闽楠栽培气候区划研究

葛永金，胡桂萍，刘跃钧，沈爱华，王军峰，何小勇*

(1.丽水市林业科学研究院博士工作站，浙江 丽水 323000;2.丽水市气象台，浙江 丽水 323000;3.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023)

楠木作为我国特有的珍贵用材，具有木材性能好、商业价值高等优点，同时拥有历史文化传承、艺术收藏等价值，是颇受市场欢迎的珍贵用材，也是社会经济发展所必需的一种战略资源。闽楠(Phoebe bournei)为樟科(Lauraceae)楠木属(Phoebe Nees)的常绿高大乔木，是珍贵用材楠木的原植物之一，及我国特有的珍贵用材和优良观赏树种。然而由于过度采伐及生境破坏，闽楠野生资源已近枯竭，科学合理的进行保护和开发利用已刻不容缓，目前包括浙江省在内的许多地区正在大力发展以闽楠为主的珍贵用材林。目前对闽楠的研究多集中在群落生态，苗木繁育以及相应栽培技术等方面。在气候特征方面，笔者曾对闽楠分布区的气候特征进行过相关研究［1］，但尚未涉及到闽楠的气候区划等方面的内容。

在进行树种气候区划或引种适生区区划时，以往都是通过复杂的数学模型来进行区划，将分布区域进行分类，并在相对应的地图上勾绘出其气候区划图［2-6］。如王小平［7］在对白皮松进行气候区划时，在白皮松分布区内选取40个气象样点，采用ISODATA模糊聚类方法，将隶属关系程度不同的样点进行分类，并与其地理位置相关联，从而将白皮松区划为6个气候区。在对中国雷竹引种和适生区域进行研究时，用模糊相似优先比方法，计算以长江中下游为中心的81个气象站与雷竹原产地之间的相似程度，结合雷竹生物学特性和实际生产经验，对各分划出3类适宜引种区［8］。在利用气象软件对树种分布进行区划研究中，张清华［9］利用地理信息系统和生态信息系统软件(IDRISI和GREEN)，对珙桐(Davidia involucrata)适宜分布的气候阐述进行分析，并以此其适宜分布区，此外还利用全球气候预测模型(GCMs)预测30年后的气候变化。蒋霞［10］通过定量分析西北干旱地区短叶假木贼(Anabasis brevifolia)、木蓼(Atraphaxis frutescens)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)等10种荒漠植物的地理分布与气候关系，利用Holdridge生物温度、降水量和可能蒸散率3个指标的平均值、标准差、最大及最小值，对这10个荒漠植物可能潜在的分布区进行了预测，并绘制了其潜在分布区域图。本论文在前期闽楠分布区气候特征研究的基础上，应用GrADS软件，进一步对闽楠进行气候区划研究，以期为确定闽楠适宜栽培区和扩大引种造林提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 指标选择

根据闽楠地理分布与气候因子的定量关系，各气象因子按照影响大小的排列次序依次为热量、降水和低温［1］。在此基础上，参考文献的研究成果［11-12］，本文拟选择年均温、1月均温、年降水量作为确定潜在引种区和适宜栽培区的气候指标。

在预测树种分布区时，我们采用现有分布区气候指标的最大值、最小值以及所计算的分布最适宜范围，从理论上反推闽楠的最适宜栽培范围，即从植物种实际的点状分布来预测其在面上分布［4］。其中闽楠最大分布范围，由其对应的气象指标的最大值和最小值来限定，从而绘制闽楠在理论上的潜在引种区;由气象指标的最适宜范围的上限和下限，来绘制其适宜栽培区。根据笔者的前期研究，闽楠分布区年均温分布范围为11.83 ～22.04 ℃，最适范围为16.45～20.55 ℃;最低月均温分布范围为3.50 ～13.10 ℃，最适范围为4.88～10.55 ℃;年降水量分布范围为1 036～1 876 mm，最适范围为1 274～1 738 mm［1］。

1.2 图形绘制及区划方法

使用GrADS(Grid Analysis and Display System)软件，利用中国气象局1971—2000年地面气象数据，采取Kringing插值和九点平滑方案，绘制闽楠年均温、最冷月均温及年降水量气候等单个因子的气候区划图，再将3者叠加，以3个气象因子适宜栽培区域，均重叠部分为最适宜栽培范围、2个气象因子重叠部分为适宜栽培范围;以3个气象因子潜在分布区域中，最大的区域范围为潜在引种区范围，其余区域则为不适宜区域。以此形成闽楠气候区划图。

2 结果与分析

2.1 热量对闽楠分布的影响

从图1可以看出，由年均温所推测的闽楠潜在分布区范围广阔，北起云南北部、四川中部、甘肃南部、山西中部到山东省大部分地区，最北能延伸到河北中部到山东半岛一带，最南到广东南部靠近海南一线。最适宜区则包括四川省东南部、云南省南部、广西壮族自治区北部以及湖南省、江西省、福建省和浙江省等。与其他气象因子相比，年均温能够反映了植物生长所需的热量特征，因而在进行树种区划时，是经常选用的气象因子，如符瑜［13］在确定黄连木潜在分布范围时，也曾使用该因子，并认为其最适宜于年均温10℃左右的地区。

图1 闽楠气候区划图(年均温)(Ⅰ为适宜栽培区，Ⅱ为较适宜栽培区)Fig.1 Climatic(MAT)regionalization on the distribution area(I is the most suitable distribution area and II is suitable distribution area)

图2 闽楠气候区划图(最冷月均温)(Ⅰ为适宜栽培区，Ⅱ为较适宜栽培区)Fig.2 Climatic(MAT)regionalization on the distribution area(I is the most suitable distribution area and II is suitable distribution area)

从气象因子最冷月均温所预测的潜在分布范围来看，闽楠分布北缘比年均温所确定的北缘要南移很多，其北缘线包括云南省北部、四川省东南部，湖北省中部、安徽南部和江苏北部，最南则和年均温分布近似，接近海岸线。最适宜范围包括云南省中南部、贵州省中南部，湖南南部到浙江杭州以南，涵盖江西、浙江和福建大部分地区(图2)。和图1相比较，可以看出，最冷月均温所预测的潜在分布范围与年均温相比要小很多，也说明低温是影响闽楠分布的限制性因子。

2.2 年降水量对闽楠分布的影响

从降水量来看，闽楠分布北缘为云南东南部、四川东南、湖北中南部、安徽南部和江苏中南部一线，往南延伸至海岸线，在云南西南部西双版纳地区，该地区属热带季雨林气候，也非常适宜闽楠的生长(图3)。根据笔者实地调查，闽楠现有群落主要分布在水资源丰富的亚热带湿润地区，这些区域年平均降水量在1 505 mm左右，但是在炎热的夏季，经常面临极端的干旱，闽楠生长需要充足的水分，且土壤含水量是树木高生长和木材材积生长的主要限制因子［14］。季节性干旱对闽楠生长影响巨大，闽楠苗木在造林后的前2年时间内最容易受到夏季严重干旱的影响。在干旱年份造林的闽楠苗木往往因为干旱缺水而死亡，导致造林成活率降低［15］。夏季季节性干旱对闽楠的影响机理值得深入研究。

图3 闽楠气候区划图(年降水量)(Ⅰ为适宜栽培区，Ⅱ为较适宜栽培区)Fig.3 Climatic(Precipitation)regionalization on the distribution area(I is the most suitable distribution area and II is suitable distribution area)

图4 闽楠气候区划图(Ⅰ为适宜栽培区、Ⅱ为较适宜栽培区、Ⅲ为潜在引种区、Ⅳ不适宜引种区)ig.4 Climatic regionalization on the distribution area(I is the most suitable distribution area ，II is suitable distribution area，Ⅲ is the otential distribuation area andⅣis not suitable distribution area)

2.3 闽楠气候区划图

我们将图1、图2和图3叠加，绘制成闽楠分布气候区划图(图4)，可以看出，闽楠适宜栽培区在东经110～123°，北纬24～30°呈长方形分布，地理区域包括广西北部、广东北部，湖南中南部、江西赣东北以南、浙江中部以南，福建中部以北等广大地区;其相对应的气象指标中，年均温平均值在16.45～20.55℃，最冷月均温在4.88～10.55℃，年降水量1 273.80～1 737.50 mm。浙江省北部、安徽省南部、湖北省南部，湖南省北部、贵州省中部和云南省南部、广西自治区、广东省南部、福建省南部为闽楠较适宜栽培范围，这部分区域对应的年均温在20.55～22.04℃，最冷月均温在10.55～13.10℃，年降水量在1 505.65～1 737.50 mm。闽楠年均温最低线以南(11.83 ～16.45 ℃)，最冷月均温在 3.50 ～4.88 ℃，降水量在1 036.00～1 273.80 mm区间内为潜在引种区，其余地区则为闽楠不适宜引种区。

3 结论与讨论

(1)在前期研究确定气候主导因子的基础上，通过绘制闽楠年均温、最冷月均温及年降水量气候等单个因子的气候区划图，并将其叠加，形成闽楠气候区划图，将闽楠栽培区划为适宜栽培区、较适宜栽培区、潜在引种区和不适宜引种区。研究结果显示，闽楠潜在引种区和适宜栽培区域比现有闽楠分布区域大很多，这也间接说明闽楠目前的分布格局并不是气候变化和影响的结果，而是人为活动的破坏。从年均温指标确定的潜在引种区和适宜栽培区域来看，能满足闽楠生长的热量指标的区域最广，往被延伸到最北能延伸到河北中部到山东半岛一带，往南直到沿海地区。但从最冷月均温指标来看，可以发现，其潜在引种区和适宜栽培区比年均温指标确定的潜在引种区和适宜栽培区范围要南移很多，说明最冷月均温是限制闽楠引种北移的限制性因子。在闽楠潜在引种区造林时，应谨慎选择耐寒种源，逐步北移。在目前条件下，笔者不建议在非适宜引种区引种造林。

(2)在向闽楠分布区外的区域引种造林过程中，应重点考虑的应该是引种目的地年均温、温暖指数等主要反映温度、生长期和日照状况的气候因子是否符合闽楠的生长需求。其次是降水量、蒸腾量等水分因子，而最高月均温、极端最高温等高温因子影响较弱。从研究结果来看，闽楠向低纬度、低海拔地区引种成功的几率比向高纬度、高海拔地区引种要高。从降水量指标来看，其所确定的潜在引种区和最适宜引种区的区域亦同样比年均温指标要南移很多，说明水分因子也是影响闽楠扩大引种造林(向北部和向西部)引种造林的限制因子，应加强闽楠对水分需求和低温响应机理的研究，为闽楠扩大引种造林提供理论基础和依据。

(3)在本研究中，采用GrADS软件绘制气候区划图，并通过图形叠加的方法，绘制了首份闽楠气候区划图，与以往绘制其他树种气候区划图相比［11］，省却了复杂的数学计算和模型构建，将复杂的科学过程简易化。另外，潜在引种区域的分布图可能与闽楠实际的地理分布存在误差，这可能受限于目前所拥有的闽楠分布和气象资料的限制，其次仅考虑了闽楠与大气候的关系，而没有考虑到诸如土壤、地形等地理因子。

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