基于GIS的陜北紅棗生態適宜性空間分布格局研究

何釗全, 尚雪, 張銅會

基于GIS的陜北紅棗生態適宜性空間分布格局研究

何釗全1,*, 尚雪1, 張銅會2

1. 陜西省紅棗重點實驗室, 延安大學生命科學學院, 延安 716000 2. 中國科學院西北生態環境資源研究院, 蘭州 730000

作物的生態適宜性空間分布格局對于掌握作物生長適宜區域具有重要的作用。陜北紅棗, 作為該地區的特色經濟作物, 其生態適宜性分布特征尚不明晰。因此, 本文基于層次分析法確定適宜地形、氣候、土壤及植被因子權重, 通過地理信息系統(GIS)技術確定陜北地區紅棗生態適宜性空間分布等級和面積。結果表明, 陜北地區紅棗生態適宜區自陜北南部和東南部向西北和北部地區遞減, 年降雨量、年積溫及高程是限制紅棗在陜北西北部適宜生長的主要環境因子; 紅棗最佳生態適宜區和次適宜區主要集中于富縣、黃龍縣、甘泉縣及宜川縣。其中, 紅棗最佳適宜區和次適宜區面積在富縣分別達到5036.58 hm2、23114.25 hm2, 即富縣是陜北紅棗生態適宜性分布的最優區縣。一般適宜區主要集中于延長縣、綏德縣、清澗縣、延川縣、宜川縣、子洲縣及寶塔區。因此, 未來可以在紅棗優適宜區進行精準培育種植, 著重提升紅棗品質。在一般適宜區增加紅棗種植面積, 提高紅棗總產量。以期為該地區紅棗優化生產提供科學依據, 實現陜北精品紅棗規模化發展。

陜北紅棗; GIS; 生態適宜性; 空間格局

0 前言

陜北黃土丘陵溝壑區屬于溫帶半干旱氣候, 因其干燥少雨, 陽光充足, 溫差顯著, 成為世界紅棗起源地之一[1], 也是我國優質紅棗的主要栽培區。該地區的紅棗因其酸甜可口、富含蛋白質和維生素而聞名于世, 同時, 種植面積持續擴大[2], 已成為當地的特色經濟產業, 經濟、社會和生態效益顯著。近年, 隨著氣候變化加劇, 夏秋季持續降雨等氣象災害明顯增多, 對紅棗產量和品質的危害日益加重[3], 紅棗質量和數量已不能滿足市場需求。因此, 關于陜北黃土丘陵區紅棗生態適宜性分布探究成為當前紅棗研究的重點和熱點, 具有促進區域紅棗產業健康可持續發展的現實意義。傳統的適宜性分布研究采用野外實地調查與歷史資料考證相結合的方法, 耗時耗力, 結果缺乏一定科學性。因此, 利用新技術探究紅棗生態適宜性分布成為目前面臨的首要問題。

GIS技術因其快速便捷, 理論方法切實可行, 近年發展迅速, 前景良好。國內外諸多專家學者運用GIS技術研究了多種果樹的生態適宜性分布, 成果顯著。比如, 屈振江等[4]、Qu等[5]構建了蘋果種植分布與氣候因子的關系模型, 確立了蘋果種植適宜區響應氣候變化的敏感區域分布特征。李紅英等[6]、劉明春等[7]采用集優法和GIS技術相結合的方法, 綜合考慮了氣候和土壤條件, 研究了不同熟性的釀酒葡萄的生態適宜性區劃, 確立了早、中、晚熟葡萄的生態最適宜區, 為釀酒葡萄對區域優勢生態資源的充分利用提供了依據。金志鳳等[8]篩選了楊梅種植的氣候區劃指標后, 建立了區劃指標與經度、緯度和海拔高度的空間分析模型, 為區域特色作物的產業發展規劃提供了科學依據。車秀芬等[9]、Qiu等[10]對比了氣候變化下海南島香蕉種植氣候適宜性, 得出了各要素和氣候適宜性的空間變化圖, 為香蕉的種植合理布局提供了決策支持。何鵬等[11]、莫建國等[12]、屈振江等[13]分析了四川省主要獼猴桃產區氣候特點和影響獼猴桃生長的關鍵氣象因子, 劃分了四川省獼猴桃種植的氣候適宜區, 為確定獼猴桃限制生長的關鍵生態環境因子指明了方向。此外, 田家碩等[14]、Putinicǎ等[15]建立了適宜性評價的技術路線和方法, 評價了核桃的適宜性分布, 明確了最適宜區的比例, 并驗證了研究結果與實際生長狀況的吻合度。董光等[16]、Peng等[17]結合了MaxEnt生態位模型和GIS技術, 劃分了桔梗在全國范圍內的生態適宜性區域, 確立了桔梗適宜區面積和規模化人工栽培的合理區域, 也確定了桔梗生長的影響因子閾值, 驗證了模型精度。上述研究均具有一定的科學性和準確性, 而且證實了GIS技術省時省力, 具有在各類果樹適宜性分布研究方面的理論和實踐可行性。

目前, 關于紅棗的適宜性分布研究主要基于氣候因子[18–21]、水分因子[22]、立地條件[23]和坡度地貌[24]等方面, 但是關于結合地形、氣候、土壤和植被四種環境因子的紅棗生態適宜性分布及其驅動機制的研究很少。作為黃土丘陵溝壑區紅棗產地的代表種植區, 陜北地區紅棗產業優勢突出、特色鮮明、市場前景廣闊。但是, 該地區地形復雜, 傳統的調查方法難以準確得到其分布范圍。因此, 本研究選取適宜陜北地區紅棗生長的生態環境因子(地形、氣候、土壤、植被), 采用遙感矢量數據和GIS技術建陜北地區紅棗生態適宜性分布指標體系, 確定紅棗生態適宜性分布區域等級、范圍及面積。同時, 結合GPS定位儀野外實地調查采樣, 驗證模型精度, 確保研究結果準確性。項目研究旨在合理科學的反映陜北地區紅棗分布狀況, 為栽培種植和保護陜北紅棗資源提供理論依據。同時, 為擴大當地紅棗規模化人工栽培面積, 促進區域紅棗科技示范基地和園區建設, 發展地方優勢特色產業和經濟鏈, 促進陜北地區紅棗產業高效、健康發展指明方向。

1 研究區概況

陜北地區位于黃土高原中部, 地處35°02′ N—39°35′ N, 107°15′ E—110°15′ E, 總面積92 521.4 km2, 主要包括延安市和榆林市(圖1), 處于暖溫帶大陸性季風氣候向溫帶半干旱氣候的過渡地區, 年平均氣溫8 ℃—12 ℃, 年平均降水量約350—600 mm。土壤以栗鈣土、黃綿土為主。氣候干燥、光照充足, 而且晝夜溫差大, 非常適合紅棗生長發育, 因此是我國優質紅棗主要分布地和重要產區。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

本文采用的數據主要有DEM數據、研究區縣級行政矢量邊界、氣象柵格數據(年平均氣溫、年降水量、積溫≥10 ℃)、研究區土地利用數據。其中, DEM數字高程數據來源于USGS; 研究區縣級行政矢量邊界來源于地球大數據科學工程數據共享服務系統; 氣象柵格數據、土壤類型數據以及陜西省土地利用矢量數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心(http://www.resdc.cn/); 手持GPS野外實地調研采樣數據。

2.2 研究方法

2.2.1 適宜性環境因子選取

陜北紅棗的分布主要受到地形、氣候、土壤、植被、水文等因素的影響[25]。本研究結合川牛膝的生長特性和文獻資料, 選取直接影響陜北紅棗生長的地形、氣候、土壤、植被4個評價指標作為劃分依據。其中, 地形顯著影響陜北紅棗的生長和分布。本文依照文獻[25–26], 將適宜紅棗生長的海拔定為730—1100 m, 陽坡定為東南、南、西南方向。另外, 由于我國政府要求坡度大于25°的土地不得發展種植業, 鑒于考慮到發展紅棗規模化人工種植, 本文將適宜坡度定為緩坡(0—25°)[27]。氣候是紅棗生長發育的保障。依據文獻記錄[25], 將適合紅棗生長的年均氣溫定為9.6 ℃—11.1 ℃, ≥10 ℃積溫定為3000 ℃—3200 ℃, 年降水量定為430—580 mm。陜北紅棗對土壤的適應能力強。根據陜北棗區的土壤類型及相關文獻報道, 確定黃綿土、黑壚土及灰鈣土均適應于陜北紅棗生長[28]。此外, 基于文獻記載, 灌木地、林地以及草地均適于紅棗生長。考慮到陜北地區近年來退耕還林(還草)生態保護工程的實施, 需要持續保護草地生態, 因此確定陜北紅棗適合生長的地理類別為該區域溫帶落葉闊葉林[21]。

圖1 研究區位置

Figure 1 Location of the study area

2.2.2 數據預處理

利用ArcGIS10.6軟件的resample工具, 將獲取的環境數據統一重采樣為30 m分辨率。然后利用陜北地區的縣級行政矢量邊界圖對重采樣的環境數據進行裁剪, 依次得到陜北地區的DEM數據、氣象柵格數據、土地利用數據及土壤類型數據柵格圖。

2.2.3 環境因子提取

通過ArcGIS10.6軟件的空間分析工具(Spatial Analyst)提取紅棗適宜性環境因子, 分別從獲得的陜北地區DEM圖上提取適宜高程、坡度及坡向數據。氣象柵格數據上提取適宜年平均氣溫、年降水量及積溫≥10 ℃。從陜北地區土壤數據提取適宜土壤柵格數據, 從土地利用數據提取適宜的林地信息。

由于本次研究選取的適宜性指標量綱不同, 無法直接進行陜北地區紅棗分布適宜性指數的計算。因此選取極差法分別對數據進行標準化處理, 將各個環境因子值域確定為[0-1], 具體公式如下:

正相關指標:

式(1)中,a代表經過標準化處理后第個單元的第個指標的值;x代表第個單元的第個指標的原始值;x代表第個單元的第個指標的最大值;x代表第個單元的第個指標的最小值。

2.2.4 空間疊加分析

利用ArcGIS10.6軟件的柵格計算器工具(Raster Calculator)對提取的10個環境因子進行空間疊加分析, 得出適宜性數S。本次研究通過確定各環境因子的權重, 對計算結果進行等級劃分[29], 即適宜區(S≥90%)、次適宜區(90%>S≥80%)、一般區(80%>S≥70%)及非適宜區(S<70%)。尋找陜北地區紅棗生長適宜區分布, 同時剔除適宜區范圍內的城鎮建設用地、水域及未利用地, 最后對適宜區的面積進行統計。

2.2.5 適宜性環境因子權重確定

采用層次分析法將影響陜北紅棗生態適宜性分布的環境因子按順序分解為不同的層次結構, 采用1—9標度評分標準賦值建立判斷矩陣, 求出其最大特征值, 及其所對應的特征向量, 再經過歸一化處理得到各個指標的權重。最終對矩陣進行一致性檢驗。由此得出各環境因子權重(表1)。本文中, CR(一致性比率) ≤0.1, 說明判斷矩陣一致性好, 所得的指標權重是可以接受。

3 結果與分析

3.1 影響陜北紅棗生態適宜性分布的環境因子分析

利用ArcGIS10.6, 從本文獲取的地形、氣候、土壤及植被因子中提取出適宜陜北紅棗生長的高程范圍、坡向范圍和坡度范圍、年均氣溫范圍、≥10 ℃積溫范圍及年降水量范圍。同時, 從中國科學院資源環境科學數據中心獲取土壤類型柵格數據和陜西省土地利用數據中, 利用ArcGIS10.6, 提取適宜陜北紅棗生長的幾種土壤類型數據和林帶、城鎮建設用地、水域、未利用地等信息(圖2)。根據表1中各個環境因子的權重大小可知, 各環境因子對陜北紅棗的綜合評估順序為年均降雨量>≥10 ℃積溫>海拔>其他。說明陜北紅棗生態適宜性空間分布應首先考慮氣候因子和地形因子。由圖2可知, 適宜年均降雨量分布在陜北中南部地區。適宜年積溫分布在陜北南部, 主要以富縣為中心向周邊散狀線式擴張。適宜海拔分布在陜北沿黃河西岸諸縣。

3.2 陜北紅棗生態適宜性分布等級劃分

分析圖3可知, 紅棗生長最優適宜區和次適宜區面積小, 均分布在陜北南部區域, 主要以富縣為代表; 一般適宜區面積顯著大于最優適宜區和次適宜區, 分布在陜北中南部沿黃河西岸區域, 主要以綏德縣、清澗縣、延川縣及延長縣為代表。進一步統計可知, 陜北地區紅棗生長最優適宜區、次適宜區、一般適宜區的面積分別為8548.02 hm2、50732.19 hm2、887126.76 hm2。紅棗一般適宜區面積依次是最優適宜區和次適宜區面積的104倍和17倍。這充分說明鑒于陜北地區的地形、氣候、土壤及植被特征等生態環境因素所影響, 該地區紅棗生長主要表現為一般適宜區, 有利于紅棗生長的最優生態適宜區較少。進一步結合圖2分析可知, 限制紅棗在陜北西北和北部地區適宜生長發育的原因主要是溫帶落葉闊葉林帶的缺失, 年均溫、年積溫、年降雨量及高程的不適宜性。

表1 紅棗適宜性分布評估因子權重

注: CI和RI表示一致性檢驗指標; CR表示隨機一致性比率; CR<0.1, 說明層次總排序通過一致性檢驗。

圖2 影響陜北紅棗生態適宜性分布的適宜環境因子分布特征

Figure 2 The distribution characteristics of suitable environmental factors influencing the ecological suitability distribution of red jujube in northern Shaanxi

圖3 陜北紅棗生態適宜性等級劃分(圖3A表示紅棗生態適宜性總體分布格局; 圖3B、圖3C及圖3D分別表示紅棗優適宜區、次適宜區及一般適宜區)

Figure 3 Classification of ecological suitability of red jujube in northern Shaanxi (Figure 3A represents the overall distribution pattern of ecological suitability of red jujube. Figure 3B, 3C and 3D represent the optimal, sub-optimal, as well as general appropriate zones of red jujube, respectively)

3.3 陜北紅棗生態適宜性分布面積特征

由圖4A可知, 整體性來看, 紅棗總適宜區(包括最優適宜區、次適宜區及一般適宜區)主要分布在宜川縣、寶塔區及富縣。大小次序為宜川縣>寶塔區>富縣, 且顯著大于其他區縣。說明宜川縣、寶塔區及富縣相比其他區縣, 是極有利于陜北紅棗生態生長的區域。從不同適宜區等級劃分看, 首先, 紅棗最佳適宜區和次適宜區均主要集中于富縣、黃龍縣、甘泉縣及宜川縣, 且以富縣面積最為顯著。進一步統計可得, 富縣中紅棗最佳適宜區和次適宜區面積分別達到5036.58 hm2、23114.25 hm2, 分別達到陜北地區紅棗最佳適宜區和次適宜區總面積的58.92%、45.56%(圖4B、圖4C)。這充分說明, 陜北地區紅棗生態適宜性生長的最佳區域為富縣, 其次為黃龍縣、甘泉縣和宜川縣。其次, 由圖4D可知, 紅棗生長的一般適宜區的優略次序為延長(121809.78 hm2)>綏德(116037.00 hm2)>清澗(110462.22 hm2)>延川(102105.99 hm2)>宜川(99577.44 hm2)>子洲(77638.41 hm2)>寶塔區(75665.61 hm2)>其他。上述區縣的適宜區面積總和占比一般適宜區總面積的79.28%。說明, 陜北地區紅棗一般生態適宜性生長區域主要集中于延長縣、綏德縣、清澗縣、延川縣、宜川縣、子洲縣及寶塔區。

3.4 結果驗證

野外實地調研是對該文結果準確性的有力驗證。因此, 本文通過對本文得出的陜北地區紅棗生態適宜區(最優適宜區、次適宜區、一般適宜區)進行實地考察(圖 5)。本次陜北地區紅棗生態適宜性分布通過利用手持 GPS 進行精確定位和樣地數據采集, 主要通過觀測實地樣地紅棗實際種植規模和生長狀況驗證研究結果。通過GIS OFFICE 將野外測量所采集到的數據文件導入 ArcGIS10.6 中, 發現所選取的區域與通過 ArcGIS 軟件分析所得的適宜分布范圍結果基本一致。富縣棗樹的生長態勢最好, 體積高大、葉綠叢生, 其次為甘泉。但是, 該兩縣的棗樹呈現明顯的分散態勢, 棗樹種植密度小, 并沒有形成規模。延長縣、清澗縣以及延川縣棗樹整體的生長狀況一般, 棗樹體積和葉片面積較小。但是該三縣棗樹實際種植面積和種植密度明顯大于富縣和甘泉縣。這種不同區縣棗樹之間的差異也很有可能與當地的管理措施有關, 但是能夠在很大程度上從側面進一步證實本文結果的精確性。目前, 陜北紅棗主要著重在延長縣、清澗縣、延川縣、清澗縣及綏德縣等一般適宜區穩步種植, 而忽略了富縣、甘泉等優適宜區。因此, 由此驗證結果更加充分說明, 在陜北地區, 紅棗產業需要在優適宜區和一般適宜區均衡種植、發展。

圖4 紅棗生態適宜性空間分布面積(圖4A、圖4B、圖4C及圖4D分別表示紅棗總適宜區面積、最佳適宜區面積、次適宜區面積及一般適宜區面積)

Figure 4 The spatial distribution area of ecological suitability of red jujube (Figure 4A, 4B, 4C and 4D represent the total area, the optimal area, the secondary area and the general area of red jujube, respectively)

圖5 紅棗生態適宜區野外調查

Figure 5 Field survey of ecological suitable area of red jujube

4 討論

陜北黃土高原丘陵棗區光照充足, 氣候偏涼, 年降水少, 是我國主要的紅棗適生區之一。近年來, 隨著陜北紅棗產業的規模發展, 陜北紅棗種植面積不斷擴大, 紅棗生態適宜性空間分布評估及探究顯得尤為重要。綜合近幾十年陜北紅棗種植區氣候變化特征及其對物候期的影響, 陜北紅棗種植區氣候資源總體適宜紅棗產業發展[30]。紅棗的生長發育對氣候條件變化非常敏感。尤其強降雨量會對紅棗品質及產量均產生較大的影響[30]。本文通過層次分析法也得出, 在陜北紅棗生態適宜性空間分布評估中, 年降雨量是首先需要考慮的環境因子, 且適宜年均降雨量分布在陜北中南部地區。其次為年積溫和海拔。

利用年均溫、年降雨量、年積溫及年日照時數等指標進行陜北紅棗氣候區劃, 紅棗優生區從陜北東部向西區劃類型由適宜區向次適宜、不適宜逐漸過渡, 熱量不足是限制陜北西部紅棗發展的主要因子[18]。適宜區主要分布在宜川中東部、延長、延川、清澗、綏德、吳堡、佳縣東部、神木東部、府谷東部, 延安部分地區、子長東南部、子洲部分地區等。主要原因是該地區降雨量氣溫適中且光照充足, 有利于紅棗的生長和產量品質形成。在該研究的基礎上, 我們兼顧考慮了適宜地形、氣候、土壤及植被因子, 結合遙感數據和GIS技術精準綜合區劃了陜北紅棗生態適宜性空間分布特征后發現, 紅棗生長最優生態適宜區較少, 分布在陜北南部地區, 主要集中于富縣、黃龍縣、甘泉縣及宜川縣。其中, 最佳適宜區和次適宜區面積在富縣分別達到5036.58 hm2、23114.25 hm2, 是該地區紅棗生態適宜性分布的最優區域。一般適宜區大, 面積達887126.76 hm2, 分布在陜北中南部沿黃河西岸區域, 主要集中于延長縣、綏德縣、清澗縣、延川縣、宜川縣、子洲縣及寶塔區。因此, 一般適宜區是陜北紅棗生態適宜性分布的最主要的表現形式。綜合不同生態適宜區(包括最優適宜區、次適宜區及一般適宜區)發現, 宜川縣、寶塔區及富縣, 顯著大于其他區縣, 是極有利于陜北紅棗生態生長的的區域。和前者研究結果中適宜區表現不同主要是因為區劃方法和評估環境因子的差異所導致。郭兆夏主要采用評分函數結合氣候因子得出綜合區劃等級。我們是通過對諸多環境因子的空間疊加得到的適宜性指數等級區劃。雖然方法不同, 但是整體性結果是相近的, 即陜北中南部沿黃河諸縣均為紅棗適宜性生長的區域。最終通過野外實地驗證, 陜北生態適宜性分布評估結果精度高, 與實際區域特征相符。整體來看, 陜北紅棗生態適宜性分布區從陜北西南部、東南部向西北和北部地區遞減。限制紅棗在陜北西北和北部地區適宜生長發育的原因主要是溫帶落葉闊葉林帶的缺失, 年均溫、年積溫、年降雨量及高程的不適宜性。

目前, 陜北地區紅棗產業現狀主要有: 品種結構單一, 主要以‘木棗’和‘油棗’等傳統制干品種為主, 優良品種占比較低; 病蟲危害嚴重, 紅棗產量和品質較低[31]。同時, 由于氣候變化和育種技術的持續進步, 區域特色作物的適宜種植范圍在不斷擴大。因此, 在紅棗產業的規模化種植過程中, 應充分利用陜北地區不同生態適宜性等級區域的特征, 加大推廣、種植力度, 因地適宜, 在生態適宜區科學合理發展陜北精品紅棗新品種、種植面積, 實現傳統棗業向現代棗業的轉變。在最優適宜區通過精準新品種培育種植, 著重提升紅棗品質。在一般適宜區發展紅棗種植規模增加紅棗總產量。通過不同生態適宜性等級區域的合理利用和開發為該地區陜北紅棗的產業化精準培育提供科學依據。此外, 陜北地區近年來, 經濟發展持續穩進, 生態型社會形態穩步推進, 而且我國在“十四五”時期經濟社會發展的主題就是推進高質量發展。因此, 在我國和區域經濟社會發展條件的要求下, 該地區需要逐步建立陜北精品紅棗產業示范園, 通過均衡開展紅棗新技術研發示范和科技推廣服務, 實現紅棗優質高產種植和產業、經濟一體化可持續發展目標。同時, 需要持續關注限制紅棗在陜北西北部生長的環境因子變化動態, 為陜北紅棗生態適宜性分布的驅動機制探究奠定數據支撐, 有利于下一步深入科學研究。

5 結論

陜北紅棗生態適宜性分布存在不同適宜性等級的現象。整體性而言, 該地區紅棗生態優適宜區(包括最佳適宜區、次適宜區及一般適宜區)表現出自陜北南部及東南部向西北和北部地區遞減的趨勢, 這主要是因為西北和北部地區的年降雨量、年均溫、年積溫及高程的不適宜性所導致。

紅棗生長優生態適宜區較少, 分布在陜北南部地區, 主要集中于富縣、黃龍縣、甘泉縣及宜川縣。其中, 最佳適宜區和次適宜區面積在富縣分別達到5036.58 hm2、23114.25 hm2, 是該地區紅棗生態適宜性分布的最優區域。而一般適宜區大, 面積達887126.76 hm2, 分布在陜北中南部沿黃河西岸區域, 主要集中于延長縣、綏德縣、清澗縣、延川縣、宜川縣、子洲縣及寶塔區。

針對陜北紅棗品種單一和產量品質低的主要現狀, 今后, 在紅棗產業的規模化種植過程中, 最優適宜區進行精準品種培育種植, 著重提升紅棗品質。一般適宜區增加紅棗種植面積, 提高紅棗總產量。通過不同生態適宜性等級區域的綜合性均衡、合理開墾種植, 在該地區經濟社會發展條件的要求下, 建立陜北精品紅棗產業示范園, 逐步實現陜北特色精品紅棗在區域適宜生長的諸縣均衡發展, 同步達到紅棗產業示范園的規模化態勢和優質高產目標。

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Study on spatial distribution pattern of ecological suitability of red jujube in Northern Shaanxi based on GIS

HE Zhaoquan1,*, SHANG Xue1, ZHANG Tonghui2

1. Shaanxi Key Laboratory of Chinese Jujube, College of Life Science, Yan’an University, Yan’an, 716000, China 2. Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, 730000, China

Exploring the spatial distribution pattern of the ecological suitability of crop in northern Shaanxihas an important role in understanding the suitable region of crop growth. Jujube in northern Shaanxi, as a special cash crop in this region, its ecological suitability distribution characteristics is still fuzzy. As a result, the weight of the suitable terrain, climate, and soil for growing red jujube as well as vegetation factors were determined by the analytic hierarchy process in our study. The spatial distribution level and area of the ecological suitability of red jujube was determined based on geographic information system (GIS) technology. The results showed that the region with ecological suitability for growing red jujube in northern Shaanxi decreased from south and southeast to northwest and north. The annual rainfall, annual cumulative temperature and elevation were the main environmental factors restricting the suitable growth of red jujube in northwest and northern Shaanxi. The suitable region and sub-suitable region for growing red jujube were mainly concentrated in Fu County, Huanglong County, Ganquan County, and Yichuan County. In Fuxian County, the suitable and sub-suitable areas for growing red jujube were 5,036.58 hm2and 23,114.25 hm2, respectively; these two counties were considered the most suitable for growing red jujube in northern Shaanxi. Regions that were moderately suitable for growing red jujube were mainly concentrated in Yanchang County, Suide County, Qingjian County, Yanchuan County, Yichuan County, Zizhou County, and Baota District. In the future, in order to develop high-quality land for growing red jujube in northern Shaanxi, cultivation should occur in the optimum suitable region to improve the quality of red jujube. In addition, the area in which red jujube is cultivated should be increased in the general suitable region to increase the total production of red jujube.The aim is to provide scientific basis for the optimal production of jujube in this region and to realize the large-scale development of high-quality jujube in northern Shaanxi.

red jujube of northern Shaanxi; GIS; ecological suitability; spatial distribution pattern

何釗全, 尚雪, 張銅會. 基于GIS的陜北紅棗生態適宜性空間分布格局研究[J]. 生態科學, 2022, 41(5): 177–186.

HE Zhaoquan, SHANG Xue, ZHANG Tonghui. Study on spatial distribution pattern of ecological suitability of red jujube in Northern Shaanxi based on GIS[J]. Ecological Science, 2022, 41(5): 177–186.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.05.022

S157.2

A

1008-8873(2022)05-177-10

2020-09-03;

2020-11-18

國家自然科學基金項目(41371053, 30972422); 陜西省教育廳重點實驗室項目(20JS150)

何釗全(1990—), 男, 甘肅慶陽人, 博士,講師, 主要從事恢復生態學研究, E-mail: hzq@yau.edu.cn

何釗全