四川省猕猴桃生态气候适宜性分析及精细区划研究

发布时间：2019-10-18

　　摘 要：利用四川省145个气象站点1981—2010年30年的气象数据，通过分析四川省主要猕猴桃产区县气候特点和影响猕猴桃生长的关键气象因子，选择了年均温、1月均温、7月均温、≥10℃积温、年降水、无霜期、相对湿度、日照作为四川猕猴桃生态气候适宜性区划指标，应用GIS空间插值技术推算出四川无测站区域500 m×500 m网格点上的气候要素值，采用模糊综合评判的方法确定区划指标权重，得到四川猕猴桃精细化气候适宜性区划图，再选择越冬冻害、芽膨大期冻害和日灼3种猕猴桃生长期内主要气象灾害，进行气象灾害风险区划，进一步对气候适宜区进行精细划分，以期为四川省猕猴桃产业合理规划布局和品质评价提供科学依据。结果表明：四川省猕猴桃种植的气候适宜区较广，高适宜区面积约 3.39×104 km2 ，适宜区面积约8.73×104 km2 ，次适宜区面积约8.46×104 km2 。初步分析整个四川盆地区均属于高适宜区，但是在加入3种气象灾害风险分析后，高适宜区进一步缩小到龙门山脉沿线和成都平原区。

　　关键词：猕猴桃;生态气候;适宜性;灾害风险;GIS;区划

　　0引言

　　猕猴桃是四川省的优势特色水果。自20世纪70年代中国把猕猴桃当作一种果树栽培以来，四川猕猴桃已基本形成了以苍溪县、都江堰市、什市、彭州市、蒲江县、邛崃市等地为中心，以安县、北川县、汶川县、芦山县等地为辐射区的猕猴桃产业带，主导栽培品种包括海沃德、红阳、金艳等"。从2005年开始，四川省猕猴桃种植进入新的时期，猕猴桃种植面积、产量增长速度不断加快。到2016年，全省猕猴桃种植面积达到3.812万hm"，产量21.7万t。作为中国猕猴桃生长的最佳适宜区和猕猴桃主产区之一，四川省的猕猴桃种植面积和产量均处于全国前列。

　　许多专家学者对猕猴桃生态气候适宜性及其区划作了大量研究，早期研究仅仅考虑了气温的影响2，由于海拔高度对气温分布有影响，也有部分论文对海拔指标和进行了讨论)。随着研究的深入和大量气象数据的公开共享，更多的论文构建起了包括气温(含积温)、降水、日照、相对湿度等指标的综合评价体系(5，对猕猴桃种植区划研究进入了新的阶段。近年来，随着全球气候变暖，极端灾害天气增多，农业气象灾害对农产品生产的影响逐步凸显，部分论文在农作物气候区划中针对性的引入了该类作物所遭受的主要气象灾害风险111，也分析了未来气候变化对猕猴桃种植的影响11，更加精细地刻画出了该类作物种植的最佳适宜区。

　　笔者利用中国气象数据共享平台提供的基础数据，对四川省猕猴桃生态气候适宜性进行了分析，并构建了常规气象指标加农业气象灾害风险指标的综合评价体系，并以此结果对四川省猕猴桃种植进行了精细气候区划，为合理利用气候资源发展猕猴桃生产，引导优势农产品形成区域化布局，建立优质猕猴桃商品生产基地提供科学依据。

　　1资料和方法

　　1.1研究区概况

　　被称为天府之国的四川，位于中国西南，地处长江上游，介于东经921-108912和北纬2603-34019之间，幅员面积48.6万kml11。全省地貌东西差异大，地形复杂多样，气候的地带性和垂直变化十分明显。按自然地理区划可分为四川盆地、川西北高原和川西南山地三大部分。东部四川盆地属中亚热带湿润气候区。该区热量条件好，全年温暖湿润，年均温 16~ 18℃，积温4000~6000℃，气温日较差小，年较差大，冬暖夏热，无霜期230~340天;盆地云量多，晴天少，全年日照时间较短，年日照仅1000~1400 h;雨量充沛，年降雨量 1000~1200 mm，50%以上集中在夏季，多夜雨。川西北高山高原属于高寒气候区。该区海拔高差大，气候立体变化明显，从河谷到山脊依次出现亚热带、暖温带、中温带、寒温带、亚寒带、寒带和永冻带，总体上以寒温带气候为主，河谷干暖，山地冷湿，冬寒夏凉，水热不足，年均温 4~12℃，年降水量 500~900 mm;天气晴朗，日照充足，年日照1600~2600 h。川西南山地属于亚热带半湿润气候区。该区全年气温较高，年均温 12~20℃，日较差大，年较差小，早寒午暖，四季不明显;云量少，晴天多，日照时间长，年日照时间为 2000~ 2600 h;降水量较少，干湿季分明，全年有 7 个月为旱季，年降水量900~1200 mm，90%的降水集中在5—10 月;河谷地区受焚风影响形成典型的干热河谷气候，山地形成显著的立体气候。

　　1.2数据及处理方法

　　以中国气象数据共享网的四川省145个气象站点1981-2010年共30年的逐旬、逐月、累年气温、降水、相对湿度、日照等数据进行分析，地形数据采用四川省90m的SRTM数据。行政区划数据为1：10万的分县数据。

　　把145个站点的气象指标与经度、纬度、海拔进行回归分析，结合DEM建立格网模型推广到全省，形成500 m分辨率的栅格图件，具体见相关文献-10。

　　2结果与分析

　　2.1主产区气候条件分析

　　近30年以来，四川省依托得天独厚的自然条件，培育了苍溪县、都江堰市和蒲江县三大猕猴桃主产区，辐射带动元坝区、汶川县、江油市、绵竹市、什郁市、沐川县、雨城区等周边县(市、区)，形成了龙门山脉猕猴桃优势产业带，川南的兴文县、川东的广安区等也有大量种植。四川猕猴桃主产区的气象要素特点详见表1、图1-3

　　2.1.1热量据文献[4]，猕猴桃适宜在气候冷凉、海拔较高区域种植，最适宜区要求年平均气温14-16℃，低于12.5℃或高于19℃均会抑制其生理活动。猕猴桃需要通过正常休眠后才能进入各个物候期，落叶是猕猴桃进入休眠期的明显标志，当气温降至10℃以下时开始落叶进入休眠状态。正常休眠需要日均气温低于 7℃的低温 500~700 h(约 20~30 天)，否则次年发芽不整齐，花芽有枯死脱落现象，四川省猕猴桃休眠期多为 12月至次年2月，极端最低气温高于-3℃(80%保证率)才能满足猕猴桃果树安全越冬，当气温低于-5℃时，猕猴桃果树主干容易受冻。3 月猕猴桃进入春梢生长期，根据已有文献对新梢生长量和同期气象资料分析的结果显示，温度对春梢生长量影响最大，其下限温度为 10℃，适宜温度为 10~15℃。四川猕猴桃开花期一般为5月，开花早晚喝开花数多少与温度关系密切，平均气温为 12~16℃最适宜，低于 10℃会导致果树开花推迟，且低温常与阴雨天气相随，易诱发溃疡病发生;高于16℃则会导致果树开花提前。果实发育和成熟期为6至10月，从结果至成熟一般历时130~160天，需大于10℃的积温2800~3000℃，最热月(7月)平均气温应为 21~26℃，低于 21℃或高于 26℃时，果实生长受阻。品质形成期(8 月)需要昼夜温差超过 8℃，低于 5℃则会影响果实干物质积累。

　　2.1.2 水分 猕猴桃喜湿润，不耐干旱，也不耐洪涝积水，其生长一般要求年降水量1000~1500 mm，空气相对湿度70%~80%左右，多雨或干旱少雨均不利于生长发育。坐果期(4月)降水要适宜，过多或过少均会影响其结果。果实迅速膨大期(6—8月)需水量较多，最适宜降水量为 250~300 mm，当降水量少于 150 mm 时，会影响果实膨大速度，降水量多于 350 mm 时，则会引起根部渍涝，诱发溃疡病发生、发展，导致落果。

　　2.1.3 光照 猕猴桃耐阴、喜光、怕曝晒。幼苗期喜阴凉，怕强光直射;成年树喜阴湿，又需阳光照射，强光曝晒，会导致叶片焦枯，果实灼伤。所以，猕猴桃宜种植在有光照、较阴凉的山地。春梢生长期日照的影响仅次于温度，开花期(3月)和幼果期(6月)都需充足的光照，如果阴雨天气多，光照不足，则易造成花器官发育不全，坐果率低，果实极易脱落。品质形成期(8月)需要适宜的光照来积累糖分。

　　2.2气候区划指标确定

　　2.2.1指标选择通过对四川省猕猴桃主产区气候条件的分析，从热量、水分、光照等要素进行细分，参考了15篇相关文献，其时间跨度从1993-2017年，地区跨度包括陕西省、四川省、贵州省等长江中上游猕猴桃适生区域，初步筛选出了四大类影响因素。热量条件包括年平均气温、20℃积温、210℃积温、无霜期，反映了猕猴桃生长期对热量的需求：水分条件包括年降水量、年相对湿度，反映了猕猴桃生长时根系和叶、果实对水的需求，是典型的喜湿果树;日照条件包括日照时数、日照百分率，反映了猕猴桃喜光的生物学特性;其他条件包括了最冷月均温、最热月均温、年大风日数，由于猕猴桃作为一般果树，越冬期对极端低温有限制性要求，并且其叶片和果实都不耐高温，作为藤蔓植物，在挂果及收获季节也应避免大风影响。通过对引用文献的分析和征求园艺专家意见，最终将年平均气温值、年降水量、210℃积温、1月均温、7月均温、无霜期、相对湿度和日照这8个气候因子作为划分四川省猕猴桃栽培气候适宜区域的主要指标。

　　推荐阅读：猕猴桃栽培管理技术

　　摘 要：猕猴桃因其营养丰富，酸甜可口，健胃消食，在栽培中，其适应性强，产量高，倍受人们的喜爱，通过实践，总结出了一套猕猴桃栽培管理技术，供指导生产实践。

　　2.2.2指标阔值确定区划指标在参考国内有关研究的基础上，结合四川省猕猴桃主要产区气候特征，将指标阈值确定为4个等级，即高适宜、适宜、次适宜和不适宜，其指标值如下(表3)。

　　利用GIS技术，在实现区划指标空间化的基础上，根据指标阈值，建立单因子评价栅格图层Zi;综合评判值S则利用GIS空间叠加分析功能，采用线性加权法，将各指标评价栅格图进行迭加，得到气候综合评价栅格图4a，公式如(1)所示。结合园艺专家意见，根据对四川省主要猕猴桃生产的实地调查结果及上述因子对猕猴桃产量、品质影响程度确定各指标因子的权重集， α=(0.1，0.1，0.1，0.15，0.15，0.1，0.15，0.15)。

　　根据历史文献[22] 和专家意见，构建了四川省猕猴桃越冬冻害、芽膨大期冻害和日灼的气候风险指标，以 52个气象站点30年逐日气象数据分别统计各灾害强度及其发生频率，以灾害气候风险指数I作为灾害区划的指标，其表达式如(2)所示。

　　单项气象灾害气候风险指数计算公式如(3)所示。单项气象灾害气候风险指数=(1级频次×1/6+2级频次×2/6+3级频次×3/6)×100/年份 ……………… (3)

　　采用克里格插值法对单项气象灾害气候风险指数进行插值，以自然间断法划分为高风险、中风险、低风险三类区域。分布如图4b~d。

　　越冬冻害的分布为：高风险区主要位于阿坝、甘孜两州;中风险区主要位于绵阳西北部、阿坝州东南部、雅安西部、甘孜州东南部、乐山市中西部、凉山州东部和西部区域;省内其他区域为低风险区。芽膨大期冻害的分布为：高风险区主要位于阿坝州红原县、甘孜州石渠等县;中风险区主要位于阿坝州中部、甘孜州中部和南部区域;省内其他区域为低风险区。日灼的分布为：高风险区主要位于四川盆地东部达州市、巴中市、南充市和广安市以及川南的泸州市和宜宾市东南部;中风险区主要位于秦巴山区一带以及广元市、绵阳市东南部、德阳市东南部、遂宁市、资阳市东部、自贡市、内江市和乐山市东部边缘，攀枝花市南部;省内其他区域为低风险区。