我國適宜藍莓種植的土地資源及其分布格局

張自川　王賀新　李根柱

摘要：近年來我國藍莓產業發展較快，有些地區由于種植土壤pH值過高等原因造成失敗的事例也很多。因此，對全國適宜種植藍莓的土地資源及其分布格局進行分析和歸納，對于指導全國藍莓產業的發展具有重要價值。在歸納總結全國藍莓適生土壤環境的基礎上，利用1 ∶ 100萬比例尺的土壤、土地利用和數字地形數據在地理信息系統（GIS）中進行空間建模分析，通過對土壤pH值、有機質含量和坡度等因子的綜合分析確定適宜種植和改良后適宜種植2種類型土地及其區域分布，為科學規劃和發展我國的藍莓產業提供理論參考。結果表明：（1）全國適宜種植和改良后適宜種植藍莓的土地資源占所有耕地和經濟林用地的50.49%，但空間分布不均衡，主要分布在東北、華南和西南地區；（2）最適宜種植土地主要分布在云南、浙江、廣西和安徽等地，面積要大于改良后適宜種植土地，改良后適宜種植土地在東北占主體；（3）改良后適宜種植土地主要問題是pH值偏高和有機質含量過低，土地坡度影響較小。

關鍵詞：藍莓；土地資源；適宜性；分布格局；地理信息系統

中圖分類號： F326.13 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0517-05

藍莓是杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium） 植物，為多年生小灌木樹種、漿果類，因果實花青素含量高而著名，在營養、保健、醫藥和食用等方面有重要價值[1-5]。藍莓果實和葉片皆可作為保健和功能食品。隨著世界各國的需求量急劇增加，世界范圍內藍莓產業化種植的速度加快。近年來我國藍莓種植業也得到了快速發展，至2013年底累計種植面積約2.13萬hm2，遍布山東、貴州、遼寧、吉林、浙江、江蘇、四川、黑龍江等20余個省（市、自治區）[6-8]。藍莓適生于富含有機質的酸性土壤，一些中性至微酸性的土壤經改良后也可以種植，藍莓對環境條件的特殊要求，限制了其發展范圍。北京、河北、河南和陜西等不少地區均出現了因土壤條件達不到要求而種植失敗的案例。

目前有關藍莓方面的研究多在引種育種、栽培修剪、物候習性、土壤改良、防寒越冬和營養保健等方面[9-12]，但全國尺度上適宜藍莓種植的土地資源評價及其分布格局鮮有報道。我國幅員遼闊，橫跨亞熱帶、溫帶和寒溫帶幾個氣候區域，土地利用、地形和土壤條件復雜多樣，藍莓適植地區分布也不均衡。科學規劃和合理開發我國酸性土壤資源，使藍莓種植形成合理布局和持續發展，無論是對農民脫貧致富，還是對該地區農業和農村經濟的持續穩定發展均有重要意義。藍莓是酸性土壤地區可優先選擇的物種，也適于在丘陵山區退化生態系統中種植。它不僅具有巨大的國際市場和國內市場，而且在改變農林種植業結構、改善生態環境等方面均可派上用場，是能夠兼顧社會效益、經濟效益和生態效益的理想果樹品種。本研究在歸納總結藍莓適生土壤環境的基礎上，利用全國 1 ∶ 100 萬比例尺的土壤、土地利用和數字地形數據庫在地理信息系統（GIS）中進行空間建模分析，通過對土壤pH值、有機質含量和坡度等因子的綜合分析確定適宜藍莓種植的土地資源及其空間分布，為科學種植、合理規劃和健康發展我國的藍莓產業提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 基礎數據

土壤數據來源于聯合國糧農組織（FAO）和維也納國際應用系統研究所（ⅡASA）所構建的世界土壤數據庫（HWSD，Harmonized World Soil Database version 1.2）（http：//webarchive.iiasa.ac.at/Research/LUC/External-World-soil-database/HTML/）。中國境內數據源為第2次全國土地調查中國科學院南京土壤研究所提供的1 ∶ 100萬土壤數據，采用的土壤分類系統主要為FAO-90，上層土壤（0～30 cm）主要屬性見表1。土地利用/覆被數據來自中國科學院相關數據庫，由中國科學院組織實施的中國2000年1 ∶ 10萬土地覆蓋數據對其進行合并、矢柵轉換，最后得到全國幅1 km的土地利用數據產品，采用中國科學院資源環境分類系統。DEM數據采用寒區旱區科學數據中心提供的我國1 km基礎DEM數據，該數據集根據中國1 ∶ 25萬等高線和高程點構建。

1.2 土地資源適宜性分級

種植藍莓應該考慮當地土壤pH值、有機質含量、土地坡度和氣候等條件是否適合。藍莓適生土壤pH值為3.8～55，土壤pH值為5.5～7.5的可使用硫磺粉改良后種植，pH值>7.5的土壤無法改良到適宜程度[13-15]；有機質含量高，土壤疏松，通氣良好，濕潤但不積水。如果當地降水量不足時，需要有充足水源。園地選好后，在栽植前1年結合壓綠肥深翻。如果雜草較多，可提前1年噴施除草劑，殺死雜草。對于不符合要求的土壤類型，在定植前應進行土壤改良。選擇的園地坡度要小，不宜超過10°；土壤有機質含量不低于5%；土壤質地疏松，通氣條件好，含水量適宜但不易積水。藍莓栽培范圍較廣，可根據當地氣候選擇適宜品種，但干旱少雪、易受霜凍的北方地區應改善灌溉條件并采取一定的防寒措施。藍莓適生于酸性土壤，盡量選擇園址坡度小的地區。參考已有文獻報道和實踐經驗，把影響藍莓種植的土壤pH值、有機質含量和坡度進行分級，劃分藍莓潛在的種植區，具體劃分見表2。

1.3 數據處理

在土地利用/覆被數據中，選定水田、旱地和各類苗圃3個類型的土地為種植藍莓可以利用的土地資源，按照圖斑編碼采用ArcGIS提取出這3個類型土地數據。根據提取出的土地圖層，利用ArcGIS的MASK功能導出相同分布區的土壤數據和DEM數據。依據土壤數據的T_PH_H2O字段，以pH值

2 結果與分析

2.1 土壤pH值、有機質和坡度的統計特征

我國耕地分布不均衡，主要分布在沿海東部季風區，約占全國的90%以上。南北差異明顯，水田主要分布在秦嶺—淮河一線以南，旱地主要分布在以北地區。耕地養分也具有高度的空間異質性，土壤pH值和有機質含量具有高度的空間變異性，呈現明顯的地帶性特征，耕地坡度的空間異質性相對較小，見圖1和表3。利用Arcgis的地統計學模塊分析土壤養分的空間變異特征，結果顯示：土壤因子的隨機變異為坡度>有機質>pH值。其中，pH值、有機質具有中等空間自相關，表明這2個性質的空間變異是內在（土壤形成）和外在（施肥耕作等措施）因子共同作用的結果。坡度要素的空間相關性很弱，說明其隨機性因素引起的空間異質性程度起主要作用，即土壤的空間變異性主要與其土壤類型多樣、耕作方式多樣、管理不同等有直接關系。土壤的這一特性與耕作、管理措施、種植制度、污染等人為活動有一定的關系。利用ArcGIS中的空間分析模塊對土地適宜性因子圖層進行全局相關分析，結果顯示：土壤pH值和有機質含量呈顯著負相關，不同地區之間相關性也表現出了一定的空間變異特征，土壤pH值和有機質含量與坡度相關性不顯著。

2.2 藍莓種植的土地資源適宜性及分布

2.2.1 土地資源適宜性綜合分析 用ArcGIS的Raster Calculator能進行疊加，得到全國藍莓的潛在種植區適宜性分類、分級分布圖。其中分類1代表pH值、有機質含量和耕地坡度各因子均為適宜的區域；分類2代表pH值須改良，而其他因子仍為適宜的區域；分類3為有機質含量須增加，而其他因子為適宜的區域；分類4 為pH值和有機質含量為適宜，而耕地坡度較大，須平整土地的區域；分類5為pH值和有機質含量須改良，坡度因子為適宜的區域；分類6為pH值和坡度因子須改良，而有機質含量為適宜的區域；分類7為pH值、有機質含量和坡度都不適宜，但是可以進行改良后種植的區域；分類8為pH值適宜，而有機質含量和坡度需要改良的區域；分類9為pH值偏高，無法經過改良后種植的區域。我國各省、自治區和直轄市藍莓潛在種植區計算結果見表4。

從表4可以看出，我國水田、旱地、未成林造林地和各類苗圃的面積為18 253.47萬hm2，其中適宜種植藍莓的土地面積為133.96萬hm2，占總面積的0.73%；改良后可種植藍莓的土地面積為9 083.64萬hm2，占總面積的49.76%；不適宜種植藍莓的土地面積為9 035.87萬hm2，占總面積的 49.51%。僅從土地資源適宜性出發，在我國有50.49%的可利用土地可以種植藍莓，但基本上都需要進行土壤改良。

2.2.2 土地資源pH值單因子的適宜性 野生藍莓分布較廣，通過育種學家的努力，已選育出適合不同氣候區栽培的種類和優良品種。藍莓栽培時受地勢和土層深度的限制較少，通過平整、深翻土地即可滿足需求。此外，經過許多研究人員的試驗和探索，總結出了利用玉米秸稈、花生殼、森林凋落物來改良土壤、提高有機質含量，取得了較好效果。土壤pH值才是影響藍莓生長的最大限制因素[15]，改良效果因土壤pH值背景、質地、類型等的不同而變化。利用ArcGIS把表4中的1、3、4、8類歸為1類，為適宜種植藍莓的土地；2、5、6、7類歸并為需要土壤調酸才可種植藍莓的土地；9類為土壤pH值較高，難以改良的土地，結果見圖2。北方省份以須改良pH值的土地為主，南方省份以不須改良就適宜的土地為主。

2.3 土地資源pH值適宜性的分布格局

從圖3可知，根據可利用土地的pH值適宜性，我國從北到南可以劃分為4個適宜帶。第1適宜帶是東北地區的黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古，多數土地pH值可以種植藍莓，但以需要調酸改良類型為主；第2適宜帶為北京、天津、河北、山西、河南、山東、寧夏、甘肅、陜西、青海等，該區多數土地pH值過高，不適合種植藍莓，可以種植的土地pH值也要調酸改良；第3適宜帶為江蘇、浙江、上海、湖南、湖北等省份和直轄市，該區土地的pH值比第2適宜帶要低，有相當一部分土地不須調酸即可種植藍莓；第4適宜帶為福建、貴州、廣東、廣西、云南、四川、海南等，該區以酸性土壤為主，多數土地pH值不須改良即可種植藍莓。

3 結論與討論

藍莓適生于有機質含量高的酸性土壤，合適的耕地資源決定了我國藍莓的種植規模和分布格局。利用1 ∶ 100萬比例尺的土壤、土地利用和數字地形空間數據集在GIS中進行空間建模分析，可以很好地研究藍莓在不同pH值、有機質含量和坡度耕地條件下的種植適宜性和種植區域劃分。

適宜和改良后適宜種植藍莓的土地資源占所有耕地和經濟林用地的50.49%，但空間分布不均衡，主要分布在東北、華南和西南地區。最適宜土地主要分布在云南、浙江、廣西和安徽等地，適宜土地面積要大于須改良的土地，改良后適宜土地在東北占主體。改良后適宜土地主要問題是pH值較高和有機質含量過低，土地坡度影響較小。

目前關于全國尺度的藍莓耕地適宜性評價及其種植區域劃分方面的研究較少，尤其是在藍莓種植區域規劃方面。此外，關于種植區分布的研究還要綜合考慮藍莓品種差異、氣候因素等自然條件和經營者的主觀意愿，從經濟和生態等角度綜合考慮來發展。在全國尺度上開展耕地資源和藍莓潛在種植區分布研究，在一定程度上為合理規劃和發展我國的藍莓產業提供理論參考。

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