四川省引扩种苍溪红心猕猴桃的适宜性研究

张丽芳，张 鑫,，杨存建，倪 静，廖 雨，苏 姗

(四川师范大学a.地理与资源科学学院；b.西南土地资源评价与监测教育部重点实验室,四川 成都 610068)

0 引言

苍溪红心猕猴桃(Actinidiachinensis)是一种食用与药用为一体的水果，原产地苍溪县，后引进到四川蒲江、 陕西眉县等地.因苍溪县独特的紫色土壤、水分、气候和生态环境，使得苍溪红心猕猴桃具有独特的品质与特性，提高了品牌形象与农产品竞争力,增加了当地的经济收入[1].目前，苍溪县已被国家誉为“红心猕猴桃第一县、红心猕猴桃之乡”,专家认定为猕猴桃的最佳的适生区.近年来，苍溪红心猕猴桃特色产业在帮助减贫增收方面取得了可观的成效[2].同时红心猕猴桃的高成效吸引了其他地区的引种，种植面积不断扩大.但是引种环境与区域存在着盲目与不科学的现象，造成了区域资源的浪费.因此,开展苍溪县的红心猕猴桃在四川省引扩种适宜性评价，对于其他地区利用发展农产品脱贫攻坚、合理规划土地与气候资源、提高苍溪红心猕猴桃的影响力、减少盲目引种具有指导意义.

关于引扩种苍溪红心猕猴桃的研究，国内大部分仍然集中在品种培育[3,4]、技术栽培[3,4]、病虫防治[5]、营养评价[6]等方面，而对于红心猕猴桃引种研究仅见詹前福、张文革等人[7]初步在三峡库区引种栽培红心猕猴桃的丰产技术.在利用GIS技术方面，多数研究者研究范围在中草药[8，9]、草本植物、土地的变化与适宜性评价[10，11]等方面，对于果树的适宜性研究较少.在适宜性区划评价方面，大部分研究仍在气候因子与数理方法评价方面，对于直观的空间范围研究以及结果验证较少.很多研究仍在拘泥于粗略的气候指标选取，没有详细的研究引扩种生长范围、边界与适宜性等级评价，缺乏科学的理论数据支撑红心猕猴桃的引扩种空间范围与应地面积.李丽纯等[12]在台湾青枣在福建引扩种的气候适宜性区划，针对台湾青枣的生长环境构建了气候指标，运用专家打分、层次分析法构建指标权重得到了福建省扩引种的适宜性范围，取得了良好的成果.

因此，构建综合考虑苍溪红心猕猴桃的生长适宜性指标，以TM影像、降水、气温、DEM等数据为基础，借助ArcGIS10.3软件平台，采用前期成熟的研究成果以及苍溪红心猕猴桃的种植分布现状对适宜性等级评价结果进行可靠性验证，找到苍溪红心猕猴桃在四川省的适宜性分布范围.根据其适宜程度，创建区域适宜等级，为苍溪红心猕猴桃在四川省内的引扩种提供依据.

1 材料与方法

1.1 数据来源

四川省的TM遥感影像、DEM数据、年均降水量、≥10 ℃积温数据、2015年土地利用现状数据,数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn)；四川省县级行政矢量边界，来源于四川师范大学西南土地资源与评价教育部重点实验室； GPS 野外实地验证采样数据.

1.2 数据处理

首先，利用ArcGIS10.3软件将各个环境因子栅格数据进行重采样处理与裁剪，通过空间分析工具分别得到四川省高程、坡度、坡向、年均温、年均降水量等数据.然后，利用栅格计算器工具对以上各环境因子进行加权叠加分析，剔除适宜区内的水域、耕地、建设用地，结合面积制表工具统计苍溪红心猕猴桃在四川省的生长适宜区分布面积.最后，通过对四川省的仪陇县、通江县、纳溪区等地进行野外实地考察，对研究结果进行验证.

1.3 研究方法

为得到客观、科学的研究结果，采用层次分析法(AHP)对苍溪红心猕猴桃各适宜性评价指标进行分析，确定气候适宜性区划因子权重.层次分析法的主要是由决策专家通过科学的理论与研究经验对评价因子进行定量判断，通过使用多目标的综合评价方法得出权重的决策法.这在数据较为粗略的情况下，大大提高了决策的准确性.层次分析法越来越被广泛应用于安全评价、环境风险评价等方面.其指标层次结构如图1所示.

图1 苍溪红心猕猴桃适宜性指标层次结构Fig. 1 The hierarchical structure of the suitabilityindex of Cangxi Actinidia chinensis

2 结果与分析

2.1 适宜性评价体系

高程：苍溪红心猕猴桃为猕猴桃科猕猴桃属藤本植物 , 栽培区域主要在四川苍溪、都江堰以及陕西南部.通过野外实际调查发现苍溪红心猕猴桃集中分布在海拔500～1000 m的范围.研究区域为四川省，所以依照省内环境将红心猕猴桃生长适宜海拔确定为350～1500 m较为适宜.

坡度、坡向：苍溪红心猕猴桃分布土质肥沃疏松的丘陵、山地地区.调查发现，苍溪红心猕猴桃多分布在阳光充足的地方，是一种喜阳植物.本研究按照地形坡度划分标准，将苍溪红心猕猴桃在四川省的生长坡度确定为5°～25°[13]，坡向确定为向阳坡.

气候因子：苍溪红心猕猴桃要求生长环境温暖湿润，冬无严寒、夏无酷暑[14]，特征属亚热带湿润性气候.夏恒，王晓峰[15]在水城红心猕猴桃的气候适应性分析时，将红心猕猴桃的最佳生长年均温确定为11.3 ℃～16.9 ℃，年降水量确定为1000 mm左右，适宜积温为3500 ℃～6000 ℃，并取得良好效果.池再香、肖艳林等[16]在贵州红心猕猴桃气候区划指标体系研究中指出年降水量1000 mm以上,空气相对湿度80%以上，十分适宜红心猕猴桃的繁育.研究通过综合考察苍溪县红心猕猴桃生长环境常年降水量和年均温特点，将四川省引扩种苍溪红心猕猴桃生长适宜年均温确定为10 ℃～18.5 ℃，≥10 ℃积温适宜范围为4500 ℃～5600 ℃，年降水量确定为1000 ～1500 mm.

根据以上的生长环境条件，参照层次分析法的判断矩阵标度和专家打分的方法，以定量的方式给出了各环境评价因子的相对数值，最终得到了各因子权重(表1).计算结果表明：一致性比率CR<0.1，具有高度的一致性，所以通过检验.

表1 苍溪红心猕猴桃适宜因子权重Tab. 1 The appropriate factor weight ofCangxi Actinidia chinensis

2.2 不同环境因子的适宜性分布

根据表1中得出的评价指标权重，再结合苍溪红心猕猴桃生长发育对生态环境的要求，对影响苍溪红心猕猴桃种植的区划因子进行等级划分，可分为最适宜区、较适宜区、一般适宜区和不适宜区，详细等级指标见表 2.

表2 苍溪红心猕猴桃适宜性指标等级Tab. 2 Cangxi Actinidia chinensis suitability index grade

利用ArcGIS中栅格重采样、加权叠加等方法做出各因子的栅格图，再对栅格图进行重分类做出影响苍溪红心猕猴桃生长发育不同高程、坡度、坡向、年均温、≥10 ℃积温、年均降水量的适宜性分布图，如图2所示.

2.3 苍溪红心猕猴桃扩引种适宜性分布

对影响苍溪红心猕猴桃生长的环境因子进行加权叠加分析，结合野外实地验证经验，并利用专家打分和层次分析法对提取的数据进行处理，确定其区划指标，使得整个区划结果更客观.最终苍溪红心猕猴桃在四川省的扩引种适宜生长区域结果如图3所示.由图3可以看出最适宜范围主要在四川省的东部地区，如广元市、巴中市、达州市、广安市、宜宾市、泸州市、乐山市、眉山市；较适宜地区有攀枝花市、绵阳市、成都市、雅安市以及广元市、达州市、泸州市的部分县域；一般适宜区主要有凉山彝族自治州、阿坝藏族羌族自治州的东部、雅安市的中西部县域.

利用GIS软件中的面积制表工具对苍溪红心猕猴桃的适宜性区域进行面积统计如表3所示，四川省适宜扩引种苍溪红心猕猴桃的总面积为11.58万 km2，占四川省总面积的24.15%.四川省总适宜面积较大的地区为广元市市辖区、万源市、通江县、宣汉县，面积分别为3114 km2、2130 km2、2110 km2、1923 km2，占总适宜面积的2.69%、1.84%、1.82%、1.66%.主要是该区域地处四川盆地边缘，地势较为地处秦巴山麓的南缘，既有南方地区湿润的气候特征，又有北方光照充足的特点，气候热量充足、降雨量丰富，并且没有四川西部陡峭的地形与寒冷的气候.

a.高程适宜性分布 b.坡度适宜性分布

c.坡向适宜性分布 d.年均温适宜性分布

e.≥10 ℃积温适宜性分布 f.年均降水量适宜性分布

图3 苍溪红心猕猴桃在四川省的适宜区划分布Fig. 3 Suitable zoning distribution of Cangxi Actinidia chinensis in Sichuan Province

表3 苍溪红心猕猴桃在四川省适宜区面积统计表Tab. 3 A statistical table of suitable area of Cangxi Actinidia chinensis in Sichuan Province

野外验证采用随机的方法进行了调查验证.由于苍溪县红心猕猴桃主要分布在四川的东部地区，所以，实地考察随机选取了仪陇县、宣汉县、苍溪县、通江县、南江县、平昌县、邻水县、大竹县、纳溪区、叙永县、浦江县等11个县.实地考察了苍溪红心猕猴桃的周边生长环境，了解当地苍溪红心猕猴桃分布环境情况，并利用GPS进行采样记录，见表4.验证结果表明，蒲江县、仪陇县、宣汉县、通江县、邻水县、纳溪区均有分布，并且较为常见.

表4 苍溪红心猕猴桃野外调查GPS数据Tab. 4 GPS data of Cangxi Actinidia chinensis field survey

3 结论

本研究定量化了苍溪红心猕猴桃生长的因子，改变了前人以往对苍溪红心猕猴桃适宜性的定性化研究.也为其他树种植物的引扩种适宜区范围的选择区划提供了科学的研究方法.四川省扩引种苍溪红心猕猴桃总适宜面积为11.58 万km2，说明四川省引种苍溪红心猕猴桃总体适宜性范围较好.从空间分布来看，最适宜区主要分布在宣汉县、通江县、达县、南江县、平昌县、邻水县等；较适宜区主要分布在广元市辖区、宣汉县、通江县、仪陇县等；一般适宜区主要分布在南江县、旺苍县、乐山市市辖区、万源市等地区；不适宜区主要是四川的西部地区，建议甘孜藏族自治州、阿坝藏族羌族自治州等地区，因地制宜的发展适合当地环境的产业经济.

本文虽然采用遥感影像、GIS软件、数学模型，并结合地理环境数据，找出了四川省适宜扩引种苍溪县红心猕猴桃生长适宜区范围.但由于当前我国GIS技术还处于发展阶段，研究中利用的全国年降水、积温、土壤、地貌等数据的精度还有待提高，同时，扩引种树种植物还应该充分考虑植物生育期所需要的生长条件.相信在以后的研究中，利用GIS技术在植物资源研究领域会得到进一步的提高，将更加有利于植物资源的合理开发.