基于“3S”技术的贵州省澳洲坚果种植气候区划

韩树全，范建新，王代谷，雷朝云，刘 荣，吴小波，黄 海

（贵州省亚热带作物研究所，贵州兴义562400）

基于“3S”技术的贵州省澳洲坚果种植气候区划

韩树全，范建新＊，王代谷，雷朝云，刘 荣，吴小波，黄 海

（贵州省亚热带作物研究所，贵州兴义562400）

为促进贵州省澳洲坚果产业持续发展，在近20年试验示范和调研基础上，根据澳洲坚果生长发育对气候条件、海拔高度等要素的要求，选取5个生态因子（年平均气温、最冷月月平均气温、最冷月平均最低气温、≥10℃活动积温和日均温≤0℃最长连续时数），结合贵州省各个县市主要气象站点20年（1995－2014年）的气象统计资料，基于“3S”技术，明确贵州澳洲坚果的种植气候区划。结果表明：贵州澳洲坚果适宜种植区总面积共计99 023.13hm2，主要分布在赤水河流域、南盘江流域、北盘江流域、红水河流域、樟江流域及都柳江流域。其中，赤水河流域适宜种植区面积为5 202.53hm2，占5.25%；南盘江流域适宜种植区面积为10 155.07hm2，占10.26%；北盘江流域适宜种植区面积为36 367.73hm2，占36.73%；红水河流域适宜种植区面积为35 659hm2，占36.01%；樟江流域适宜种植区面积为3 421.67hm2，占3.46%；都柳江流域适宜种植区面积8 217.13hm2，占8.30%。

澳洲坚果；“3S”技术；气候区划；贵州

澳洲坚果（Macadamia ternifolia F.Muell.）又称夏威夷果，是一个新兴的高档坚果树种。澳洲坚果营养丰富，含油量达60%～79%，其中不饱和脂肪酸含量占84%，是少数几种含有棕榈油酸的木本植物之一［1］；还含有丰富的钙、磷、铁、维生素B2及人体必需的8种氨基酸等，有“干果之王”之称［2］。澳洲坚果丰产期长达40～60a，受种植区域的限制，总产量有限，国内外市场供不应求，在贵州适宜的热区极具发展前景。

贵州热区属南亚热带和中亚热带气候［3］，干、湿季节明显，光、水、热资源丰富，有大量适合澳洲坚果产业发展的区域。贵州从1990年开始在望谟县试种澳洲坚果，筛选出多个适应贵州生态气候的品种，其产量和品质都高于全国平均水平［4］。澳洲坚果病虫害少，经济价值高，生态效益明显，是贵州发展精品特色水果和治理喀斯特石漠化的良好经济林木。但贵州澳洲坚果产业处于起步阶段，适宜种植区域不明确，虽有对贵州热区气候情况进行调查［5］，但数据较久。因此，在对贵州生态调查的基础上，根据贵州的气候、地形和土地利用现状等因素，采用3S技术对贵州省澳洲坚果种植地区进行综合、立体气候区划，旨在规划适宜发展澳洲坚果的生态区域，为贵州因地制宜发展澳洲坚果产业及农业产业调整提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 数据的来源与收集

地理信息资料由贵州省基础地理信息数据库提供的1∶25万地理背景数据，主要包括贵州省行政边界、贵州省等高线及贵州省水系等；采用2014年的ETM遥感图像（分辨率30m）获得土地利用类型分类，包含森林、农用地、水体、道路及城镇等信息，再通过GPS野外调查验证，进一步修正，得到详细的土地利用综合分类图。气象资料为贵州省各县主要气象站点1995－2014年的逐日气象统计，主要包括年平均温度、最冷月平均温度和≥10℃活动积温等要素。台站信息资料从气象台站的观测报表记录中读取，包括经度、纬度及海拔高度等数据参数。

1.2气候指标的确定

澳洲坚果原产于亚热带雨林地区，喜温暖、湿润和静风气候［6］。温度是影响澳洲坚果生长发育、产量及分布的主要生态因子之一。其生长要求年均温一般在17℃以上，适宜的生长月均温为15～30℃［7］，温度在10℃以下和35℃以上生长停止，生长适宜的降雨量为1 000mm以上［8］，适宜的年日照时数为1 600h左右［9］。澳洲坚果生长和干物质积累最适温度在20～25℃，日间25℃及夜间≤20℃的温度利于诱导成花。澳洲坚果的抗逆性较强，成年果树能忍受短时的－5.6℃左右的低温及18d霜日的寒冷天气［10］。基于澳洲坚果在贵州部分地区试种成功的经验，结合其生长发育所需的生态条件的要求，选取热量指标作为贵州澳洲坚果种植区划的主要因子，包括年平均气温、最冷月平均气温、最冷月平均最低气温、≥10℃活动积温和日均温≤0℃最长连续时数等得澳洲坚果种植的气候适宜性区划指标（表1）。

表1 贵州澳洲坚果种植主要气候区划指标及等级量化Table 1 Main climate regionalization indexes and grade quantization of M.ternifoliacultivation in Guizhou

1.3 地形及地类限制因子

澳洲坚果产业的发展不仅受气候环境的影响，还受海拔高度及地形坡度等因素的制约。贵州热区多山地、河流，地貌复杂，发展澳洲坚果需要因地制宜，种植区一般要求海拔在800m以下，坡度＜25°的静风区。在保护生态环境的条件下，可种植地域选择耕地、灌草地及不严重的石漠化地区。

1.4 区划方法

1.4.1 气候方程的建立 贵州热区地处低纬山区，海拔悬殊大，河谷众多，立体小气候差异明显。同时受大气环流影响，贵州热区各地多年平均热量指标与海拔、河谷条件等密切相关。根据收集的贵州各地基本气象、地理资料和澳洲坚果生长发育对热量条件的要求，结合SPSS统计软件，采用数理统计学方法，建立气象资源的梳理统计模拟模型，应用GIS技术进行小网格资源推算与分析［11］，筛选出显著性最强、判定系数最高的热量指标与海拔相关的气象方程。对各组进行统计学处理，即可得到各组结果。

1.4.2 区划专题图制作 对贵州省等高线进行矢量化，利用ArcGIS生成贵州省DEM数据。结合DEM数据，由ArcGIS三维分析工具提取贵州省坡度变率和地形海拔变率的栅格图层，分别生成贵州省海拔分级图和贵州省坡度分级图。采用美国陆地资源卫星的ETM遥感图像（分辨率为30m），选用ETM＋的4、3、2波段进行标准假彩色合成，利用RS和GIS软件，通过对遥感图像进行配准精校正、合并和裁剪等预处理［12］，并运用去霾处理、直方图均衡化、直方图匹配等图像处理手段增强图像。以野外定点调查的数据、已有的DEM数据及贵州省植被分布图作为背景数据进行图像辨读解译分析和监督分类，在得到的分类图上进行聚类、去除分析，再通过图像重采样，得到贵州省土地利用现状图［13］。在各专题图上，叠加以县为单位的行政界线，运用ArcGIS的裁剪和提取功能，得包括海拔、坡度和土地利用现状信息在内的各区域的基础信息。综合基础信息等因素利用ArcMAP对各指标进行空间分类叠加及栅格数据的逻辑运算［14］，得各组区域澳洲坚果种植的最适宜区、适宜区和次适宜区，并赋予不同的颜色，通过栅格数据合并，得到贵州省澳洲坚果种植区域。再叠加乡镇界、贵州省铁路和公路交通网、贵州省水系网、经纬网和制作图例等，制作出贵州省澳洲坚果种植气候区划图。

2 结果与分析

2.1 可种植区域的确定

根据贵州热区及河流的分布及澳洲坚果生长发育对生态条件的要求，将贵州种植澳洲坚果的可能区域分为9组：即赤水河流域（赤水市、习水县等）、南盘江流域（兴义市、兴仁县等）、北盘江流域（晴隆县、贞丰县、望谟县等）、红水河流域（平塘县、罗甸县等）、樟江流域（独山县、荔波县）、都柳江流域（榕江县、从江县等）、清水江流域（锦屏县）、氵舞阳河流域（镇远县等）、乌江流域（德江县等）。由最冷月月平均气温、≥10℃年积温、≥10℃积温持续天数、日均气温≤0℃最长连续时数分别和海拔高度回归得出气候适应性推算模型（表2～6）。结合地形及地类限制因子等指标，确定贵州适合种植澳洲坚果的地区主要分布在赤水市、习水县、兴义市、兴仁县、安龙县、册亨县、晴隆县、贞丰县、关岭县、镇宁县、紫云县、望谟县、罗甸县、平塘县、荔波县、榕江县、从江县及黎平县共18个市县，涉及赤水河流域、南盘江流域、北盘江流域、红水河流域、樟江流域和都柳江流域。

表2 主要流域年平均气温推算模型Table 2 Prediction model of mean annual temperature in main Basins

表3 主要流域最冷月月平均气温推算模型Table 3 Prediction model of monthly mean temperature in the coldest month in main basins

表4 主要流域≥10℃年积温推算模型Table 4 Prediction model of≥10℃annual accumulated temperature in main basins

表5 主要流域≥10℃积温持续天数推算模型Table 5 Prediction model of continuous days with≥10℃annual accumulated temperature in main basins

表6 主要流域日均气温≤0℃最长连续时数推算模型Table 6 Prediction model of the longest continuous hours with≤0℃daily mean temperature in main basin

2.2 区划结果

根据区划结果（图示），贵州澳洲坚果适宜种植区总面积共计99 023.13hm2，主要分布在赤水河流域、南盘江流域、北盘江流域、红水河流域、樟江流域及都柳江流域。其中，赤水河流域适宜种植区面积为5 202.53hm2，占5.25%；南盘江流域适宜种植区面积为10 155.07hm2，占10.26%；北盘江流域适宜种植区面积为36 367.73hm2，占36.73%；红水河流域适宜种植区面积为35 659hm2，占36.01%；樟江流域适宜种植区面积为3 421.67hm2，占3.46%；都柳江流域适宜种植区面积8 217.13hm2，占8.30%。

图示 贵州省澳洲坚果种植气候区划Fig. Climate Regionalization of M.ternifolia Cultivation in Guizhou

优势种植区：澳洲坚果优势种植区面积为87 384.33hm2，占适宜区总面积的88.25%，主要分布在南盘江流域（兴义市的三江口镇、则戎乡、南盘江镇、沧江乡、泥凼镇等；兴仁县的马马崖镇、波阳镇、百德镇等；安龙县万峰湖镇、栖凤街道等；册亨县的丫他镇、八渡镇、冗渡镇、双江镇、坡妹镇、岩架镇、巧马镇、者楼镇等）、北盘江流域（晴隆县的光照镇、大田镇、花贡镇、长流乡、马场乡等；镇宁县的六马乡、打帮乡、简嘎乡、良田乡、沙子乡等；关岭县的上关镇、岗乌镇、断桥镇、新浦镇、板贵乡、白水镇、花江镇等；贞丰县的北盘江镇、沙坪乡、白层镇、鲁容乡、鲁贡镇、者相镇等；望谟县的乐元镇、昂武镇、桑郎镇、油迈乡、王母街道、石屯镇、蔗乡镇等）、红水河流域（平塘县的甲茶镇、通州镇等；罗甸县的龙坪镇、逢亭镇、茂井镇、红水河镇、沫阳镇等；紫云县的火花乡等）及赤水河流域（赤水市的复兴镇、文化办、大同镇、长沙镇等；习水县的土城镇等）。

一般种植区：一般种植区面积为11 638.8hm2，占适宜区面积的11.75%，主要分布在樟江河流域（荔波县的朝阳镇、瑶山乡、玉屏街道办、黎明关乡等）和都柳江流域（榕江县的古州镇、忠诚镇、八开乡等；从江县的下江镇、丙妹镇、西山镇、贯洞镇、斗里乡、谷坪乡等）。

3 结论与讨论

选取年平均气温、最冷月月平均气温、最冷月平均最低气温、≥10℃活动积温、≥10℃积温持续天数和日均气温≤0℃最长连续时数等作为区划指标，既顾及到澳洲坚果生长发育对热量的要求，又考虑到越冬的气候条件，区划指标选择较全面，能为贵州省澳洲坚果产业规划和发展提供基础数据。由区划得出贵州澳洲坚果适宜种植区总面积共计99 023.13 hm2，其中优势种植区面积为87 384.33hm2，占适宜区总面积的88.25%，主要分布在南、北盘江、红水河及赤水河流域；一般种植区面积为11 638.8 hm2，占适宜区面积的11.75%，主要分布在樟江河及都柳江流域。

贵州热区面积大，在中低河谷和低海拔地区雨、热充足，基本无冻害和霜害，是发展澳洲坚果产业的理想区域。贵州山地石漠化现象较严重，在发展澳洲坚果时除充分利用适宜的农田、灌草地以外，还可以适度的在石漠化地区推广种植。利用澳洲坚果耐贫瘠、耐干旱和固土保水能力强的特点，即增加农民收入，推广澳洲坚果产业，又防止水土流失，治理石漠化。

采用3S技术，应用回归曲线模型分析，在基于气候因子的基础上，综合考虑海拔和土地利用分类信息等相关要素，保证了制定的区划中适栽区域土地的可开发利用性，更贴近实际，便于实际操作。但由于局部立体小气候的影响及该区划中所收集的站点数量的限制，由气象方程推算出来的气象要素值与实测值之间仍存在一定差距，且澳洲坚果生长发育所需的土壤理化性质等因素并未列入到区划中，区划的准确性有待进一步提高。各地在应用综合区划时应因地制宜，根据当地的实际情况进行修正。

［1］莫善文.世界澳洲坚果业之现状与前景［J］.云南热作科技，1999，22（2）：26－30.

［2］李家兴，范建新，王代谷，等.贵州南亚热区澳洲坚果品种结果性状表现［J］.江西农业学报，2015，27（2）：45－48.

［3］贺熙勇，倪书邦.世界澳洲坚果种质资源与育种概况［J］.中国南方果树，2008，37（2）：34－38.

［4］吴俊铭，谷晓平，徐丹丹.论贵州农业气候资源优势及其利用［J］.贵州气象，2005，29（3）：3－5.

［5］陈 娟，康为民，郑小波，等.基于GIS在贵州果树气候区划中的应用［J］.贵州农业科学，2007，35（4）：24－26.

［6］Duxbury D.Lipid scientists shake healthy macadamia nut tree［J］.Food Processing，1995，54（6）：83.

［7］莫 蕤，韦 芳，苏春芹，等.右江河谷引种澳洲坚果的农业气候条件分析及种植措施［J］.现代农业科技，2008（18）：118－119.

［8］陆超忠，肖邦森，孙光明，等.澳洲坚果优质高效栽培技术［M］.北京：中国农业出版社，2000.

［9］王文林，陆超忠，曾 辉，等.我国澳洲坚果的研究及发展［J］.中国热带农业，2008（3）：24－25.

［10］岳 海，李国华，李国伟，等.澳洲坚果不同品种耐寒特性的研究［J］.园艺学报，2010，37（1）：31－38.

［11］王连喜，陈怀亮，李 琪，等.农业气候区划方法研究进展［J］.中国农业气象，2010，31（2）：277－281.

［12］杨 昕，汤国安，邓凤东，等.遥感数字图像处理实验教程［M］.北京：科学出版社，2010：21.

［13］王 旭，向青云，谭 伟，等.基于RS与GIS的贵州省火龙果种植气候区划［J］.贵州农业科学，2011，39 （3）：229－233.

［14］汤国安，杨 昕.地理信息系统空间分析实验教程［M］.北京：科学出版社，2007：25.

（责任编辑：聂克艳）

Climate Regionalization of Macadamia ternifolia Cultivation Based on“3S”Technology in Guizhou

HAN Shuquan，FAN Jianxin＊，WANG Daigu，LEI Chaoyun，LIU Rong，WU Xiaobo，HUANG Hai
（Guizhou Institute of Subtropical Crops，Guizhou Xingyi，562400，China）

The climate regionalization of M.ternifoliacultivation is definited by 5ecological factors of annual mean temperature，monthly mean temperature in the coldest month，minimum monthly mean temperature in the coldest month，active accumulated temperature with≥10℃and the longest continuous hours of daily mean temperature with≤0℃according to the demand of climate condition and altitude for growth and development of M.ternifolia and the meterological statistic data from main meterological stations of different counties and cities（1995－2014）based on“3S”technology and the basis of demonstration and survey for 20years to promote sustainable development of M.ternifoliaindustry in Guizhou.Results：Total suitable area for M.ternifoliacultivation is 99 023.13hm2，which mainly located in Chishui River Basin，Nanpan River Basin，Beipan River Basin，Hongshui River Basin，Zhang River Basin and Duliu River Basin.The suitable area of M.ternifoliacultivation in Chishui River Basin，Nanpan River Basin，Beipan River Basin，Hongshui River Basin，Zhang River Basin and Duliu River Basin is 5 202.53hm2，10 155.07hm2，36 367.73hm2，35 659hm2，3 421.67hm2and 8 217.13hm2and accounts for 5.25%，10.26%，36.73%，36.01%，3.46%and 8.30%in total suitable area of M.ternifolia cultivation in Guizhou respectively.

Macadamia ternifolia；“3S”technology；Climatic regionalization；Guizhou

S601.9

A

1001－3601（2016）08－0363－0157－05

2016－01－24；2016－08－06修回

贵州省农业攻关项目“贵州热区澳洲坚果栽培关键技术研究与示范”［黔科合NY（2013）3039］；贵州省农业科学院项目“澳洲坚果种质资源引进、评价及利用”［黔农科院院专项（2013）021］；贵州省农业科学院项目“南北盘江低热河谷芒果和澳洲坚果中晚熟品种选育及推广应用”［黔农科院自主创新科研专项字（2014）001］；贵州省科研机构服务企业行动计划“贵州特色热带果树产业化开发科技支撑行动”［黔科合服企（2015）4002］

韩树全（1986－），男，研究实习员，硕士，从事果树生物技术研究。E－mail：hanshuquan＠163.com

＊通讯作者：范建新（1981－），男，副研究员，从事果树栽培与育种研究。E－mail：fanjianxin＠vip.qq.com