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科学技术论文

浅谈陇南山区核桃生态气候适宜性区划

时间:2019年01月05日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

下面文章通过对陇南山区20122015年核桃全生育期的气象和植物学特性的系统观测资料对比分析,得出核桃生长关键时段以及对其生长影响相关性最大的气象因子为年平均气温、年降水量、4月平均最低气温和7月平均气温,以此建立了更加切合陇南山区实际的核桃生态气

  下面文章通过对陇南山区2012—2015年核桃全生育期的气象和植物学特性的系统观测资料对比分析,得出核桃生长关键时段以及对其生长影响相关性最大的气象因子为年平均气温、年降水量、4月平均最低气温和7月平均气温,以此建立了更加切合陇南山区实际的核桃生态气候适宜性区划指标体系,并基于GIS技术制作出精细化核桃种植气候适宜性区划图。研究结果为指导陇南山区科学规划、合理布局、充分利用气候资源发展核桃产业,预防和减轻气象灾害损失提供了科学依据。

  关键词:陇南山区,核桃种植,生态适宜性,气候区划

江苏农业科学

  陇南是中国秦巴山地核桃最佳适生区之一,核桃栽培历史悠久,是全国著名的核桃之乡,目前,核桃种植面积22.667万hm2。由于受“山大沟深”立体气候及变化复杂性的影响[1-3],核桃产业的发展受到了地域性小气候条件的制约[4-6],因此,避免盲目发展,减免气象灾损,制定陇南山区核桃种植气候适宜性区划就显得十分重要和迫切。

  过去,国内已有部分专家对陇南山区核桃种植气候区划进行了一定的研究。田茂琳等[7-8]研究表明,陇南山区核桃生长较为适宜的年平均气温为9~16℃,年降水量为400~800mm;余优森等[9]研究表明,陇南山体的垂直高度和垂直气候层(带)各不相同,立体农业结构和作物布局类型有显著差异,1000~1500m最适宜核桃生长,2000m为核桃生长上限,800m为核桃生长下限;王志禄等[10]研究表明,陇南山区在海拔900~1500m的武都、文县、礼县、徽县、成县、康县、西和等地是核桃最适宜种植气候带。

  但是,由于受当时气象观测条件的限制,缺乏系统的、较长时间的实地核桃全生育期气象和植物学特性对比观测资料,加之气候变暖的影响[11],因此,制定的区划指标与实际有一定差距。随着近年来各乡镇区域自动气象站的建设,本项目首次将特色农业自动气象站建立在有较大规模的核桃种植基地或科研试验田,进行核桃全生育期气象和植物学特性的系统观测。

  通过对观测资料的分析并参考有关文献资料[7-8,12],寻找出核桃生长关键时段以及对其生长影响相关性最大的气象因子,以此研制出更加切合陇南山区实际的核桃种植气候适宜性区划指标,并基于GIS技术制作出精细化核桃种植气候适宜性区划图,并深入实地考察改进,它对指导陇南山区科学利用气候资源发展核桃产业,合理布局、避免盲目发展,减免气象灾损,确保丰收,具有重要的指导意义。

  1资料与方法

  1.1研究区概况

  陇南市地处青藏高原东侧边坡地带,气候条件属北亚热半湿润气候向暖温半干旱气候的过渡带,季风性气候特征显著,辖区内沟壑纵横,高山河谷交错分布,地势西北高、东南低,境内最高山峰海拔4187m,最低点海拔550m,地域性立体小气候特点十分明显[11,13-15],气象条件对核桃产业发展影响很大。

  1.2资料来源

  核桃全生育期气象与植物学特性分析资料来源于武都区城郊乡黄家坝村(陇南市经济林研究院试验田)和汉王镇佛堂沟特色农业自动气象站2012年3月—2015年12月观测资料,并结合市内其他核桃种植区调查对比观测资料综合分析;区划所用的气候资料由陇南市8县1区9个气象站提供。

  2结果与分析

  2.1核桃生长气象条件分析

  2.1.1核桃物候观测资料及分析

  观测品种‘香玲’‘、强特勒’和‘温185’为陇南市主栽核桃品种之一,核桃物候期‘温185’发芽最早,较‘香玲’早约10天‘,强特勒’发芽最晚,较‘香玲’晚约10天,2013年春季气温异常偏高,各品种物候期明显提前。

  2.1.2核桃生长气象条件分析

  影响核桃生长的主要生态气候条件有气温、降水量、光照等。气温正常年份,一般进入3月后,核桃芽萌动膨大,3月中旬—4月上旬展叶,3月底—4月中旬气温达14~15℃以上时开花,4月中、下旬—5月中、下旬气温17~18℃以上时幼果膨大生长,6月中、下旬气温大于20℃以上时果实硬核,8月中、下旬气温23℃左右时果实成熟,10月下旬气温降至10℃左右时落叶,从芽膨大至果实成熟全生育期170天左右。

  在年平均气温和果实生长期温度过高,降水量过多,湿度过大则产量及品质明显下降,一般早熟品种品质优于常规品种,并且,早熟品种因早期上市的价格优势使经济效益最佳[7-9]。

  2.1.3核桃新枝及果实生长变化分析

  核桃新枝主要在3—4月发育生长,2012年和2013年分别在5月中旬和4月下旬后开始缓慢生长‘。强特勒’新枝发育期较‘香玲’和‘温185’偏迟约10~20天,2013年2、3、4月平均气温分别较常年偏高2.0、5.6、1.6℃,季节提前,核桃新枝较2012年提前了20多天,从2月下旬开始迅速生长,因此,3—4月是陇南核桃新枝生长关键期。

  核桃果实主要在4—6月生长,6月底—7月上旬果实直径生长基本停止,进入成熟生长‘。强特勒’果实生长较‘香玲’和‘温185’偏迟约10~20天,由于2013年春季气温较2012年明显偏高,各品种果实生长2013年较2012年提前了20天左右,因此,4—6月是陇南核桃果实生长关键期。

  2.2基于GIS的陇南山区核桃气候适宜性区划

  2.2.1陇南山区核桃气候适宜性区划指标

  核桃芽期、花期最怕低温冻害,而历年陇南山区强降温、晚霜冻害大都出现在4月,若遇有日最低气温<1℃的低温晚霜冻过程,即可使花芽遭受不同程度的冻害而减产,若展叶期温度降至-4~-2℃时,新梢即被冻死,若遇-2~-1℃低温,花和幼果均受冻害。核桃果实成熟期要求晴朗的天气,气候凉爽,以利于核桃仁增多和油分积累,若温度过高,会抑制正常生长。核桃幼果迅速生长时,要求有充足的水分和养分,降水不足会影响产量的形成,但进入成熟期后需水相对较少,水分过多易造成核桃仁早熟和引发病害,影响产量。

  因此,温度、降水是影响核桃产量、品质的主要气象因子,通过对观测资料分析并参考有关文献[7-9,16],笔者选取核桃种植气候适宜性区划综合指标。

  2.2.2区划图制作说明[16,17-20]

  本研究采用GIS空间叠置分析方法,利用GIS系统提取陇南山区100m×100m网格的经度、纬度、海拔高度和乡镇、县级边界行政点的矢量数据,推算出每个因子在100m网格上的值,通过数据分析、残差分析、空间分析、叠加计算、无量纲化结果,按照区划要素权重系数年平均气温0.3,年降水量0.3,4月平均最低气温0.2,7月平均气温0.2,叠加得到核桃种植气候适宜性区划。

  2.2.3区划结果分析

  (1)最适宜种植区主要分布在康县、成县大部和徽县中南部、武都南部及白龙江流域、文县南部及白水江流域等地海拔1000~1600m的平川、浅山、丘陵、深山地带,该区土层深厚,肥沃疏松,气候优越。核桃花期受冻害的风险性小,果实生长期热量和降水量适宜,产量和果仁含油率高,品质优,上市早,市场经济效益好,是陇南山区核桃种植的重点发展区。

  (2)适宜种植区主要分布在康县、成县和徽县北部、礼县、西和中南部、两当县大部、宕昌中部、武都中部及白龙江流域、文县中部及白水江流域等地海拔900~1000m和1600~1800m的谷地及半山区。该区海拔较低区气候干热,较高区核桃花期存在着一定的冻害风险,但果实生长期热量和降水量较为适宜,核桃产量和果仁含油率较高,品质较优,上市较早,市场经济效益较好,是陇南山区核桃种植的发展区。

  (3)较适宜种植区主要分布在礼县北部和西部、西和县西部和东北部、两当县北部和南部、宕昌县中部、武都区、文县等地海拔800~900m的谷地和1800~2000m的高山区。该区海拔低区果实生长期气候干热,高区气温偏低,降水量偏多,核桃越冬期和花期存在着较大的冻害风险,因此,核桃产量和果仁含油率不高,品质较差,上市迟,市场经济效益一般,是陇南山区核桃种植的可发展区。

  (4)不适宜种植区主要分布在宕昌与礼县的北部和西部、武都和文县的西北部等地2000m以上的高寒阴湿山区和武都、文县南部海拔800m以下干热区(面积很小)。该区高寒阴湿山区核桃生长温度太低且阴湿多雨雪,冻害风险大,低海拔谷地气温偏高,对核桃果实生长不利,是陇南市核桃的不可发展区。

  3结论

  (1)气温正常年份,陇南山区核桃最适宜生长区新枝一般在3—4月生长最为迅速,伸长量最大,进入5月中旬后生长基本停止;核桃果实直径一般在4—6月生长最为迅速,生长量最大,6月底—7月上旬后生长基本停止,趋于成熟。

  (2)4月是陇南山区核桃发芽、开花和坐果盛期,最怕低温冻害,而历年陇南山区强降温、晚霜冻害大都出现在4月,使核桃花和幼果易遭受冻害。核桃果实成熟期要求晴朗的天气,气候凉爽,以利于核桃仁增多和油分积累,温度过高会抑制正常生长。核桃幼果迅速生长时,要求有充足的水分和养分,降水不足会影响产量的形成,但进入成熟期后需水相对较少,水分过多,易造成核桃仁早熟和引发病害,影响产量。因此,核桃生长主要受温度、降水条件的制约。

  (3)陇南市康县、成县大部和徽县中南部、武都南部及白龙江流域、文县南部及白水江流域等地海拔1000~1600m的平川、浅山、丘陵、深山地带气候优越,是核桃最适宜种植区;宕昌与礼县的北部和西部、武都和文县的西北部等地2000m以上的高寒阴湿山区温度太低且阴湿多雨雪,冻害风险大,同时,武都、文县南部海拔800m以下谷地(面积很小)气温偏高,对核桃果实生长不利,不适宜核桃种植。

  4讨论

  (1)本研究从实际观测资料出发,思路清晰,分析过程科学合理,得到的陇南山区核桃种植气候适宜性区划与笔者实地调查结果相符。因此,它对指导陇南山区科学利用气候资源发展核桃产业,合理布局、避免盲目发展,减免气象灾损,确保丰收,具有重要的指导意义。

  (2)本项目首次将特色农业气象站建立在有较大规模的核桃种植基地,连续4年坚持对核桃全生育期气象和植物学特性进行系统观测,弥补了过去资料的空白,并基于GIS技术制作出精细化核桃种植气候适宜性区划图,具有一定的先进性。

  (3)利用ArcGIS软件进行陇南山区核桃种植气候适宜性区划的研究,由于条件所限,所取实测气象资料的站点较少,不能代表各种地形地貌地理位置下的实际气候情况。因此,其结论与实际有一定差距,有待努力改进。

  参考文献

  [1]肖志强,樊明,赵彦锋.武都山区农业连阴雨灾害时空演变气候特征及风险区划[J].中国农学通报,2013,20(29):181-185.

  [2]肖志强,赵彦锋,吴巧娟.陇南山区干旱气候特征及其对农业生产的影响与灾害风险区划[J].干旱地区农业研究,2014,32(1):240-245.

  [3]肖志强,赵彦锋.陇南山区农业低温冻害气候特征及灾害风险区划[J].山西农业科学,2013,41(7):716-719,722.

  [4]肖志强,赵彦锋.陇南山区近40年农业冰雹灾害发生规律与风险区划研究[J].江苏农业科学,2014,42(3):323-326.

  [5]肖志强,林纾,尚学军,等.陇南山区春末夏初旱涝指数的确定与预测研究.[J]干旱地区农业研究,2006,24(3):26-30.

  [6]肖志强,樊明,赵彦锋.武都山区农业冰雹灾害发生规律及风险区划研究[J].中国农业资源与区划,2013,34(6):176-180.

  [7]田茂琳,李娜.特色果树生产建设技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2012:1-52.

  [8]田茂琳.陇南特色农业标准[M].兰州:甘肃科学技术出版社,2012:9-17

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