云南辣木种植生态适宜性区划*

2015-01-17文勇军付小勇郭永清周晓

西部林业科学 2015年3期

文勇军，付小勇，郭永清，周晓

(1．云南省林业调查规划院，云南昆明650051;2西南林业大学，云南昆明650224;3．云南省林业科学院，云南昆明650201)

辣木 (Moringa oleifera)，又名鼓槌树、牛奶树、马萝卜等，是辣木科 (Moringaceae)辣木属(Moringa)的落叶木本蔬菜和油料植物，是一种有独特经济价值的热带植物。辣木原产于印度北部的喜马拉雅区域，可以作为食品、药物以及制造香水、润滑剂的原料，现大范围种植于非洲、中美洲、亚洲的30多个热带、亚热带区域［1～2］。在中国引种栽培的辣木分布广种植于广东、广西、海南、云南以及重庆等地，并且在辣木栽培技术及资源开发利用等方面做了大量的研究［3～4］。

辣木根、叶和嫩果可食用，种子可榨油，广泛应用于农业、工业、畜牧业、医药、美容等多种领域，是一种集美味、营养和保健于一体的珍稀菜肴。辣木近些年越来越受到人们的重视，需求增加很快，现有辣木远不能满足巨大的市场需求。辣木推广种植力度越来越大，种植区域也日渐扩大。在此背景下，开展云南省辣木种植区划研究，以为云南省辣木的合理种植布局提供参考。

为辣木在云南栽种气候生态适生区精细划分，可充分利用云南省土地资源，为其种植基地选择及区域布局提供科学依据［5～6］。辣木在云南引种试验的研究很多，并且其适生区气候条件的研究已获得成果［7～11］，但云南各地辣木适生区基于 GIS的精细划分并未有研究报道。因此，应用气候环境数据结合辣木适生气候条件，区划出云南辣木适生区的分布，为云南辣木的合理种植范围提供参考。

1 研究区概况

云南地处中国西南，地理位置于北纬21°8'32″～29°15'8″，东经97°31'39″～106°11'47″之间。全境东西最大跨距864 km，云南从南至北900 km，总面积39．4×104km2。云南省地形地貌中，山地约占84%，高原约占10%，盆地约占6%，平均海拔2 000 m左右，最高海拔6 740 m，最低海拔76．4 m。

从滇南河口到北部高纬度高海拔的德钦，年平均气温从23．9℃降至4．6℃、≥10℃积温从8 220℃降到900℃、最冷月平均气温从15．3℃降至0℃以下。降雨量从南到北，由2 250 mm降至500 mm左右，大部分地区年降水量在1 100 mm。降水量最多是6-8月，约占全年降水量的60%。云南无霜期长。南部边境全年无霜;偏南的文山、蒙自、思茅，以及临沧、德宏等地无霜期为300-330天;中部昆明、玉溪、楚雄等地约250天;较寒冷的昭通和迪庆达210-220天。

云南省气候有北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和高原气候区等7个温度带气候类型。云南气候兼具低纬气候、季风气候、山原气候的特点。复杂多样的气候类型，使得森林的地理分布也具有复杂性［12］。

2 材料和方法

本研究使用的气候资料从世界气候网(http://www．Worldclim．org)下载，气候数据的年限为1961-2011年。空间数据采用国家基础地理信息中心提供的云南基础地理矢量数据。研究方法是根据辣木对生态气候条件的要求，在分析确定辣木种植适宜性区划指标的基础上，采用区划指标分级与地理信息空间叠加分析模型。在GIS的支持下进行指标叠加而得到辣木适生区分布。即采用林业造林中常用的集优法进行辣木适宜性进行划分，并制作输出适生区专题图。

2.1 资料收集

(1)气候资料

从世界气候网下载环境数据:年平均气温、最冷季平均气温、最热季平均气温、极端最低气温、极端最高气温、≥10℃积温、年降水量、海拔共8个气候生态变量;这些数据的时间跨度是1961-2011年，环境数据都为栅格图像且分辨率为1 km×1 km。

(2)空间数据

云南州 (市)、县行政区划面图层;云南县级以上政府所在地点图层;云南省1︰100万的河流和公路分布图。

(3)辣木适宜性区划指标

根据云南省科技厅发布《云南省辣木产业科技发展规划》的辣木自然气候条件适宜性指标进行区划。区划指标主要来源于中国林业科学研究院资源昆虫研究所、云南省热带作物研究所和云南省林业科学研究院等单位从事辣木引种栽培十余年研究工作，在云南元阳、元江、元谋景洪、永仁、芒市、开远等地建立种源保存基地和引种栽培试验示范地120 hm2，包括了从干热 (干热河谷)到湿热(热带雨林)和中间过渡的气候生态区。辣木是典型的热带亚热带树种，对热量要求高，辣木年生长节律受温度影响明显。辣木在云南气候生态适生区最适宜的温度为25℃以上的雨季 (5-9月)，在年均温18℃以上都能生长，最适宜在年均气温20℃以上，温度低于10℃以下生长缓慢。辣木耐旱在年降雨量300 mm以上都可以生长，最适宜在年降雨量500～1 500 mm的干热河谷地带。选取与辣木生长关系密切的气候指标:年平均气温、≥10℃积温、最冷季平均气温、最热季平均气温、极端最低气温、极端最高气温、年降水量、海拔共8个关键气候因子区划云南辣木的适宜种植区 (表1)。

表1 辣木种植气候生态适宜性区划指标Tab．1 Regionalization indexes of climatic ecological suitability of Moringa oleifera

2.2 数据处理

云南辣木适生区划分采用集优法进行分区，将辣木种植的8个气候因子按表1指标分级不适生区、低适生区、高适生区三类。其中Ci0，Ci1，Ci2分别为第i个气候因子所求得的不适生区、低适生区、高适生区。在ArcGis软件支持下将8个气候因子栅格图进行叠加分析并制作云南辣木气候生态适生区专题图［13］。

3 结果与分析

3.1 云南辣木种植气候生态适宜性区划专题图

结果表明，云南省辣木气候生态适生区分布于北纬25°以南的文山州、红河州、普洱市、德宏州、临沧市、保山市、西双版纳州及玉溪南部海拔1 600 m以下地区。此外，25°以北的在怒江、金沙江干热峡谷也有适生区 (图1)。

图1 GIS支持下的云南辣木种植气候生态适宜区专题图Fig．1 Climatic ecological suitability area of Moringa oleifera planting in Yunnan based on GIS

3.2 云南辣木种植气候生态适宜性区划结果

云南辣木适生区涉15个地州 (市)，面积共106 146 km2，占云南省国土面积的25．8%，其中:高适生区面积37 110 km2，占云南省国土面积的9．5%;低适生区面积69 036 km2，占云南省国土面积的16．3%。云南省各州 (市)辣木种植气候生态适宜性区划结果见表2。

表2 云南辣木种植气候生态适宜性区划结果Tab．2 Regionalization results of climatic ecological suitability of Moringa oleifera planting in Yunnan

(1)高适生区

云南辣木高适生区包括怒江流域、大盈江流域、澜沧江流域、元江流域、红河流域、金沙江流域，海拔范围300～1 000 m。分布区地跨怒江中下游常绿阔叶林区、澜沧江中下游暖针叶林区及热带雨林区、红河亚热带常绿阔叶林区、金沙江干热河谷区。

主要分布范围为，怒江流域经泸水县-隆阳区-施甸县-龙陵县沿怒江两岸宽2 km左右区域;临沧市南滚河流域、南汀河流域沿河、永康河流域4 km左右区域;德宏州大盈江、芒市河、瑞丽江沿河两旁宽4 km左右区域;澜沧江流域经凤庆县-云县-临翔区-双江县-景东县-镇沅县-景谷县-澜沧县-思茅区沿澜沧江及其支流两岸2 km左右区域;西双版纳全州海拔1 000 m以下地区;元江流域、红河流域沿河两旁宽4 km左右区域;文山州富宁县剥隘镇、麻粟坡县盘龙江两侧1．5 km左右区域;金沙江流域的大姚、永仁、华坪沿江两旁1 km左右区域和元谋县海拔1 000 m以下地区。

高适生区在云南11个地州 (市)都有分布，其中西双版纳、普洱、红河、临沧、德宏、玉溪、楚雄等7个地区最适宜面积都超过1 000 km2。西双版纳州高适生区面积最大，为10 153 km2，广泛分布于景洪市、勐腊县及勐海县海拔低于1 000 m的局部区域。普洱市高适生区面积第二，为9 709 km2，主要分布于澜沧江流域及其支流水系流域和红河支流。澜沧江支流包括有景谷县的威远江流域，思茅区的小黑江流域和普洱大河流域，澜沧县的黑河、南拉河流域。红河支流包括有景东川河流域，江城李仙江流域，墨江县把边江、阿墨江流域等。红河州高适生区面积第三，达6 176 km2，分布于红河流域西南部的红河县、绿春县、元阳县、金平县、屏边县等5个县的部分区域。临沧市高适生区面积为3 456 km2，分布于怒江流域、南滚河流域、澜沧江流域。德宏州高适生区面积为1 607 km2，分布于大盈江流域，瑞丽江流域及芒市河流域。

该区年平均气温大于20℃，最冷季平均气温在15℃以上，最热季平均气温在25℃以上，≥10℃的活动积温大于6 000℃，海拔在1 000 m以下，降雨量在500～1 500 mm间。全年光照充足、降雨量适中并集中在最热季，寒害及霜冻天气极少，辣木在该区全年都能快速生长，是云南重点发展辣木区，辣木基地也应重点选择该区域。

(2)低适生区

云南辣木低适生区分布于金沙江流域及元江红河流域以东地区以及云南西部德宏州、临沧市和云南南部的普洱市和西双版纳州海拔1 000～1 600 m的地区，地跨15个地州 (市)。主要包括金沙江流域海拔1 000～1 600 m区域，从丽江市 (玉龙县、永胜县、华坪县)-大理市 (鹤庆县、宾川县)-楚雄州 (大姚县、永仁县、元谋县、武定县)-昆明市 (禄劝县、东川区)-昭通 (巧家县)。怒江州、保山市 (怒江流域)及德宏州 (陇川县、梁河县)海拔1 000～1 600 m;临沧市 (澜沧江流域、南滚河流域)及普洱全市、西双版纳全州海拔1 000～1 600 m区域;元江、红河流域以东海拔1 000～1 600 m区域、文山州海拔600～1 200 m。该区年平均气温18～20℃，最冷季平均气温 10～15℃，最热季平均气温 20～25℃，≥10℃积温为5 000～6 000℃。海拔大部分位于1 000～1 600 m间。

除了普洱市、西双版纳州、红河州、临沧市、德宏州有大面积低适生区外，文山州低适生区面积为7 570 km2，广泛分布于富宁县、广南县和麻栗坡县。楚雄州低适生区面积为4 944 km2分布于大姚县、永仁县、元谋县、武定县。玉溪市低适生区面积为3 170 km2分布在新平县、峨山县。本区热量资源较低，最冷季平均温小于15℃，最热季平均温小于25℃，霜冻天气较多，可能影响辣木生长。有些海拔较高地区冬季会有冻害发生。≥10℃有效积温偏低，气候条件能较低限度满足辣木生长。

4 结论与讨论

根据云南省科技厅发布的《云南省辣木产业科技发展规划》，截止2013年年底，云南省辣木种植面积约1 333．33 hm2，并主要集中于云南省普洱市、临沧市、西双版纳州、德宏州、楚雄州的元谋县、玉溪市的元江县、红河州的元阳县和红河县。云南省现有辣木种植主要集中分布于云南省南部热区和云南澜沧江流域、怒江流域、金沙江流域、红河流域的干热河谷地区，这与本研究的辣木高适生区一致。

云南辣木气候生态适生区采用8个气候指标，在ARCGIS分析下将云南辣木合理区划出高适生区、低适生区和不适生区，为辣木种植推广提供了科学依据。辣木最适宜生长温度25℃以上，年降雨量在500～1 500 mm，雨热同季地区。辣木喜疏松、透气性能良好的壤土或沙壤土，透气性差，排水不畅的粘性土壤不利于正常生长，甚至烂根死亡。对于土壤类型以及影响辣木生长的其他因子还未考虑，有待在今后的研究中不断地补充、修正和完善。

结果表明，辣木适生区分布于北纬25°以南海拔1 600 m以下地区和25°以北的怒江、金沙江海拔1 600 m以下峡谷地带。辣木在云南普洱市、西双版纳州、红河州、临沧市、德宏州等11个州(市)有高适生区面积37 110 km2，占云南省国土面积的9．5%;在全省15州 (市)有低适生区面积69 036 km2，占云南省国土面积的16．3%。云南辣木适生区多为干热河谷、中山丘陵，生态环境恶劣，交通不便，经济落后，规模化种植辣木，并开发其高附加值的食品、医药及香料产品，逐渐形成新兴产业，促进云南边疆农民脱贫致富，推动当地经济发展。云南省辣木种植不仅有较高的经济效益，还具备生态防护功能，尤其改善干热河谷及山区农民的生活水平和生态环境。建议今后云南省退耕还林工程选择具有开发价值的辣木并安排种植于高适生区。

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