紹興市香榧精細化生態區劃

楊祥珠，婁偉平，孫 科

(1.紹興市氣象局，浙江 紹興 312000；2.新昌縣氣象局，浙江 新昌 312500)

香榧(Torreyagrandiscv. Merrillii)屬裸子植物紅豆杉科榧屬常綠喬木，是第三紀孑遺植物，為我國特有的珍貴多用途經濟干果樹種，是世界珍貴稀有干果之一。香榧在我國栽培已有1 300多年，分布于長江流域以南的浙江、江蘇、安徽、福建、江西、湖南、湖北、四川、云南和貴州等10個省，其中浙江省會稽山一帶是香榧的主產區，其產量占全國的90%以上[1]。隨著產業結構的調整，香榧因其良好的經濟和生態效益，成為我國近年來發展較快、經濟效益較好的經濟林樹種之一[2]。香榧從花芽分化到果實成熟需跨3年歷時29個月，每年5—9月雌樹上有果實兩代同掛枝頭現象，加上長期以來香榧主要分布在浙江省會稽山脈海拔200～800 m的低山丘陵地域,這種獨特的生物學特性和生態習性形成了香榧特殊的生境需求,導致香榧對生態環境需求的高度特異性[3-6]。以至一些地方出現香榧種植多年后仍未見經濟產出的現象。

綜合考慮氣候、土壤、地理特性等生態因子的生態區劃可以為農業產業規劃、名優農作物基地建設布局提供參考。近年來，我國學者基于縣級氣象站氣象資料、數字高程數據、土壤類型數字信息資料等數據開展了人參[7]、葡萄[8]、楊梅[9]等經濟作物的生態區劃。特有珍稀果樹是在特定的氣候、地形、土壤等自然環境因子組合下形成的,其適生環境條件具有高度的特異性。與一般性的植被生境相比較,由于其適生環境范圍窄,適宜性評價因子需要更細化、更有特異性[6]。我國南方以丘陵山地為主，地形復雜多變，光、熱、水等氣候因素空間分布差異較大[10-12]，造成作物氣候適宜度空間差異較大，影響作物生長發育[13-14]。縣級氣象站間距較大，插值得到的氣候資源精度過低，造成評價結果過于宏觀[15-17]。紹興市從2004年開始建設了間距5～7 km的自動氣象站，本研究利用國家級氣象站和自動氣象站資料、數字高程數據、土壤類型數字信息資料進行香榧精細化生態區劃，從而為香榧的擴種提供理論依據,促進香榧產業化發展和可持續利用。

1 材料與方法

1.1 資料來源與處理方法

1.1.1 資料來源

1972年1月至2016年12月紹興市、杭州市、寧波市、臺州市、金華市下屬各縣(市區)國家氣象站逐日氣象資料來自浙江省氣象局網絡中心；建于2004年后紹興市各區域自動氣象站的逐日氣象資料來自紹興市氣象局網絡中心；杭州市、寧波市、臺州市、金華市下屬各縣(市區)氣象資料來自紹興市各區域自動氣象站所在點的日照時數、降水量插值；1∶25萬基礎地理信息數據資料來自浙江省氣象局網絡中心；土壤類型數字信息資料來自農業局。

1.1.2 處理方法

利用現有的自動氣象站資料和所在縣(市區)國家氣象站資料采用支持向量機回歸法建立日氣溫資料序列[18]，統計各站點年平均氣溫、≥10 ℃活動積溫、各月平均氣溫。利用GIS建立氣溫統計值的空間分布擬合模型，結合各網格點的地理因子值，得到氣溫統計值的空間分布。利用現有的自動氣象站降水量資料采用多元回歸法和GIS技術建立旬降水量、旬雨日空間分布模型，利用縣(市區)國家氣象站歷史降水量資料和旬降水量、旬雨日空間分布模型得到旬降水量、旬雨日的空間分布[19-20]。建立起伏地形下紹興市可照時數的空間分布[21]，使用反距離權重法將國家級氣象站日照百分率內插到各網格點上，結合可照時數得到各網格點的日照時數[22]。

1.2 區劃方法和區劃指標

1.2.1 區劃方法

采用逐步分區法結合集優法開展香榧的適宜生態區區劃，即選擇與香榧生長發育、產量和品質形成有密切關系的氣候、土壤等因子作為指標，分別繪出這些指標值的分布圖，并將其疊加，然后根據各個地區所占有指標的數目，遵循生態最小因子律分3個層次開展適宜生態區區劃：先根據香榧需要的熱量和水分指標劃分出不同氣候區，在此基礎上，分析其對土壤、地質條件的特殊需求和典型性要求，劃分出香榧的不同生態區[23]。

1.2.2 區劃指標

冬季極端最低氣溫>-18.0 ℃，年積溫>3 000 ℃，香榧能正常生長結果[24]。紹興市各地氣候條件均能滿足香榧正常生長結果的要求。

氣候適宜性區劃指標。根據相關研究，影響香榧生長的氣候因子有年平均氣溫、活動積溫、高溫日數、日照時數、降水量等[25-27]。考慮到紹興市各地年降水量在1 400～1 600 mm，日照時數>1 400 h，能滿足香榧生長的需要，以熱量條件作為香榧的氣候區劃指標見表1。

表1 香榧的氣候區劃指標

生態區劃指標。最適宜香榧生長的土壤類型是山地黃泥土和黃泥土，全土層50～80 cm厚,土壤肥力好,有機質含量高。漬水比較嚴重的水稻土，以及土層<30 cm、酸性強、重石質土類土壤不利于香榧生長[6]。坡度和坡向是衡量地形的主要屬性特征之一,也是決定植被生境其他要素分異(如土壤、小氣候和水文等)的主導因子。香榧種植坡度6°～41°,其中最適宜的坡度是10°～30°。朝南坡日照充足，適宜香榧生長。

表2 香榧的生態區劃指標

注：坡向定量描述以北為0°，順時針遞增，東為90°，南為180°，西為270°等。

2 結果與分析

根據香榧氣候區劃指標和生態區劃指標，在GIS軟件平臺上分別做出區劃圖并疊加，以各指標均為適宜的區域為適宜區，以各指標中有一個或以上指標為不適宜的區域為不適宜區，其他為次適宜區，制作出紹興市香榧種植100 m×100 m氣候生態區劃。紹興市依海拔可劃分為平原不適宜發展區、丘陵河谷次適宜發展區、低山適宜發展區、山區次適宜區和高山不適宜發展區。

2.1 平原不適宜發展區

該區位于市境的北部，包括紹興—上虞的水網平原，濱海平原，諸暨盆地、新嵊盆地、三界—章鎮盆地中部。年平均溫度16.1～16.5 ℃，最冷月平均溫度3.9～4.2 ℃，最熱月平均溫度28.3～29.1 ℃，3月底至11月中旬，日平均氣溫≥10 ℃。≥10 ℃的活動積溫5 106～5 244 ℃，年降水量1 298～1 472 mm，年日照時數1 900～2 000 h，年平均空氣濕度80%左右。該區海拔<100 m，氣溫較高，降水較少，不利于香榧高產。

同時該區地勢低平，水網密布，大部分地下水位≥80 cm，土壤以潴育型、脫潛潴育型、潛育型水稻土為主，漬水比較嚴重。就其土壤條件和土地資源的合理利用來講，該區屬不適宜香榧發展種植區。

2.2 丘陵河谷次適宜發展區

該區位于諸暨盆地、新嵊盆地、三界—章鎮盆地向山區的延伸地區。年平均氣溫16.2～17.2 ℃，最冷月氣溫3.7～4.8 ℃，最熱月氣溫28.3～29.4 ℃，≥10 ℃的活動積溫5 120～5 413 ℃。是全市氣溫最高，熱量資源最豐富的區域，最高氣溫高是該區的氣候特征之一，年最高氣溫≥39 ℃的頻率25%～40%；同時最低氣溫又低于水網平原，年極端最低氣溫達-13.4 ℃。年降水量1 300～1 650 mm，空氣相對濕度<80%，因此，蒸發大，年平均蒸發量1 260.7 mm，比水網平原多120 mm左右。由于該區氣溫高，光照強，高溫概率大，空氣濕度小，溫度變化大，盛夏期雨量較少，故不利香榧的栽培與高產。

該區地形起伏明顯，相對高度一般在100～250 m，土壤以潴育型水稻土和紅壤、黃紅壤為主，對香榧高產比較適宜的土種分布比較廣，利于發展香榧生產。

該區屬于紹興市農林牧用地中，糧、油、茶、菜、果、藥等種植業綜合經營地區，土地利用競爭突出。根據香榧適生的土壤、氣候條件和合理的用地結構，該區應作為香榧次適宜發展區。

該區發展香榧生產具有一定的前景。可向小片、分散、套種3個方面發展。利用丘陵坡地適宜栽種香榧土壤的類型多、面積大的條件和根據多種經營爭地劇烈的情況，建立小片生產基地，并利用香榧適宜套種的特點，因地制宜進行間作套種和分散零星種植，搞立體生態農業，以提高土地利用率和生產率。同時結合綠化，利用房前屋后種植，既美化環境，又可增加收入。

2.3 南部低山適宜發展區

該區由紹興市西部的龍門山、中南部的會稽山、東部及東南部的四明山和天臺山山體組成。年平均氣溫12.3～16.1 ℃，最冷月平均氣溫0.6～3.4 ℃，最熱月氣溫24.1～28.7 ℃，≥10 ℃的活動積溫3 700～5 000 ℃，年降水量在1 400～1 700 mm。由于該區氣溫較低，降水較多，所以香榧的生態氣候條件較好，尤其是丘陵低山地區，夏季溫涼，7月下旬至8月下旬的平均氣溫24.5～27.8 ℃，5—8月的平均氣溫<25 ℃，高溫日數少，一般無>39 ℃的高溫，最高氣溫<37 ℃的頻率>50%。山區夏季雷陣雨較多，森林、植被的覆蓋較大，因而空氣濕度也較高。這些生態氣候條件對于香榧高產是比較有利的，尤其是海拔400～600 m、向陽、通風的山坡和崗背地，暑熱和寒風的影響小，更適宜香榧的高產優質栽培。不過山區地形復雜，地形對日照的遮蔽較大，山岙內日照不足，山頂風速大，北坡、西北坡和東北、西北的山谷受北風直接侵襲，不利香榧的高產和穩產。

該區地形起伏大，海拔在250～600 m，土壤以黃紅壤和黃壤為主。該區土地面積占全市土地總面積的37%左右，而適宜香榧高產的黃泥土和山地黃泥土面積占全市的54%，特別是諸暨，占全市的50%。可見，本區發展香榧生產的土壤條件較好，諸暨更為優越。就土地資源方面而言，對于發展新的香榧林，建設香榧生產商品基地，該區具有豐富的資源優勢。

2.4 山區次適宜區

該區海拔在600～750 m，年平均氣溫12～13.4 ℃，最冷月平均氣溫1～2.0 ℃，最熱月氣溫24.1～28.7 ℃，≥10 ℃的活動積溫3 000～4 200 ℃，年降水量>1 600 mm。由于冬季氣溫較低，同時風速較大，不利于香榧高產栽培。

2.5 高山不適宜區

該區海拔>750 m，年平均氣溫<12.0 ℃，最冷月平均氣溫<1.5 ℃，≥10 ℃的活動積溫<3 200 ℃，年降水量>1 600 mm。由于冬季氣溫低，不適宜種植香榧。

3 小結與討論

本區劃采用GIS技術和小網格分析方法，將紹興市香榧種植劃分為適宜區、次適宜和不適宜種植區，區劃結果更細致、更精確，也較符合實際分布，為進一步優化香榧種植布局提供了科學依據。

紹興市夏季易出現高溫干旱。香榧抗旱性較強，高溫干旱對香榧當年產量影響不大，如2003年8—9月紹興香榧產區出現50年一遇的長期干旱天氣，與2002年相比，因干旱造成的減產率在10%以內。但高溫干旱對枝芽發育、雌雄花芽分化與發育影響較大，導致第3年減產。與低丘平原地區相比，海拔>250 m地區高溫出現概率低，有利于香榧枝芽發育、花芽分化與發育。

香榧根系生長需土壤通氣性好的環境，如土壤積水，新根生長受抑制進而影響細胞分裂素合成，引起正在膨大的幼果脫落。紹興市海拔250～600 m區域以斜坡為主，不易形成積水，有利于香榧根系生長。

[1] 陳力耕,王輝,童品璋.香榧的主要品種及其開發價值[J].中國南方果樹,2005,34(5):33-34.

[2] 薛國琴.區域特色農產品及發展現狀分析：以浙江香榧產業為例[J].農業經濟,2011(3):44-46.

[3] 任欽良.香榧生物學特性的研究[J].經濟林研究,1989,7(2):56-60.

[4] 黎章矩,程曉建,戴文圣,等.香榧品種起源考證[J].浙江林學院學報,2005,22(4):443-448.

[5] 韓寧林，王東輝．香榧栽培技術[M]．北京:中國農業出版社，2006：1-17．

[6] 王小明,王珂,敖為赳,等.基于空間信息技術的香榧適生環境因子分析[J]．應用生態學報,2008,19(11):2550-2554．

[7] 賈光林,黃林芳,索風梅,等.人參藥材中人參皂苷與生態因子的相關性及人參生態區劃[J].植物生態學報,2012,36(4):302-312.

[8] 李紅英,張曉煜,韓穎娟，等.基于GIS的中國北方干紅酒用葡萄品種生態區劃[J].生態學雜志,2014,33(11):3081-3087.

[9] 陳守智,李正麗,徐麗梅,等.云南省楊梅生態區劃的研究[J].云南農業大學學報,2004,19(3):307-310.

[10] 王麗,邱新法,王培法.復雜地形下長江流域太陽總輻射的分布式模擬[J].地理學報,2010, 65(5):543-554.

[11] 張丹,邱新法,曾燕.浙江省高分辨率氣溫空間分布圖的計算與繪制[J].大氣科學學報,2011,34(2):215-224.

[12] 潘虹,邱新法,高婷,等.基于TRMM 和 NCEP-FNL數據的降水估算研究[J].水土保持研究,2014,21(2):116-122.

[13] 侯劍.雜交油菜制種提高母本制種結實率的研究Ⅱ.不同海拔高度對母本結實率和產量的影響[J].種子,2004,24(3):36-38.

[14] 王輝,覃鴻妮,呂學高,等.不同海拔下玉米生物學干重的動態變化研究[J].玉米科學,2012, 21(3):51-55.

[15] 史舟,管彥良,王援高,等．基于GIS 的縣級柑橘適宜性評價咨詢系統研制[J]．浙江大學學報(農業與生命科學版)，2002,28(5)：492-498．

[16] 唐嘉平，劉釗．基于GIS 的特色經濟作物種植適宜性評價系統[J]．農業系統科學與綜合研究，2002,18(1)：9-12．

[17] 鄧振鏞，尹憲志，陳艷華．甘肅三種特色作物氣候生態適應性分析與適生種植區劃[J]．南京氣象學院學報，2004,27(6)：814-821．

[18] 婁偉平,吉宗偉,邱新法,等.茶葉霜凍氣象指數保險設計[J].自然資源學報,2011,26(12):2050-2060

[19] MARQUINEZ J, LASTRA J, GARCIA P. Estimation models for precipitation in mountainous regions: the use of GIS and multivariate analysis[J]. Journal of Hydrology,2003,270 (1/2):1-11.

[20] 何紅艷,郭志華,肖文發.降水空間插值技術的研究進展[J].生態學雜志,2005,24(10):1187-1191.

[21] 曾燕, 邱新法, 繆啟龍, 等. 起伏地形下我國可照時間的空間分布[J].自然科學進展, 2003, 13 (5): 545-548.

[22] 孫嫻,王娟敏,姜創業,等. 陜西省山地日照時間的空間分布特征[J].自然資源學報,2010,25(4):625-635.

[23] 張 磊,張曉煜，段曉鳳，等.我國北方赤霞珠葡萄生態區劃[J].生態學雜志, 2014,33(11): 3102-3106.

[24] 程曉建,黎章矩,戴文圣，等.香榧的生態習性及其適生條件[J].林業科技開發,2009,23(1):39-42.

[25] 吳君根, 劉宇.香榧山核桃高產技術問答[M].北京:氣象出版社,1994：1-30.

[26] 周永忠,婁偉平.氣象條件對諸暨香榧生產的影響[J].安徽農業科學,2008, 36(15): 6340-6341, 6366.

[27] 王小明,王珂,秦遂初,等.香榧適生環境研究進展[J].浙江林學院學報,2008, 25(3):382-386.