中圖分類號S567. 1+9 文獻標識碼A文章編號 0517-6611(2025)11-0204-06
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.11.042
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Study on the Climatic Suitability Zoning for Wolfberry Cultivation in Shigatse City
PingcuoCiwang,Gesang Zhuomal,Sonam Caijiletal(1.ShigatseMeteorologicalBureauShigatse,Xizang857Oo;2.anjing University of Information Science and Technology,Nanjing,Jiangsu 210000)
AbstractBasedonmeteorologicaldatafrom7weathertationsinSgatseCityduring198-2O23and19natioalevelumadweather stations during 2O16-2O23,this studyanalyzed the climatic-ecological conditions for wolfbery cultivation.Using $\geqslant 5 \mathrm { \~ \mathfrak { C } ~ }$ accumulated temperature, acumulated temperaturedays,Julyaverage temperatureandanual precipitationasindicatorsfortheclimaticsuitabilityzoning ofwolfberrygrowth,eoductedsuitabiltoingtoughGSteoloadsatialitepolationalysisCombiedwitlocallte characteritics,cultivationsuitabilityascategozedintothreelevelsoptialzone,suitableoneandunsuitablezone.Tesultsoed thatoptimalzonswereprimarilylocatedinagicuuralvalysalongtemidlereachsoftheYrngZangboRiver,includingigatse, southernXaitongmoin,Sangzuzi District,BainangandRinbung.SitablezonesoccuraroudNamlingandGyangzeregions,hileusitable zonesmainlyoccupyigaltitudeareasinwesteandsouSigatse.Underglobalwaringtreds,higatseCityadexperiendigi cant temperature increases with markedly extended duration of ?5C accumulated temperature days in recent years. These changes benefit wolfberrgrowthbimprovingthaloditosuringciticaldevelopentalstagsdancigbdbustpenologndpologigetotal growthperiodAstmpetureissobieipreiiatiodreassateardrlatepeotetialsi able for wolfberry cultivation in Shigatse City is projected to expand further in the future.
Key wordsWolfberry cultivation;Climatic suitability;Climatic zoning;Shigatse City
枸杞(Lyciumbarbarum)為茄科枸杞屬,主要分布于亞洲和歐洲的溫帶及亞熱帶地區。寧夏、內蒙古、新疆、甘肅等地區有大規模種植,寧夏枸杞因其卓越的品質特別著稱,因此,寧夏枸杞在栽培面積、生產技術、品種選育,特別是枸杞氣象研究方面處于全國領先水平。西藏通過21世紀初期寧夏與西藏的科技合作項目成功引種枸杞,并在拉薩、林芝等地少量種植,受高原輻射影響,枸杞的老枝條呈棕紅色[1]。
氣候因素在枸杞種植中扮演著至關重要的角色,適宜的氣候條件是影響枸杞產量和品質形成的重要因素。已有研究表明,枸杞種植地的氣候條件,如氣溫、降雨、光照、積溫以及冷熱條件分布等,均對枸杞的生長發育和產量有重要影響[2-9]。枸杞的生長發育期常受到陰雨、低溫、霜凍天氣、大風的影響[6-7],其生理因子也與氣象條件密切相關[10],枸杞果實糖分的積累受氣象因子的控制[]。郭小芹[2]以河西走廊東部的紅枸杞為研究對象,采用熵權法和模糊綜合評估的方法,量化分析氣象因素對枸杞產量的影響,結果表明有效降水、日照時數、日溫差是影響枸杞產量的關鍵因素。李香芳等[12]研究發現,中寧縣枸杞產量與穩定通過 5°C 到枸杞萌芽期的積溫、 gtrsim10% 積溫均呈顯著正相關。
氣候適宜度的定量分析和分類評價為農業氣候研究開辟了一個新的途徑[13]。近年來,許多學者對不同地區的枸杞種植進行了氣候分區研究。如余意等[14]確定了寧夏枸杞分布區域的海拔、年均溫、年降水量、土壤類型、坡向、日照時數6個因子的范圍;雷蕾等[15]建立表征枸杞全生育期熱量資源的指標和枸杞產量、品質形成關鍵期的氣象指標,并對中寧縣枸杞種植區進行精細化氣候區劃;蘇占勝等[16]根據寧夏枸杞產量與氣象條件的關系,采用區劃指標的小網格點推算,開展寧夏地區枸杞產量的氣候區劃;唐燕等[17利用中華枸杞分布數據和氣候變量,評估了制約其地理分布的主要氣候因子,并探討了其在當前和未來的潛在分布區。市白朗縣枸杞經過3年的試驗種植,最終于2018年成功地選育出適合西藏生長的枸杞品種,在白朗縣初步形成了規模化有機枸杞種植基地,但沒有枸杞的生物學特征和相關氣象觀測記錄,另外,目前針對日喀則市枸杞氣候適宜度影響的研究鮮見報道。因此,該研究依據枸杞的生物學特點與氣象條件之間的關系,分析日喀則市氣溫、降水量、日照等氣候特征,探討這些因素對枸杞生長及發育的潛在影響,進而開展枸杞的氣候適宜性等級及區域劃分的研究,以期為當地農牧民合理配置氣候資源、推進科學化的枸杞種植、提升產業結構調整的效率、助推枸杞產業的可持續發展提供技術支持。
1資料與方法
1.1研究區概況日喀則市地處西藏自治區西南部0 82°00′~90°20′E.27°23′~31°49′N) ,平均海拔 4000m 以上,各地海拔落差較大,呈北高南低、西高東低的態勢,屬于高原溫帶半干旱季風氣候,年平均氣溫 6.0qC ,年日照時數約3 000h ,年降水量 450mm ,降水分布不均,雨季集中在每年7—9月份,并且多夜雨。日喀則市干濕季節明顯,夏季溫和濕潤,冬季寒冷干燥多風,屬于較為典型的旱作農業區域。
1.2氣象觀測資料的選取觀測資料取自日喀則市7個國家氣象觀測站和19個國家級無人氣象觀測站(圖1)的氣象數據,包括日喀則、江孜、帕里、拉孜、定日、聶拉木、南木林7個國家氣象觀測站1980—2023年氣溫、降水、日照數據,以及19個國家級無人氣象站2016—2023年氣溫和降水數據。
1.3研究方法在統計分析枸杞種植氣候生態條件的基礎上,參考前人有關研究成果[14],選擇 ?5% 積溫、 ?5°C 積溫日數、7月平均氣溫和年降水量作為枸杞生長氣候適宜性區劃的指標,基于GIS技術平臺和空間插值分析,將各指標分為適宜區、可種植區和不適宜區3級,并分別對這些區劃指標進行單因子適宜性分析。采用趙峰等[18的研究方法,綜合分析日喀則市枸杞種植氣候適宜性區劃。
2 結果與分析
2.1枸杞生長氣候條件分析
2.1.1熱量。熱量條件是植物生長的重要因素,熱量直接影響植物的生長、產量、分布,還影響植物發育的速度、生長期長短以及各發育期的出現時間[19]。枸杞是一種耐旱、耐鹽堿、喜光照的經濟灌木,適應性強,在 35°~45°N 均可生長[20]。根據枸杞傳統主產區的氣溫條件[20-23],枸杞在年平均氣溫 4.4~12.7°C 的地區可以正常生長。在枸杞的生長周期中,一般在4月初至4月底老眼枝開始發芽,5月上旬和中旬逐漸展開葉片,5月中下旬則進入春梢的生長階段,6月上旬老眼枝進入開花階段,到6月下旬春梢也開始開花;7月上旬秋梢開始生長,7月下旬老眼枝上的果實逐漸成熟,并且秋稍也開始開花;在8月上旬至下旬,夏季的果實進入成熟期,而9月上旬則標志著秋果的形成,至9月中旬到下旬,秋果也會進入成熟階段。由于枸杞具有無限花序,花果期重疊,自夏果開花始期起,除了中間經歷較短的夏眠期,大部分時間枸杞花、幼果和成熟果實同時存在,需要分批次采摘和晾曬。年平均氣溫較高的地區比氣溫較低的地區萌芽、開花、果熟等物候期早,而落葉和休眠期遲[24-25]。枸杞全生育期最優 ? 10qC 積溫為 3450‰ ;在 ?10C 積溫為 3 200~3 600°C?d 時,枸杞通常能獲得正常產量;當 積溫低于 3200°C?d 時,熱量不足會導致枸杞減產。此外,有研究表明,枸杞全生育期 ?5% 積溫最適宜為 1600‰ ;在 ?5% 積溫為 1600~ 2500°C?d 時,枸杞一般能夠獲得正常產量;當 ?5°C 積溫低于1600qC?d 時,熱量不足將引起枸杞減產[26]。由此可見,溫度因素在枸杞的生長與發育過程中具有重要的作用。
2.1.2水分。經測定,枸杞葉片的氣孔導度普遍低,只有春小麥的 1/3[27] ,因此,枸杞的耐旱能力很強。枸杞植株的根系十分發達,能夠從較深層土壤中汲取水分,即使在年降水量不足 250mm 的干旱或半干旱地區,依然可以順利生長、開花和結果。春季土壤水分不足會影響萌芽和枝葉生長,秋季干旱會使枝葉生長提前停止,開花期特別是過熟期缺水會抑制樹木和果實的生長發育,導致樹木生長緩慢、果實矮小,并促進花柄和果柄的雙層形成,加重落果,減少產量。然而,在枸杞的生長季,若遇陰雨天氣持續,容易導致霜霉病和黑果病,成熟的果實可能因裂開導致果實質量下降[27-29]。在灌溉條件下,枸杞整個生育期降水量在 100~170mm ,產量不受降水量影響;降水量不足 100mm 對枸杞產量有不利影響;在降水量為 200mm 以上時,特別是在夏季果實采摘的階段,雖然生理上鮮果的產量有所提升,但果實由于吸水而膨脹,導致出現裂口和嚴重的黑果病,這使得壞果率增加。此外,青海格爾木、寧夏固原、寧夏中寧等地的傳統枸杞產區在生長季(5—9月)的月降水量在 35~367mm ,寧夏枸杞分布區年降水量在50\~550 mm[14]。
2.1.3光照。枸杞是一種需要長時間日照的植物,全年需日照時數 2 600~3 100h ,是一種喜陽的樹種,忌諱陰暗環境[30]。良好的通風和充足的光照是至關重要的,只有充分利用可用的土地與空間,才能提升生產質量和產量。研究表明,枸杞全生育期日照時數在 1500~1800h ,日照不是限制枸杞產量的因素,優質枸杞種植區的年日照時數需在 2600h 以上[1]。日喀則市枸杞全生育期日照時數在 1530~2000h ,年日照時數在 3000h ,所以光照對日喀則市枸杞種植是充足的,光照條件滿足枸杞生長。
2.2枸杞種植氣候適宜性區劃分析
2.2.1區劃因子與區劃指標的確定。枸杞種植的氣候適宜性主要取決于其生長期間對熱量、水分和光照條件的需求。由于日喀則市光照條件充足,因此在枸杞種植區劃中可以不考慮日照因子。參照前人有關研究成果[26],將 ?5% 日數和積溫作為枸杞種植并有兩季收成的指標,選取 ?5C 積溫代表枸杞全年可利用熱量資源, ?5C 積溫日數代表枸杞可利用生長季主要指標;選取7月平均氣溫代表枸杞果實形成階段熱量指標;降水量作為表征枸杞產量、品質形成關鍵期的氣象指標,根據余意等[14]的統計結果,枸杞種植的降水量在50~550mm ,枸杞生長的最適降水量為 100~170mm 。根據枸杞的生理屬性和日喀則市的氣候條件,將枸杞種植區劃分為適宜區、可種植區和不適宜區3個種植氣候區,具體的要素區劃指標閾值如表1所示。
2.2.2 關鍵氣象因子時空分布特征。
2.2.2.1 ?5C 積溫。從圖 2a 可以看出,日喀則市 ?5°C 積溫在 積溫在空間上的分布規律與平均氣溫相似,隨著海拔的增加而遞減,大致呈自西向東遞增、南部低海拔地區激增的分布特征,各地差異明顯。樟木鎮、江當鄉、仁布縣、桑珠孜區、拉孜縣、白朗縣和謝通門 ?5% 積溫在 2500°C?d 以上,其中樟木鎮為
,熱量資源均可以滿足枸杞生長:其余日喀則市各地
積溫在2500°C?d 以下,尤其西部地區和高海拔地區低于 1500°C?d 其中仲巴縣、帕里鎮、定日珠峰區域 ?5C 積溫在 1000°C?d 以下。
從圖3a可以看出,1980—2023年日喀則市 積溫增溫趨勢明顯,增速率為
,年際間變化差異明顯,最高年(2022年)和最低年(1997年)相差 629.2°C?do 積溫增加趨勢顯著,將對日喀則市整體枸杞生長發育十分有利,改善生育期熱量條件,使枸杞樹萌芽期提前,總生育期延長,產量提高。
2.2.2.2?5% 積溫日數。從圖2b可以看出,日喀則市 ? 5°C 積溫日數空間分布特征與 ?5% 積溫分布特征一致,整體呈自西向東遞增、南部低海拔地區激增的分布特征。日喀則市 ?5°C 積溫日數在 90~302d ;東部桑珠孜區、白朗、仁布和江孜,北部謝通門和南木林,中部拉孜,南部低海拔樟木、亞東 積溫日數大于 180d ,其中樟木日數達 302d ,日喀則市西部、南部(除亞東外) ?5% 積溫日數小于 180d ,尤其亞來(聶拉木)、帕里、帕羊、仲巴和定日珠峰區域 ?5% 積溫日數小于 150d 。
從圖3b可以看出,1980—2023年日喀則市 積溫日數整體增加趨勢較明顯,氣候傾向率為 3.1d/10a ,年際間變化差異明顯,最高年(2010年)和最低年(1986年)相差41d。 $\geqslant 5 \mathrm { \~ \mathfrak { C } ~ }$ 積溫日數整體增加趨勢有利于日喀則市枸杞種植熱量條件和生育期延長,并增加兩季收成的概率。
2.2.2.37月平均氣溫。7月進入秋梢生長期和老眼枝果實成熟期,7月平均氣溫是枸杞果實形成階段的關鍵熱量條件。從圖2c可以看出,日喀則市7月平均氣溫空間分布上整體呈自西向東遞增、南部低海拔地區激增的特征,各地差異明顯。日喀則市各地7月平均氣溫在 7.1~16.6°C ,整體低于 18.0‰ ;日喀則東部桑珠孜區、白朗和仁布,北部謝通門、中部拉孜,南部低海拔樟木、亞東7月平均氣溫大于14.014C ,最高16.6 C (樟木);其余日喀則各地低于14.0°C 。1980—2023年日喀則市7月平均氣溫整體增加趨勢較明顯,增速率為 0.39C/10a ,并且年際間變化差異明顯(圖3c)。
2.2.2.4年降水量。從圖2d可以看出,日喀則市年降水量空間分布上整體呈東南部多、東部和西部少的特征,降水量與地形顯著相關。日喀則市各地年降水量在 112~ 2 328mm ,除樟木、亞東、聶拉木外,其余各地在 500mm 以下,亞來(聶拉木)不足 120mm ,降水主要集中在日喀則南部低海拔地區,主要是地形對降水的調節作用,樟木、亞東年降水量超過 700mm ,樟木達 2 328mm 。從圖3d可以看出,1980—2023年日喀則市降水量呈不明顯減少趨勢,波動變化明顯。結合溫度和降水的變化,日喀則市總體上呈現出暖干化趨勢,這有利于枸杞種植,使枸杞炭疽病、黑果病發生概率減少,但會增加農田土壤水分蒸發,病蟲害發生有增加趨勢。
2.2.3枸杞種植氣候適宜性區劃。
2.2.3.1單因子適宜性分析。對 ?5C 積溫、 ?5‰ 積溫日數、7月平均氣溫和年降水量進行歸一化處理,歸一化處理后的值在[0,1]。從 ?5°C 積溫適宜分布(圖4a)來看,適宜區在日喀則東部、中部拉孜、北部謝通門一帶和南部低海拔地區;可種植區域為南部部分地區和江孜、康馬;西部高海拔地區都是不適宜區。從 ?5‰ 積溫日數適宜分布(圖4b)來看,適宜區集中在日喀則東部、北部、中部拉孜和南部低海拔各地;可種植區域在南部和中部各地;西部高海拔地區不適宜種植。從7月平均氣溫適宜分布(圖4c)來看,各地未達到適宜區指標,可種植區在日喀則東部、中部拉孜、北部謝通門和南部低海拔地區,表征這些地區僅滿足春梢生長熱量條件,不滿足秋梢生長;其余各地均在不適宜區。從年降水量適宜分布(圖4d)來看,適宜區在亞來(聶拉木)和定結一帶,除南部聶拉木和低海拔地區屬不適宜區外,其余各地均為可種植區。
Fig.4Single factor suitability zoning for wolfberry planting in Shigatse City
2.2.3.2綜合適宜性分析。在建立單一的 ?5% 積溫、 ? 5°C 積溫日數、7月平均氣溫和年降水量適宜度區劃后,利用趙峰等[18]的研究方法,計算得出枸杞綜合氣候適宜度,計算公式如下:
式中: c 為枸杞綜合氣候適宜度; T5,Td,Tmean,R 分別為 $\geqslant 5 \mathrm { \~ \mathfrak { C } ~ }$ 積溫、 ?5x 積溫日數、7月平均氣溫和年降水量的適宜度。
從氣候區劃結果(圖5)來看,適宜區主要分布在雅江上游河谷農區的拉孜、謝通門南部、桑珠孜區、白朗、仁布等地。這些區域 ?5% 積溫大于 2500‰ 積溫日數超過200d ,熱量條件較好,有利于枸杞樹萌芽期提前,總生育期延長,產量提高。7月平均氣溫和年降水量未達到最優配置,7月平均氣溫在 14~16‰ ,但能保證枸杞春梢生長的熱量條件。年降水量在 300~420mm ,雖然陰雨時間不長,但果實成熟期降水量較多,會導致品質下降。
可種植區位于南木林和江孜。這2個區域 ?5% 積溫大于 積溫日數達200d,熱量條件基本滿足枸杞生長需求。然而,枸杞的夏果成熟批次將減少,夏果采摘延遲,導致產量偏低。7月平均氣溫為 13°C ,不滿足秋梢生長。其中,江孜的年降水量為 277.1mm ,溫度和降水匹配較好,加上當地日照條件,利于枸杞曬干,霉菌較少。
除日喀則東部各地、北部南木林、謝通門、中部拉孜外,其余各地均屬于不適宜區。其中,西部的仲巴和薩嘎、南部的聶拉木和帕里不具備枸杞種植所需的熱量條件。南部的吉隆、定日、定結、崗巴、亞來(聶拉木)等地降水條件較好,年降水量在 100~220mm ,但 ?5% 積溫和7月平均氣溫條件較差,不能有效滿足枸杞生長所需的熱量條件,夏果產量極低。南部低海拔地區的亞東和樟木雖然熱量條件很好,但生育期降水量過多,會導致果實吸水膨脹、裂口并引發黑果病,壞果率高,因此不適合種植。
3結論
日喀則市枸杞種植的氣候分區結果表明,適宜區位于雅江上游河谷農區的拉孜、謝通門南部、桑珠孜區、白朗、仁布等地,但7月平均氣溫和年降水量未達到最優配置,因此只滿足枸杞春梢生長,不能有效滿足秋梢生長,且對枸杞品質有影響。可種植區位于南木林、江孜一帶,日喀則南部和西部各高海拔地區不適合種植。這些分區結果反映出不同地區氣候條件的明顯差異和地理環境的獨特性,熱量條件是日喀則市大部地區不適合種植枸杞的關鍵因素。近年來,日喀則市增溫明顯, ?5C 積溫日數也呈現明顯增加的趨勢,這有利于枸杞整體的生長發育,改善生育期的熱量條件,使枸杞樹的萌芽期提前,總生育期延長。結合溫度和降水的變化,日喀則市整體上呈現暖干化趨勢,未來適宜枸杞種植的區域可能會進一步擴大。
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