)重相等的氣候指標使用區(qū)劃模型進行打分，按照紅心獼猴桃生長對氣候條件的需求，因為4個氣候指標權(quán)重相等，且函數(shù)類型都為上戒型，將得分在0.95～1定為最適宜區(qū)，在此分段的區(qū)域都滿足氣候指標要求。而得分在0.8～0.95，基本滿足紅心獼猴桃生氣候條件需求，但可能某些條件不能完全滿足，產(chǎn)品品質(zhì)不如適宜區(qū)好，故定為次適宜區(qū)，其他區(qū)域為不適宜區(qū)。從適宜性區(qū)劃圖來看，旺蒼縣紅心獼猴桃種植氣候適宜區(qū)集中在旺蒼縣東南部，東西向槽谷東側(cè)以及南部的化龍鄉(xiāng)、木門鎮(zhèn)、九龍鄉(xiāng)等地區(qū)，旺蒼縣北部低海拔地區(qū)有少量分布。不適宜區(qū)主要集中在旺蒼縣北部，在東西向槽谷西側(cè)也有大面積分布，而次適宜區(qū)主要集中在適宜區(qū)與不適宜區(qū)之間，面積較少。

圖5 旺蒼縣獼猴桃氣候適宜性區(qū)劃

圖6 旺蒼縣紅心獼猴桃種植土壤適宜性分布

圖7 旺蒼縣坡向分布

圖8 旺蒼縣坡度分布

圖9 旺蒼縣獼猴種植地形適宜性區(qū)劃

2.2 土壤適宜性分析

如圖6所示，北部偏東主要為中山魚眼沙黃壤土區(qū)(pH 5.5～6.5)，西北和中部為中山黃壤土區(qū)(pH4.5～5.5)，東西向槽谷地區(qū)主要為低山中性紫色土區(qū)(pH 6.5～7.5)，槽谷中的平壩地區(qū)主要為平壩灰粽潮田土區(qū)(pH 5.5～6.5)，南部為中低山石灰性紫色土區(qū)(pH>7.9)。根據(jù)pH值區(qū)劃指標可知5.5～6.5之間為適宜區(qū)，6.5～7.9為次適宜區(qū)，大于7.9為堿性不適宜區(qū)，小于5.5為酸性不適宜區(qū)。因此，旺蒼縣東北部魚眼沙黃壤土區(qū)是紅心獼猴桃種植適宜區(qū)，西北和中部黃壤土區(qū)是紅心獼猴桃種植不適宜區(qū)，中性紫色土區(qū)集中的東西向槽谷地區(qū)，是紅心獼猴桃種植次適宜區(qū)，槽谷中平壩灰粽潮田土區(qū)和南部的中低山石灰性(堿性)紫色土區(qū)是獼猴桃種植不適宜區(qū)。旺蒼紅心獼猴桃土壤種植適宜區(qū)集中在北部和槽谷地區(qū)。

圖10 旺蒼縣獼猴桃生態(tài)適宜性區(qū)劃

2.3 地形適宜性分析

2.3.1 單個地形適宜性指標分析 如圖7所示，藍色區(qū)域是東向(67.5°～112.5°)、東南向(112.5°～157.5°)，朝向這兩個方向的坡地日照時數(shù)較長，有利于紅心獼猴桃春季萌芽期生長，也避免了夏日下午太陽直射造成日灼，是紅心獼猴桃種植的適宜區(qū)，而其他方向坡地則為紅心獼猴桃的種植不適宜區(qū)?？傮w來看旺蒼縣東、東南向坡地分布較為均勻。

如圖8所示，由于紅心獼猴桃根系較淺，適合種植在0°～15°的緩坡，并且緩坡不容易發(fā)生水土流失，因此坡度為0°～15°的緩坡紅心為獼猴桃的適宜種植區(qū)，坡度大于15°的地區(qū)為紅心獼猴桃的不適宜種植區(qū)。旺蒼縣南部海拔較低，北部海拔較高，南部有一條東西向的槽谷，而0°～15°的坡地在旺蒼縣較少，主要集中在西南部槽谷，化龍鄉(xiāng)、農(nóng)建鄉(xiāng)、木門鎮(zhèn)等地區(qū)。

2.3.2 地形適宜性綜合分析 如圖9所示，適宜區(qū)為東南向緩坡，主要集中在旺蒼縣南部，東西向槽谷地區(qū)，農(nóng)建鄉(xiāng)、五權(quán)鎮(zhèn)、化龍鄉(xiāng)等地區(qū)也有分布。次適宜區(qū)分布較廣，主要集中在東西向槽谷西側(cè)，而其他地區(qū)因為坡向和坡度條件都不滿足，為紅心獼猴桃種植的不適宜區(qū)。

2.4 生態(tài)適宜性分析

如圖10所示，通過GIS重分類工具，將柵格數(shù)據(jù)分類為圖中三類，統(tǒng)計得出各個類型的面積。參考陜南獼猴桃適宜性評價及區(qū)劃研究[19]，將旺蒼縣紅心獼猴桃種植生態(tài)適宜性分為3個等級：適宜區(qū)(0.75～1)、次適宜區(qū)(0.6～0.75)、不適宜區(qū)(0～0.6)。適宜區(qū)域得分超過0.75，面積為208.53 km2，主要集中在旺蒼縣東北部檬子鄉(xiāng)、英萃鎮(zhèn)、正源鄉(xiāng)斜線上，東西向槽谷地區(qū)的東側(cè)，以及南部農(nóng)建鄉(xiāng)、化龍鄉(xiāng)等地區(qū)。次適宜區(qū)域得分在0.6～7.5，面積為597.15 km2，主要集中在旺蒼縣南部，適宜區(qū)周圍。其余區(qū)域得分小于0.6，是紅心獼猴桃種植的不適宜區(qū)。

2.5 對比驗證

通過對旺蒼部分基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展調(diào)研，走訪農(nóng)技人員和獼猴桃種植農(nóng)戶，實地查看紅心獼猴桃種植環(huán)境，中部和北部大部分地區(qū)因為山區(qū)交通不便，運輸成本較高，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對較慢。旺蒼紅心獼猴桃產(chǎn)業(yè)是經(jīng)縣農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)一規(guī)劃與指導，主要集中于東西向槽谷地區(qū)，各地區(qū)種植面積都是經(jīng)過專家論證和政府決策后擬定的，對于驗證生態(tài)適宜性區(qū)劃很有參考價值(表4)。

其中黃洋鎮(zhèn)、木門鎮(zhèn)的結(jié)果與區(qū)劃不一致，可能由于當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門在規(guī)劃需要統(tǒng)籌考慮到交通運輸和其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展等因素，如黃洋鎮(zhèn)交通便利且煤炭資源豐富，鎮(zhèn)內(nèi)產(chǎn)業(yè)以采礦業(yè)為主，同時黃洋茶葉、核桃等產(chǎn)業(yè)也比較發(fā)達，一定程度上制約了獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3 結(jié) 論

本文基于GIS技術(shù)，結(jié)合旺蒼縣及其周邊站點1971-2017年的氣象數(shù)據(jù)和旺蒼縣地形、土壤數(shù)據(jù)，利用紅心獼猴桃生態(tài)適宜性區(qū)劃指標結(jié)合各因子權(quán)重，建立旺蒼縣紅心獼猴桃生態(tài)適宜性區(qū)劃模型，通過生態(tài)適宜性區(qū)劃分析，得出結(jié)論如下。

(1)旺蒼縣受特殊地理和氣候條件影響，縣域內(nèi)各區(qū)域，紅心獼猴桃種植生態(tài)適宜性差異較大。

(2)從氣溫上看，旺蒼縣大部地區(qū)的氣溫條件能夠滿足紅心獼猴桃生長發(fā)育需求，但北部鹽河鄉(xiāng)、鼓城鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)、檬子鄉(xiāng)的部分高海拔地區(qū)氣溫較低，容易影響紅心獼猴桃品質(zhì)，不適合種植；氣溫條件匹配較好的地區(qū)主要集中在旺蒼縣東西向槽谷地區(qū)和山區(qū)，以及北部西河、東河的河谷地區(qū)。旺蒼縣大部地區(qū)降水能夠滿足紅心獼猴桃全生育期的需要，但白水鎮(zhèn)、尚武鎮(zhèn)、嘉川鎮(zhèn)、東河鎮(zhèn)、黃洋鎮(zhèn)一線降水較少，對獼猴桃生長發(fā)育不利。日照是影響獼猴桃果實品質(zhì)的一個關(guān)鍵因素，鹽河鄉(xiāng)、鼓城鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)等少數(shù)地區(qū)日照明顯不足，會影響果實口感，東西向槽谷地區(qū)以及化龍鄉(xiāng)、木門鎮(zhèn)、九龍鄉(xiāng)等地日照充足，有利于果實糖分積累，提升品質(zhì)。從積溫條件上看，年均≥10 ℃積溫分布以槽谷地區(qū)和南部低海拔地區(qū)積溫最高，有利于紅心獼猴桃的生長發(fā)育，北部大部分山區(qū)積溫較低，為紅心獼猴桃種植不適宜區(qū)域。綜合各氣象因素可以看出，旺蒼縣紅心獼猴桃種植氣候適宜性，適宜區(qū)集中在旺蒼縣東南部和南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，北部河谷地區(qū)也有分布，不適宜區(qū)集中在旺蒼縣北部和東西向槽谷地區(qū)西側(cè)，其余地區(qū)為次適宜區(qū)。

表4 旺蒼縣2017年規(guī)模性種植獼猴桃鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積分布

(3)旺蒼縣紅心獼猴桃種植土壤適宜性，東北部沙壤土pH 5.5～6.5，最適合紅心獼猴桃生長發(fā)育，東西向槽谷地區(qū)大部土壤pH值7.5左右，屬于次適宜地區(qū)，其他地區(qū)pH值過高或過低，屬于不適宜區(qū)。

(4)旺蒼縣紅心獼猴桃種植地形適宜性，主要考慮因素為坡度和坡向，東南向的緩坡最適宜紅心獼猴桃生長發(fā)育，此類地形集中分布在旺蒼縣南部和東西向槽谷地區(qū)的農(nóng)建鄉(xiāng)、五權(quán)鎮(zhèn)、化龍鄉(xiāng)等地；次適宜區(qū)分布較廣，集中在東西向槽谷地區(qū)西側(cè)；其他地區(qū)為不適宜區(qū)。

(5)綜合考慮氣象、土壤、地形的影響后，得出旺蒼縣種植紅心獼猴桃生態(tài)適宜性區(qū)劃，適宜區(qū)位于旺蒼縣東北部東河河谷沿線(檬子鄉(xiāng)、英萃鎮(zhèn)、正源鄉(xiāng))，東西向槽谷地區(qū)的東側(cè)，以及南部農(nóng)建鄉(xiāng)、化龍鄉(xiāng)等地區(qū)，而次適宜區(qū)面積較大，主要集中在旺蒼縣南部，適宜區(qū)周圍。不適宜區(qū)主要位于旺蒼縣北大部分高海拔山區(qū)。

4 討 論

(1)在以往生態(tài)適宜性區(qū)劃或農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃等研究中，研究區(qū)域越大(地區(qū)級或省級)，氣象觀測站點越多，歷史觀測資料越詳實，越適宜采用聚類分析法、模糊數(shù)學法等定量數(shù)理方法進行區(qū)劃。與重疊法和指示法等定性研究方法相比，其區(qū)劃成果精度更高，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效果更好[15,23]。如喬麗等[24]采用聚類分析法，將陜西省劃分為8個生態(tài)農(nóng)業(yè)干旱相似區(qū)分析得到空間分布結(jié)果；高永剛等[25]利用WOFOST模型，采用動態(tài)聚類分析法，得到黑龍江省馬鈴薯9大區(qū)域氣候生產(chǎn)力；李作為等[26]利用柵格劃分法得到修文縣獼猴桃生長適宜區(qū)劃。四川受特殊氣候條件和地理條件影響，各類氣候要素時空分布不均特征明顯，導致“一鄉(xiāng)一品、一縣一業(yè)”現(xiàn)象突出。如紅心獼猴桃在川內(nèi)經(jīng)多年推廣，仍分散分布在蒼溪、旺蒼、蒲江、都江堰、什邡等縣(市)。開展縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級精細化區(qū)劃，符合這些地區(qū)農(nóng)業(yè)企業(yè)、專合組織、種植大戶等對象需求，對紅心獼猴桃生產(chǎn)指導意義更好。縣級和以下級別行政區(qū)，氣象觀測站點稀少，旺蒼作為國家級貧困縣，縣域內(nèi)和周邊僅有24個自動氣象站，采用聚類分析法易導致區(qū)劃結(jié)果與實際偏離過大。指標分級法雖具有分級標準機械的缺點，但對縣級分析對象已足夠，且本研究通過查閱研究資料、走訪當?shù)剞r(nóng)技人員與氣象專家，對指標進行不斷修訂，提高精度，區(qū)劃結(jié)果與實際情況對比后也驗證了這一點。因此，在區(qū)劃區(qū)域較小，數(shù)據(jù)資料來源有限時，結(jié)合當?shù)貙嶋H選用指標和區(qū)劃方法，有利于提高區(qū)劃科學性和準確性。

(2)某種作物是否適合在某地種植，其實際影響因素眾多，如氣候、地貌、土壤、植被、水系、交通、人口、化肥、城鎮(zhèn)化水平等，這些因素之間也存在相互影響和相互作用。屈振江等[27]結(jié)合最大熵(MaxEnt)模型針對中國主載獼猴桃品種開展氣候適宜性區(qū)劃，得出我國獼猴桃種植氣候適宜區(qū)面積序列，其中陜西省僅列第七，但實際上，陜西是全國最大獼猴桃生產(chǎn)基地[28]；莫建國等[29]應用經(jīng)驗正交函數(shù)分解法和模糊聚類法對貴州山區(qū)紅心獼猴桃進行氣候區(qū)劃，得出貴州西南部大部地區(qū)為紅心獼猴桃氣候最適宜區(qū)，但實際上貴州紅心獼猴桃種植集中在水城及周邊區(qū)域，其面積遠小于區(qū)劃最適宜區(qū)；吳丹等[30]針對水城和蒼溪獼猴桃種植區(qū)氣候條件進行相似性分析，得出水城氣候適宜性更好的結(jié)論，但實際上蒼溪紅心獼猴桃產(chǎn)量較水城更高。本文研究過程中發(fā)現(xiàn)，旺蒼縣東西向槽谷地區(qū)土質(zhì)較好，土壤pH值適宜獼猴桃生長，地形平緩，有利于水土保持和人類活動，且高速公路在此區(qū)域規(guī)劃建設，人口優(yōu)勢和交通優(yōu)勢反哺帶動沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。本文從生態(tài)角度入手，選取氣候、土壤、地形3種生態(tài)因素進行分析，最大限度考慮了客觀自然條件的影響，且結(jié)合GIS技術(shù)，形成了可視化的區(qū)劃圖，相較于以往的獼猴桃適宜性區(qū)劃研究考慮區(qū)劃因素更為全面，分析結(jié)果更詳細、直觀，與實際情況吻合度高，能夠為當?shù)卣Q策部門和企業(yè)規(guī)劃管理紅心獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有價值的參考。

(3)近年來氣候變化加劇，對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)影響很大，范澤孟等[31-33]針對氣候變化的趨勢以及氣候變化對我國農(nóng)業(yè)氣象資源、生物環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響進行了研究，指出區(qū)域性干旱將成為未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴重挑戰(zhàn)。本文在研究過程中發(fā)現(xiàn)，旺蒼受山區(qū)地形制約，灌溉條件有限，紅心獼猴桃產(chǎn)量與品質(zhì)對降水量響應敏感。下一步工作中，準備通過野外樣方數(shù)據(jù)采集，利用手持GPS進行精確定位和數(shù)據(jù)采集，結(jié)合遙感手段作面積提取，開展紅心獼猴桃生態(tài)適宜性區(qū)劃時間演變分析，并進行更精確的結(jié)果驗證。