黃丘三副區柳溝流域葡萄經濟林適宜性分析

張永國

(甘肅省水利廳水土保持局，甘肅蘭州 730000)

水土保持經濟林是治理開發小流域水土資源、控制水土流失的重要措施，它將流域內有限的自然資源充分利用，提高小流域的整體功能，使物質循環和能量流動向有利于經濟效益和生態效益方向發展［1-4］。水土保持經濟林不僅能改善當地生態環境，還能同時兼顧農民的增收和脫貧致富問題，實現生態、經濟效益的雙贏，已成為推動小流域農村社會經濟發展的支柱產業。我們采用實地調查、數量經濟、對位配置等技術方法，分析了天水市麥積區耤河二期治理重點流域柳溝流域葡萄經濟林的需求生態位與當地環境資源位的適宜性，以期為科學評價耤河示范區水土保持綜合治理工程提供科學依據。

1 研究區概況

柳溝流域地處耤河東部，屬黃土丘陵溝壑區第三副區，位于 105°52'30″—105°56'44″E、34°33'50″—34°37'34″N，地勢由北向南傾斜，海拔1 085—1 621 m，最大相對高差536 m，流域總面積21.58 km2。

流域地處暖溫帶半濕潤半干旱地帶，多年平均降水量500 mm，降水年際變化大，在季節上分布不均，年降水的50%集中在7—9月，且多以大雨、暴雨形式出現，歷時短，強度大。年均氣溫8.3℃，極端最高氣溫36.3℃，極端最低氣溫-19.2℃，無霜期180 d左右，年日照時數為2 110 h，太陽總輻射量為2 400～2 700 MJ/m2，≥10℃年活動積溫為3 200℃。

土壤主要為黃綿土，主要分布在梁峁溝壑及吃風向陽的梁頂梁坡，質地為輕中壤，結構疏松多孔，耕性良好，土性綿酥，結持力小，抗蝕性差，遇暴雨易遭水蝕，適宜各類農作物生長。人工植被主要分布于溝坡、梁峁等荒山以及溝邊、路邊和侵蝕溝等部位，主要樹種有楊樹、刺槐、泡桐、椿樹、榆樹、紫穗槐、沙棘、側柏以及經濟林類的蘋果、梨、桃、花椒、核桃、杏、柿子、葡萄、櫻桃等;牧草主要有紫花苜蓿。

該流域涉及社棠鎮和道北辦事處的嘴頭、半山、稅灣、柳溝、下曲、東山、張家村、呂家村、何家村、寨子10個行政村，共2 540戶，總人口12 800人，全為農業人口，其中農業勞動力 5 600人，人口密度為 593人/km2，人口自然增長率0.8%。至2006年底，流域內有農地1 039.55 hm2、林地790.21 hm2、草地70.44 hm2、水域 11.3 hm2、未利用地 172.54 hm2、其他用地73.96 hm2。水土流失面積20.72 km2，占流域總面積的96%，土壤侵蝕模數為5 021 t/(km2·a)，徑流模數為6.34萬m3/(km2·a)。

2 研究內容及方法

(1)氣候資源調查。主要調查項目區海拔、年均降水量、4—9月降水量、≥10℃有效積溫、全年日照時數等影響植物生育的主要氣候因子。

(2)葡萄經濟林適生條件調查。調查葡萄經濟林適生條件，包括葡萄生長發育所需生態因子的最低值、最高值、最適值等。采用歐陽志云提出的土地生態適宜度模型［5］計算葡萄經濟林生態適宜度。

3 結果與分析

3.1 研究區環境資源位分析

選取柳溝流域海拔、降水量、溫度、日照等氣候因子指標表示氣候資源位，柳溝流域環境資源位見表1。

表1 研究區氣候因子資源位

3.2 葡萄生態適宜性分析

3.2.1 葡萄生物學、生態學特性

柳溝流域主栽葡萄品種主要為巨峰。通過查閱文獻資料［6-7］及調查，對巨峰葡萄(Vitis vinifera L.)進行了研究，將其生物學、生態學特性歸納于表2。

表2 巨峰葡萄主要生物學、生態學特性

3.2.2 葡萄生態需求位分析

通過查閱文獻資料［6-7］及調查，將巨峰葡萄生態需求位列于表3。

表3 巨峰葡萄生態需求位分析

3.2.3 葡萄生態適宜性計算

葡萄對降水、積溫、日照、海拔等資源的需求構成了生態需求位，而造林地的降水、積溫、日照、海拔等資源現狀構成了氣候資源位，兩者之間的匹配關系(適宜程度)可用生態適宜度來表示。對多個生態適宜度的總體適宜狀況可用生態適宜度指數來表示。當區域資源現狀完全滿足葡萄生長發育要求時生態適宜度為1，而當區域資源現狀完全不能滿足葡萄生長發育要求時生態適宜度為0。生態適宜度指數則是降水、積溫、日照、海拔等多個生態適宜度的平均數，反映了植物多種生態適宜度的總體適宜程度。

根據該流域氣候資源位與經濟樹種最適生態位，本研究選取適宜度數學模型(1)計算葡萄生態適宜度，選取生態適宜度指數數學模型(2)計算葡萄生態適宜度指數，即

式中：Xi為葡萄對第i種環境資源生態適宜度;Si為第i種自然資源現狀;Dimin為葡萄生長對第i種環境資源要求最低限;Diopt為葡萄生長對第i種環境資源要求理想值;Dimax為葡萄生長對第i種環境資源要求最高限;Ri為葡萄的第i種資源風險性測定，因無最大生長潛力數據，參照農作物、草地生產潛勢實現率，保證率按80%計算;X為葡萄生態適宜度指數。

根據(1)式對表1、3數據進行計算，得到葡萄對該區海拔的適宜度為0.48，對4—9月降水量的適宜度為0.35，對≥10℃有效積溫的適宜度為0.56，對全年日照時數的適宜度為0.76。由式(2)得到，葡萄的生態適宜度指數為0.52，大于0.5，說明柳溝流域綜合生態條件適宜葡萄生長(詳見表4)。在諸生長因子中，4—9月降水量是葡萄生長發育的最大限制性因子，說明水分供應的改善將大幅度地提高葡萄經濟林的產量。

表4 葡萄生長生態適宜度、適宜度指數匯總

4 結論與討論

葡萄在柳溝流域具有較好的適宜性，適宜度指數達到0.52。在海拔、生長季降水量、≥10℃有效積溫、全年日照時數4項生態因子中，降水量是最大的限制性因子，因此葡萄產量與效益的提高主要依賴于降水資源的保障程度。

［1］張富，余新曉，景亞安，等.黃土高原水土保持防治措施對位配置研究［M］.鄭州：黃河水利出版社，2008：36-40.

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［5］歐陽志云，王如松，符貴南.生態位適宜度模型及其在土地利用適宜性評價中的應用［J］.生態學報，1996，16(2)：113-120.

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