柴达木盆地枸杞种植气候资源区划

李海凤， 祁贵明， 郭晓宁

(青海省格尔木市气象局，青海格尔木 816099)



柴达木盆地枸杞种植气候资源区划

李海凤， 祁贵明， 郭晓宁

(青海省格尔木市气象局，青海格尔木 816099)

[方法]利用柴达木盆地及周边22个气象站气象资料和1∶50万地理信息资料，采用多元逐步回归分析法建立了柴达木盆地枸杞种植气候区划因子与地理信息的回归模型，利用GIS技术平台插值运算实现了气象资料的空间连续性分布；通过对适宜枸杞种植气象因子分析，确定了枸杞种植气候区划指标阈值；运用GIS技术对柴达木枸杞种植气候资源进行区划。[结果]柴达木盆地枸杞种植区划分为最适宜、适宜、可种植、不可种植4个区，该盆地31.4%的地区适宜种植枸杞，包括都兰西北部，格尔木中北部的大格勒乡、郭勒木德和乌图美仁乡，还有茫崖东北和冷湖南缘少部分地区；在适宜区有灌溉条件的地方，扩大枸杞种植面积；在可种植区可适当种植枸杞，以优化农业产业结构，但不可盲目扩大种植面积。柴达木盆地南面、北面和西北面属高海拔山脉区，水资源缺少，不适宜种植枸杞。[结论]该研究为进一步科学地优化农业产业结构和合理布局枸杞种植提供参考依据。

气候资源区划；指标；GIS技术；枸杞种植；柴达木盆地

柴达木盆地总面积为24.68万km2，平均海拔2 780 m,整个盆地拥有5.27万hm2耕地、48.68万hm2林地、541.39万hm2天然草场，以及大量尚未开发利用的宜农荒地资源。盆地是典型的高原大陆性气侯，以干旱为主。柴达木日照时数长，辐射强；冬季漫长、夏季凉爽；降水量自东南部200 mm递减至西北部15 mm；年均气温均在5 ℃以下，气温日较差大；干燥多风、缺氧、寒冷，形成了特殊的气侯条件。独特的自然气候条件，种植出的枸杞具有颗粒大、肉质肥厚饱满、色泽艳丽、大小均匀、无碎果、无霉变、无杂质、含糖量高的特点。

近年来，许多学者对不同地区的枸杞种植进行了气候分区[1-3]，如苏占胜等[1]根据宁夏枸杞产量与气象条件的关系,进行了区划指标的小网格点推算；采用GIS技术对宁夏进行了枸杞产量的气候区划，并提出趋利避害合理发展枸杞生产的措施和建议。马力文等[3]利用改进250 m×250 m的小气候细网格订正推算方法，推算了宁夏气温稳定通过10 ℃期间的热量资源、光照资源分布；根据枸杞的指标进行了细网格区划，从产量和品质2个方面得到了详细分区。而青海省对柴达木枸杞气候分区的研究较少，使得柴达木枸杞种植没有具体的气候分区科学依据。柴达木枸杞以国内最优质的枸杞之一闻名全国，以品质优异畅销国内外。随着市场经济的发展及枸杞产品深加工工业的兴起，柴达木枸杞面积不断扩大，主产区已由原来的诺木洪区扩大到德令哈、格尔木等地区。为此，笔者利用柴达木枸杞适宜种植气象要素和1∶50万地理信息数据，采用多元逐步回归分析法，运用GIS技术对枸杞种植区划因子进行了小网格展开，并对柴达木枸杞种植气候资源进行区划，以期为柴达木枸杞种植的合理布局、产业基地的科学建立、最大程度地开发利用气候资源提供参考依据。

1　资料与方法

1.1资料来源气象数据为青海省西部地区1981～2010年22个自动站气象观测资料，主要气象要素数据包括年、月平均气温和日照时数，以及统计得到的≥0 ℃积温和≥5 ℃积温。基础地理数据资料包括青海省县级行政边界图、1∶50万青海省DEM(数字高程模型)数据，属性数据包括青海省各县市气象台站的经度、纬度、海拔高度。

2　结果与分析

2.1区划指标阈值的确定

2.1.1枸杞种植气候因素分析。

2.1.1.1热量条件。枸杞喜冷凉气候，耐寒力很强[4]。当5月初气温达5 ℃以上时，枸杞树春芽开始萌动，花芽开始分化；5月中、下旬气温≥10 ℃时开始展叶，春梢生长，≥15 ℃时生长加速。6月气温≥16 ℃时开始开花，17～22 ℃开花最适宜。果实生长发育要求温度在16 ℃以上，20～25 ℃最适宜，7月果实成长期平均气温对枸杞果实影响较大。刘静等[5]研究指出枸杞叶片周围环境温度达30 ℃、气温达27 ℃时是光合作用和蒸腾作用受到抑制的临界指标。柴达木盆地平均最高气温在26 ℃左右，高温对枸杞叶片的光合作用影响不大。枸杞全生育期≥5 ℃积温最适宜为1 600 ℃·d，≥5 ℃积温在1 600～2 500 ℃·d枸杞一般能获得正常产量；≥5 ℃积温在1 600 ℃·d以下时,热量不足引起枸杞减产，所以热量资源是对枸杞生长发育影响最大的因素。

2.1.1.2日照条件。枸杞全生育期最适日照时数为1 600h左右,在1 500～1 800h日照不是限制枸杞产量的因素,低于1 500h时全生育期日数短、积温少,使枸杞减产；高于1 800h时,与高温相伴,加速了夏果发育,延长了夏眠期,产量也会有所下降[3]。柴达木盆地枸杞全生育期日照时数为1 460～1 840h，年日照时数为2 900～3 350h，所以光照对柴达木盆地枸杞种植是充足的，枸杞种植区划中可不考虑日照因子。

2.1.1.3水分条件。经测定，枸杞叶片的气孔导度普遍低，只有春小麦的1/3[6]，因此，枸杞的耐旱能力很强，野生种在年降水量不足250mm的干旱、半干旱区仍能正常生长、开花、结实。柴达木盆地枸杞全生育期间的降水量为13.8～340.0mm，所以当地枸杞种植以灌溉为主，降水因子对枸杞生长发育影响不大,枸杞种植区划中可排除降水因子。

2.1.2区划指标阈值的确定。根据对柴达木盆地各气候因素的分析，可将≥5 ℃期间的日数和积温作为枸杞种植并有两季收成的指标，选取≥5 ℃积温代表枸杞全年可利用热量资源、≥5 ℃积温日数代表枸杞可利用生长季作为主要指标。枸杞耐寒不耐热,温度是柴达木枸杞分布的一个限制因子，选取7月平均气温作为枸杞种植的指标，7月平均气温代表枸杞果实形成阶段热量条件。结合柴达木盆地枸杞种植观测资料，将柴达木盆地枸杞种植划分为4个种植气候区，各区具体要素区划指标阈值如表1所示。

表1　柴达木枸杞适生种植区气候分区指标

2.2气候资源分布图

2.2.1空间模型。利用青海省西部地区22个气象站1981～2010年气象资料,对7月平均气温(T)、≥5 ℃积温(T)、≥5 ℃积温日数(D)与纬度(φ)、经度(λ)、海拔高度(h)进行多元线性回归，建立空间模型。由表2可知，各指标要素多元回归方程的拟合度均在0.95以上，模型均通过了α=0.01的显著性检验，表明分析模型对于样本观测点拟合良好。

表2　指标要素多元回归方程

2.2.2要素分布图。对上述所建各要素模型在ArcGIS软件平台上与柴达木地区经纬度、海拔高度的高程资料进行插值运算，得到空间分辨率为500 m×500 m的柴达木盆地的气象要素资源分布图。从图1可以看出，7月平均气温最高达19 ℃左右，实测7月平均气温最高为18.7 ℃，根据近30年气象观测资料统计格尔木7月平均气温15～19 ℃，可见分布图与实测值是比较相符的。柴达木盆地≥5 ℃积温最高为2 700 ℃·d左右，分布在格尔木中北部和都兰西北部，如实测统计资料≥5 ℃积温格尔木为2 633 ℃·d、诺木洪为2 562 ℃·d，与分布图数据相符。从各要素分布看出，7月平均气温、≥5 ℃积温和积温日数的分布情况相同,均是格尔木中北部、都兰县西北部、德令哈南部、茫崖和冷湖大部分地区≥5 ℃积温高、积温日数长，7月平均气温高；柴达木盆地东北部、南部地区是高海拔的山脉区,也是各要素的低值区。

图1　柴达木地区7月平均气温(a)、≥5 ℃积温(b)和≥5 ℃积温日数(c)分布Fig.1　Distribution of average temperature in July (a), ≥5 ℃ accumulated temperature(b), and number of days with ≥5 ℃ accumulated temperature(c) in Qaidam Basin

2.3枸杞种植气候资源区划根据枸杞种植区划阈值，在ArcGIS软件平台上进行计算分析，制作出柴达木枸杞种植气候资源区划图(图2)，将柴达木盆地枸杞种植划分为最适宜、适宜、可种植和不可种植4个区。

2.3.1最适宜种植区。包括都兰西北部的宗加镇，格尔木中北部的大格勒乡、郭勒木德和乌图美仁乡，茫崖东北和冷湖南缘少部分地区。该种植区≥5 ℃日数为180 d以上，≥5 ℃积温为2 500 ℃·d以上,7月平均气温为18 ℃以上，保证了枸杞两季成熟对热量和温度的需求。≥5 ℃期间的降水量为30～100 mm、日照时数1600～1800 h，光照充足，降水量少，利于枸杞晒干,霉菌少。该地区占柴达木地区总面积的16.3%。

2.3.2适宜种植区。包括都兰南中部香日德镇、格尔木中西部少部分地区、德令哈柯鲁柯镇部分地区、冷湖和茫崖中部等地。该种植区≥5 ℃日数为160～180 d，≥5 ℃积温为2 000～2 500 ℃·d，7月平均气温为16～18 ℃,该区的热量资源比最适宜区少，但秋季温度也能保证枸杞秋季成熟期的需求。≥5 ℃期间的降水量20～140 mm、日照时数1 500～1 900 h，降水量少,光照充足,但枸杞种植面积小,产量也较最适宜区低。气候条件适合枸杞生长，可作为枸杞种植的推广区域。该地区占柴达木地区总面积的15.1%。

2.3.3可种植区。包括格尔木、茫崖、大柴旦中部和德令哈、乌兰的少部分地区，≥5 ℃日数为140～160 d，≥5 ℃积温为1 600～2 200 ℃·d, 7月平均气温为14～16 ℃，该区域的部分热量条件逊于前两区；≥5 ℃期间日照时数1 500～1 700 h，茫崖、大柴旦的降水量在30 mm左右，都兰、德令哈降水达200 mm左右，部分地区也能保证枸杞秋季成熟期的生长，但产量和面积远低于前两区。该地区占柴达木地区总面积的5.4%。不适合作为枸杞大面积种植推广的区域。

2.3.4不可种植区。柴达木盆地南面是昆仑山脉，北面是祁连山脉，西北是阿尔金山脉，东为日月山，为封闭的内陆盆地。柴达木盆地南面、北面和西北面属高海拔山脉区，水资源缺少，该种植区海拔较高、年平均气温低，≥5 ℃日数低于140 d，≥5 ℃积温为1 600 ℃·d以下,地理和气候条件均不利于枸杞生长。该地区占柴达木地区总面积的63.2%。

图2　柴达木盆地枸杞种植气候区划Fig.2　Climate regionalization of L. barbarum L. planting in Qaidam Basin

3　结论

(1)建立了柴达木盆地枸杞种植气候区划因子与地理信息的回归模型，用GIS技术平台插值运算实现了气象资料的空间连续性分布；通过对适宜枸杞种植气象因子分析，确定了枸杞种植气候区划指标阈值；依托GIS技术将柴达木盆地枸杞种植划分为最适宜、适宜、可种植和不可种植区。区划图更为精确、直观明了，更好地满足政府、相关部门及农民对枸杞生产的实际需求。

(2)柴达木盆地31.4%的地区适宜种植枸杞，包括都兰西北部，格尔木中北部的大格勒乡、郭勒木德和乌图美仁乡，茫崖东北和冷湖南缘少部分地区；柴达木盆地南面、北面和西北面属高海拔山脉区，水资源缺少，不适宜种植枸杞。针对目前柴达木盆地枸杞广泛种植的现状，应向中西部扩大种植面积，但西北部水资源缺乏，所以扩种要先考虑当地的水资源是否能满足灌溉要求。在充分合理利用气候资源的基础上，最大限度地提高枸杞的产量和质量。

(3)枸杞对土壤的适应性很强，沙壤土、轻壤土、中壤土或粘土上均可以生长。枸杞的耐盐能力较强，一般在含盐量<0.2%的土壤上生长良好，且能够获得高产。甚至在含盐量达0.5%～1.0%的轻盐土上也能生长。在此次研究中未考虑土壤因素，仅对枸杞种植气象因子进行了研究，因此，在实际枸杞种植当中还应当考虑到如土壤等其他因素。

[1] 苏占胜,秦其明，陈晓光，等.GIS 技术在宁夏枸杞气候区划中的应用[J].资源科学, 2006，28(6):57-63.

[2] 喻树龙,王健，任水莲，等.新疆枸杞种植的气候分区[J].中国农业气象, 2005,26(3): 205-207.

[3] 马力文,叶殿秀,曹宁,等.宁夏枸杞气候区划[J].气象科学,2009, 29(4): 546-551.

[4] 王倬,吴玉萍.共和盆地防沙治沙枸杞种植的气象条件分析[J].安徽农业科学,2015(28):169-172.

[5] 刘静,王连喜，马力文，等.枸杞的生理因子与外环境气象因子的日变化规律研究[J].干旱地区农业研究, 2003, 21(1):77-82.

[6] 赵新居.对新疆枸杞农业资源产业化发展的思考[J].新疆大学学报(社会科学版),2001,29(4):11-15.

Climate Regionalization ofLyciumbarbarumL. Planting in Qaidam Basin of Qinghai Province

LI Hai-feng, QI Gui-ming, GUO Xiao-ning

(Golmud Meteorological Bureau, Golmud, Qinghai 816099)

[Objective] To study the climate regionalization ofLyciumbarbarumL. planting in Qaidam Basin of Qinghai Province. [Method] Based on meteorological data from 22 meteorological stations around and in Qaidam basin of Qinghai Province as well as 1∶500 000 geographic information data, the regression model of climate zoning factors and geographic information forL.barbarumL. planting in Qaidam Basin was established by multiple regression analysis, and the continuous spatial distribution of meteorological data was realized by interpolation operation based on GIS technology. Afterwards, meteorological factors suitable for planting ofL.barbarumL. were analyzed to determine the thresholds of climate zoning indicators ofL.barbarumL. planting. Finally, the climate regionalization ofL.barbarumL. planting in Qaidam Basin was conducted by using GIS technology. [Result] The planting areas ofL.barbarumL. in Qaidam Basin was divided into most suitable, suitable, planting and non-growing areas. In the basin, 31.4% of the areas were suitable for the growth ofL.barbarumL., including the northwest of Dulan County, Dagele Town, Guolemude Town, and Wurumeiren Town in the middle and north of Golmud, and some areas in the northeast of Mangya Town and the south of Lenghu Town. In the suitable areas with irrigation conditions, the planting area ofL.barbarumL. should be increased;L.barbarumL. can be planted suitably in the planting areas to optimize agricultural industry structure. In mountainous areas in the south, north and northwest of Qaidam Basin, there existed shortage of water resources, so these areas were not suitable for plantingL.barbarumL. [Conclusion] The study can provide scientific references for the optimization of agricultural industry structure and reasonable distribution ofL.barbarumL. planting in Qaidam Basin.

Climate regionalization; Index; GIS technology;LyciumbarbarumL. planting; Qaidam Basin

李海凤(1975- )，女，青海西宁人，工程师，从事气象服务工作。

2016-05-03

S 162

A

0517-6611(2016)19-201-03