黄丘三副区柳沟流域葡萄经济林适宜性分析

张永国

(甘肃省水利厅水土保持局，甘肃兰州 730000)

水土保持经济林是治理开发小流域水土资源、控制水土流失的重要措施，它将流域内有限的自然资源充分利用，提高小流域的整体功能，使物质循环和能量流动向有利于经济效益和生态效益方向发展［1-4］。水土保持经济林不仅能改善当地生态环境，还能同时兼顾农民的增收和脱贫致富问题，实现生态、经济效益的双赢，已成为推动小流域农村社会经济发展的支柱产业。我们采用实地调查、数量经济、对位配置等技术方法，分析了天水市麦积区耤河二期治理重点流域柳沟流域葡萄经济林的需求生态位与当地环境资源位的适宜性，以期为科学评价耤河示范区水土保持综合治理工程提供科学依据。

1 研究区概况

柳沟流域地处耤河东部，属黄土丘陵沟壑区第三副区，位于 105°52'30″—105°56'44″E、34°33'50″—34°37'34″N，地势由北向南倾斜，海拔1 085—1 621 m，最大相对高差536 m，流域总面积21.58 km2。

流域地处暖温带半湿润半干旱地带，多年平均降水量500 mm，降水年际变化大，在季节上分布不均，年降水的50%集中在7—9月，且多以大雨、暴雨形式出现，历时短，强度大。年均气温8.3℃，极端最高气温36.3℃，极端最低气温-19.2℃，无霜期180 d左右，年日照时数为2 110 h，太阳总辐射量为2 400～2 700 MJ/m2，≥10℃年活动积温为3 200℃。

土壤主要为黄绵土，主要分布在梁峁沟壑及吃风向阳的梁顶梁坡，质地为轻中壤，结构疏松多孔，耕性良好，土性绵酥，结持力小，抗蚀性差，遇暴雨易遭水蚀，适宜各类农作物生长。人工植被主要分布于沟坡、梁峁等荒山以及沟边、路边和侵蚀沟等部位，主要树种有杨树、刺槐、泡桐、椿树、榆树、紫穗槐、沙棘、侧柏以及经济林类的苹果、梨、桃、花椒、核桃、杏、柿子、葡萄、樱桃等;牧草主要有紫花苜蓿。

该流域涉及社棠镇和道北办事处的嘴头、半山、税湾、柳沟、下曲、东山、张家村、吕家村、何家村、寨子10个行政村，共2 540户，总人口12 800人，全为农业人口，其中农业劳动力 5 600人，人口密度为 593人/km2，人口自然增长率0.8%。至2006年底，流域内有农地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。水土流失面积20.72 km2，占流域总面积的96%，土壤侵蚀模数为5 021 t/(km2·a)，径流模数为6.34万m3/(km2·a)。

2 研究内容及方法

(1)气候资源调查。主要调查项目区海拔、年均降水量、4—9月降水量、≥10℃有效积温、全年日照时数等影响植物生育的主要气候因子。

(2)葡萄经济林适生条件调查。调查葡萄经济林适生条件，包括葡萄生长发育所需生态因子的最低值、最高值、最适值等。采用欧阳志云提出的土地生态适宜度模型［5］计算葡萄经济林生态适宜度。

3 结果与分析

3.1 研究区环境资源位分析

选取柳沟流域海拔、降水量、温度、日照等气候因子指标表示气候资源位，柳沟流域环境资源位见表1。

表1 研究区气候因子资源位

3.2 葡萄生态适宜性分析

3.2.1 葡萄生物学、生态学特性

柳沟流域主栽葡萄品种主要为巨峰。通过查阅文献资料［6-7］及调查，对巨峰葡萄(Vitis vinifera L.)进行了研究，将其生物学、生态学特性归纳于表2。

表2 巨峰葡萄主要生物学、生态学特性

3.2.2 葡萄生态需求位分析

通过查阅文献资料［6-7］及调查，将巨峰葡萄生态需求位列于表3。

表3 巨峰葡萄生态需求位分析

3.2.3 葡萄生态适宜性计算

葡萄对降水、积温、日照、海拔等资源的需求构成了生态需求位，而造林地的降水、积温、日照、海拔等资源现状构成了气候资源位，两者之间的匹配关系(适宜程度)可用生态适宜度来表示。对多个生态适宜度的总体适宜状况可用生态适宜度指数来表示。当区域资源现状完全满足葡萄生长发育要求时生态适宜度为1，而当区域资源现状完全不能满足葡萄生长发育要求时生态适宜度为0。生态适宜度指数则是降水、积温、日照、海拔等多个生态适宜度的平均数，反映了植物多种生态适宜度的总体适宜程度。

根据该流域气候资源位与经济树种最适生态位，本研究选取适宜度数学模型(1)计算葡萄生态适宜度，选取生态适宜度指数数学模型(2)计算葡萄生态适宜度指数，即

式中：Xi为葡萄对第i种环境资源生态适宜度;Si为第i种自然资源现状;Dimin为葡萄生长对第i种环境资源要求最低限;Diopt为葡萄生长对第i种环境资源要求理想值;Dimax为葡萄生长对第i种环境资源要求最高限;Ri为葡萄的第i种资源风险性测定，因无最大生长潜力数据，参照农作物、草地生产潜势实现率，保证率按80%计算;X为葡萄生态适宜度指数。

根据(1)式对表1、3数据进行计算，得到葡萄对该区海拔的适宜度为0.48，对4—9月降水量的适宜度为0.35，对≥10℃有效积温的适宜度为0.56，对全年日照时数的适宜度为0.76。由式(2)得到，葡萄的生态适宜度指数为0.52，大于0.5，说明柳沟流域综合生态条件适宜葡萄生长(详见表4)。在诸生长因子中，4—9月降水量是葡萄生长发育的最大限制性因子，说明水分供应的改善将大幅度地提高葡萄经济林的产量。

表4 葡萄生长生态适宜度、适宜度指数汇总

4 结论与讨论

葡萄在柳沟流域具有较好的适宜性，适宜度指数达到0.52。在海拔、生长季降水量、≥10℃有效积温、全年日照时数4项生态因子中，降水量是最大的限制性因子，因此葡萄产量与效益的提高主要依赖于降水资源的保障程度。

［1］张富，余新晓，景亚安，等.黄土高原水土保持防治措施对位配置研究［M］.郑州：黄河水利出版社，2008：36-40.

［2］张富，高嶙，赵克荣.水土保持植物措施与径流调控工程对位配置数量化分析［J］.甘肃农业大学学报，2011，46(4)：97-104.

［3］张富，安彪，刘彦江，等.半干旱区径流调控工程林草间作模式土壤水分及效益研究［J］.中国水土保持，2012(5)：59-61.

［4］金李萍，朱振贤.生态经济林研究进展［J］.林业科技情报，2009，41(3)：10-12.

［5］欧阳志云，王如松，符贵南.生态位适宜度模型及其在土地利用适宜性评价中的应用［J］.生态学报，1996，16(2)：113-120.

［6］甘肃省农业科学院果树研究所.甘肃果树志［M］.北京：中国农业出版社，1995：61-175.

［7］卜庆雁，周晏起.葡萄优质高效生产技术［M］.北京：化学工业出版社，2012：72-75.