基于GIS的貴州省黎平縣油茶氣候適宜性區(qū)劃

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 550002;3.貴州省冊亨縣氣象局，貴州 冊亨 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 550002;3.貴州省冊亨縣氣象局，貴州 冊亨 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個氣象觀測站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)占該縣國土面積的53.8%，不適宜區(qū)僅占13.9%。區(qū)劃結(jié)果對于該縣油茶種植發(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

茶油是我國的特產(chǎn)，被專家贊譽(yù)為“益壽油”、“國寶級特色資源”。聯(lián)合國糧農(nóng)組織已將茶油作為重點(diǎn)推廣的健康型高級食用植物油，市場前景十分廣闊。2010年，黎平縣油茶林總面積為0.95萬hm2，涉及17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，被列為國家油茶發(fā)展重點(diǎn)縣，該縣氣候、海拔、土壤等條件均適合油茶生長，據(jù)該縣規(guī)劃，至2025年，全縣將發(fā)展油茶5.3萬 hm3。其中新建高產(chǎn)油茶基地4.5萬 hm3，更新改造和撫育油茶林0.8萬hm3。力爭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，形成全國知名的油茶良種和侗鄉(xiāng)茶油精品品牌。

國內(nèi)外對油茶進(jìn)行了很多研究，在地理區(qū)劃方面，主要是針對其自然分布區(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)為評價單元，綜合分析氣候條件，并對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個縣市1961—2000年40 a氣象觀測資料，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，對氣候條件的適應(yīng)性很強(qiáng)，喜溫暖濕潤的氣候，是改造紅壤的主要樹種，其生長發(fā)育過程分為新梢、花芽、開花、結(jié)果、根系再生長5個部分。油茶樹對土壤的適應(yīng)性也很強(qiáng)，但對氣候條件要求較高。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造成落花、落果。要求有較充足的陽光(年日照時數(shù)要求1 500 h以上)，否則只長枝葉，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?，在氣溫相對較低(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)(見表1)。

表1 油茶適宜種植的評價要素及指標(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)域自動觀測站，轄區(qū)內(nèi)25個鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有1個自動觀測站，然而自動觀測資料不到2 a，并不能代表氣候資料，若僅靠黎平縣1個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，有必要通過建立整個黔東南州(包括16個縣市)山地氣候的空間分析模型，以此來推算氣候區(qū)劃指標(biāo)在無測站地區(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個縣市1961—2000年40 a氣象觀測資料，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個區(qū)劃指標(biāo)的氣候?qū)W方程(見表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，從回歸效果來看，降雨量方程不如溫度方程好，但都通過了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，獲得一個總分值，再按照總分值的大小根據(jù)ArcGIS9.3自然斷點(diǎn)分級法［13］來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，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)域占整個國土面積的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，占該縣國土面積的21.7%。

③次適宜區(qū)。次適宜區(qū)占該縣國土面積的32.3%，分布在各個鄉(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、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等工作。