伊犁河谷6种经济林树种的生态栽培区划

朱甜甜，张 云*，刘 康，朱玉伟

(1.新疆农业大学 林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052； 2.新疆林业科学院 造林治沙所，新疆 乌鲁木齐 830002)

古往今来，伊犁河谷由于其独特的地理位置成为著名的“塞外江南”，随着一带一路政策的展开，伊犁河谷的战略地位不断提升，现已经成为新疆重要的生态经济区。伊犁河谷百万亩生态经济林工程的实施，是促进伊犁河谷地区可持续发展，提升生态文明的有力手段。伊犁河谷地域跨度较大，地形、地势、地貌均较为复杂，气候上南北、东西差异大，且时常出现灾害性天气，为当地树种的引种、丰产造成了极大限制，严重影响了百万亩生态经济林工程的造林效果。

我国学者关于树种区划方面开展了很多研究，其中包括经济林树种[1-4]、生态林树种[5-8]、园林树种等[9-11]，研究区也涵盖了我国较多省市地区。近年来，除了加尔肯居马肯·爱特等[12]对伊犁河谷的生态功能区进行了划分，初步确立各生态功能区的生态特点外，未见关于树种区划方面的研究报道。本研究选取伊犁河谷近年来引种的主要生态经济林树种，分别为树莓、榛子、西梅、樱桃、黑核桃和银×新杨进行区划，为后续伊犁河谷地区百万亩生态经济林树种引种提供科学理论参考。

1 研究区概况

伊犁河谷地处80°09′～84°56′ E，42°14′～44°50′ N，年降水量417.6 mm，山区达600 mm，降雨主要集中在春、夏两季，年平均气温10.4 ℃，1月平均气温-12.2 ℃，7月平均气温22.2 ℃，年极端高温39.5 ℃，年极端低温-43.2 ℃，年日照时数平均为2 781 h，为生态经济林树种的正常生长提供了充足的光热资源。由于地域广阔，地势复杂多样，伊犁河谷各地区有不同的小气候特征，其中伊宁市、霍城县一带太阳辐射通量为5 563 J·m-2，是伊犁河谷地区光热资源高值区；巩留、新源县一带降雨量充沛，野生果树资源丰富；尼勒克和特克斯县一带属于逆温带控制区，山地气候明显。

2 研究方法

2.1 人工区划

选定研究区引进的主要树种树莓、榛子、西梅、樱桃、黑核桃、银×新杨为对象，利用各树种的生物学、生态学特性[13-17]与研究区概况，通过林业科学研究院专家评判确定各树种适生区。

2.2 Bayes判别

参阅文献及实地调查，选定7月极端高温，1月极端低温，年均高温，年均低温和无霜期为影响最大的气温因子[16-19]，利用各气象因子资料结合SPSS中的Bayes判别对人工区划结果进行判别分析。

3 结果与分析

3.1 气候概况

分析比较伊犁河谷各县市的气候条件情况(表1)，1)伊宁市、伊宁县、察布查尔县和霍城县的自然条件较好，年均温均在8 ℃以上，冬季不易发生冻害，平均无霜期150 d左右，≥10 ℃有效积温均为3 000 ℃以上。从地理位置来看，由于西部开阔，导致湿润气流与暖气流交汇，气候温和湿润。同时，逆温层在冬季保护植物越冬十分有利。2)新源县和巩留县年均温在7.5 ℃以上，≥10 ℃有效积温均为3 000 ℃以上，相对湿度较高，平均无霜期为140 d左右，此地山区海拔较高，自然条件较好。3)气候条件相对较差的地区有尼勒克县、特克斯县和昭苏县，尼勒克县海拔较高，≥10 ℃有效积温均为2 000 d·℃以上，特克斯县位于特克斯河流域，地势由东向西逐渐升高，气温逐渐降低，降水偏多，冬季较长而夏季较短，春季和秋季不明显，平均无霜期较长。昭苏县为牧业县，由于海拔较高，山区雷雨天气较多，谷地气温低，平均无霜期短，年低温低，植物常因热量不足生长受到阻碍。

表1 伊犁河谷各县市概况

3.2 人工区划

根据专家判别，将这5个树种按照“适宜”、“次适宜”、“不适宜”分别归为1、2、3类并进行初步的人工区划(表2)。

表2 各树种在伊犁河谷各县市人工区划分类

3.3 Bayes判别

计算出伊犁河谷近年来7月极端高温，1月极端低温，年均高温，年均低温和无霜期的平均值(表3)。

表3 伊犁河谷地区1997—2017年平均气温值

3.3.1 Bayes判别

以年均气温(X1)、7月极端高温(X2)、1月极端低温(X3)、年均低温(X4)、年均高温(X5)和无霜期(X6)为自变量，以表2中的分类结果1、2、3作为分类变量(X7)，对所选引进树种在伊犁河谷各个县市内的适宜范围进行重新判别，判别方程特征值见表4[18-19]。

表4 判别方程特征值

由表5可知，影响树莓栽培区的指标从大到小依次为1月极端低温(X3)>年均最低温(X4)>无霜期(X6)>年均最高温(X5)>年均温度(X1)>7月极端高温(X2)；影响榛子栽培区的指标从大到小依次为X3>X4>X6>X1>X5>X2；影响西梅栽培区的指标从大到小依次是X3>X4>X6>X1>X2>X5；影响樱桃栽培区的指标从大到小依次是X3>X4>X6>X2>X5>X1；影响银×新杨栽培区的指标从大到小依次是X3>X4>X5>X2>X6>X1；影响黑核桃栽培区的指标从大到小依次是X3>X4>X2>X6>X5>X1。

3.3.2 判别分析结果

由表6可知，在对树莓的区划判别结果中，将新源县的“次适宜”改为“适宜”，尼勒克县的“次适宜”改为“不适宜”，综和判别正确率为77.8%；在对樱桃的区划判别结果中，将伊宁县的“次适宜”改为“适宜”，其综合判别正确率为85.7%；对榛子的区划判别结果中，将巩留县的“适宜”改为“次适宜”，将尼勒克县的“次适宜”改为“不适宜”，将昭苏县的“次适宜”改为“不适宜”，其综合判别正确率为66.7%；对西梅、银×新杨和黑核桃的综合判别正确率为100%。

表5 判别方程标准化系数

由表5～6可知，1)对伊犁河谷引进树种生长影响最大的气候因子是1月极端低温(X3)、年均低温(X4)，说明低温是影响伊犁河谷引进树种正常生长的最大因子。2)伊犁河谷地区种植树莓“适宜”的地区有伊宁市、伊宁县、察布查尔县、霍城县和新源县，“次适宜”的地区有巩留县和特克斯县，尼勒克县和昭苏县为“不适宜”；种植榛子的“适宜区”为伊宁市、伊宁县、察布查尔县、霍城县，“次适宜”的地区有巩留县、新源县、特克斯县“不适宜”的地区为尼勒克县和昭苏县；种植西梅“适宜”的地区为伊宁市、伊宁县、察布查尔县、霍城县和新源县，“次适宜”的地区有巩留县、尼勒克县和特克斯县，“不适宜”的地区为昭苏县；种植樱桃“适宜”的地区有伊宁市、伊宁县、察布查尔县、霍城县、巩留县，“次适宜”地区为新源县、尼勒克县、特克斯县和昭苏县；种植银×新杨的“适宜区”有伊宁市、伊宁县、察布查尔县、霍城县、新源县、巩留县和特克斯县，其他地区均为“次适宜”；种植黑核桃的“适宜区”为伊宁市、伊宁县、察布查尔县、霍城县、新源县和巩留县，其余地区均为“次适宜”。

表6 引进树种在伊犁河谷各县市区划结果

注：**表示错误分类；适宜为1，次适宜为2，不适宜为3。

4 小结与讨论

伊宁市、伊宁县、察布查尔县和霍城县4个县市气候温和湿润，地势平坦，自然条件优良，无论是经济林树种树莓、榛子、西梅和樱桃还是防护用材林树种银×新杨和黑核桃都适宜种植，是发展经济林、防护林等生态经济林树种的适宜区；巩留县、新源县山地较多，降水充沛，境内野生种质资源丰富，是经济林树种树莓、西梅和樱桃以及生态林树种银×新和黑核桃的适生区；尼勒克县、特克斯县自然条件相似，其中特克斯县属于逆温带控制区，为各引进树种的适宜区和次适宜区；尼勒克县为树莓和榛子的不适宜区，引种造林时应避免选择这两种生态经济林树种；昭苏县由于高寒多雨，经济林常因缺少热量生长受到制约，宜适当发展耐受性强的生态林树种，谨慎选择经济林树种。

近年来，关于树种区划的研究较少，本研究在方法上采用人工区划结合Bayes判别得出结论，与蒋江照等[2]在新疆阿克苏地区特色林果适生区区划中采用的研究方法相同，减少了人工判别带来的偏差使结论更加科学、合理；陈艳瑞等[20]在新疆干旱荒漠区优良树种生态栽培区划中得出榛子的适宜区为霍城县、伊宁市、伊宁县、察布查尔县与本研究的区划结果一致。

本研究利用气温指标作为区划依据，未能选入土壤等其他影响较大的环境因子，需今后进一步试验观测；本研究选取县(市)为样本单位进行区划，未能考虑到不同地区的小气候差异，存在不足之处。