張永國(guó)

(甘肅省水利廳水土保持局，甘肅蘭州 730000)

水土保持經(jīng)濟(jì)林是治理開(kāi)發(fā)小流域水土資源、控制水土流失的重要措施，它將流域內(nèi)有限的自然資源充分利用，提高小流域的整體功能，使物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)向有利于經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益方向發(fā)展［1-4］。水土保持經(jīng)濟(jì)林不僅能改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，還能同時(shí)兼顧農(nóng)民的增收和脫貧致富問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，已成為推動(dòng)小流域農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。我們采用實(shí)地調(diào)查、數(shù)量經(jīng)濟(jì)、對(duì)位配置等技術(shù)方法，分析了天水市麥積區(qū)耤河二期治理重點(diǎn)流域柳溝流域葡萄經(jīng)濟(jì)林的需求生態(tài)位與當(dāng)?shù)丨h(huán)境資源位的適宜性，以期為科學(xué)評(píng)價(jià)耤河示范區(qū)水土保持綜合治理工程提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

柳溝流域地處耤河?xùn)|部，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)，位于 105°52'30″—105°56'44″E、34°33'50″—34°37'34″N，地勢(shì)由北向南傾斜，海拔1 085—1 621 m，最大相對(duì)高差536 m，流域總面積21.58 km2。

流域地處暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱地帶，多年平均降水量500 mm，降水年際變化大，在季節(jié)上分布不均，年降水的50%集中在7—9月，且多以大雨、暴雨形式出現(xiàn)，歷時(shí)短，強(qiáng)度大。年均氣溫8.3℃，極端最高氣溫36.3℃，極端最低氣溫-19.2℃，無(wú)霜期180 d左右，年日照時(shí)數(shù)為2 110 h，太陽(yáng)總輻射量為2 400～2 700 MJ/m2，≥10℃年活動(dòng)積溫為3 200℃。

土壤主要為黃綿土，主要分布在梁峁溝壑及吃風(fēng)向陽(yáng)的梁頂梁坡，質(zhì)地為輕中壤，結(jié)構(gòu)疏松多孔，耕性良好，土性綿酥，結(jié)持力小，抗蝕性差，遇暴雨易遭水蝕，適宜各類(lèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)。人工植被主要分布于溝坡、梁峁等荒山以及溝邊、路邊和侵蝕溝等部位，主要樹(shù)種有楊樹(shù)、刺槐、泡桐、椿樹(shù)、榆樹(shù)、紫穗槐、沙棘、側(cè)柏以及經(jīng)濟(jì)林類(lèi)的蘋(píng)果、梨、桃、花椒、核桃、杏、柿子、葡萄、櫻桃等;牧草主要有紫花苜蓿。

該流域涉及社棠鎮(zhèn)和道北辦事處的嘴頭、半山、稅灣、柳溝、下曲、東山、張家村、呂家村、何家村、寨子10個(gè)行政村，共2 540戶，總?cè)丝?2 800人，全為農(nóng)業(yè)人口，其中農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力 5 600人，人口密度為 593人/km2，人口自然增長(zhǎng)率0.8%。至2006年底，流域內(nèi)有農(nóng)地1 039.55 hm2、林地790.21 hm2、草地70.44 hm2、水域 11.3 hm2、未利用地 172.54 hm2、其他用地73.96 hm2。水土流失面積20.72 km2，占流域總面積的96%，土壤侵蝕模數(shù)為5 021 t/(km2·a)，徑流模數(shù)為6.34萬(wàn)m3/(km2·a)。

2 研究?jī)?nèi)容及方法

(1)氣候資源調(diào)查。主要調(diào)查項(xiàng)目區(qū)海拔、年均降水量、4—9月降水量、≥10℃有效積溫、全年日照時(shí)數(shù)等影響植物生育的主要?dú)夂蛞蜃印?/p>

(2)葡萄經(jīng)濟(jì)林適生條件調(diào)查。調(diào)查葡萄經(jīng)濟(jì)林適生條件，包括葡萄生長(zhǎng)發(fā)育所需生態(tài)因子的最低值、最高值、最適值等。采用歐陽(yáng)志云提出的土地生態(tài)適宜度模型［5］計(jì)算葡萄經(jīng)濟(jì)林生態(tài)適宜度。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究區(qū)環(huán)境資源位分析

選取柳溝流域海拔、降水量、溫度、日照等氣候因子指標(biāo)表示氣候資源位，柳溝流域環(huán)境資源位見(jiàn)表1。

表1 研究區(qū)氣候因子資源位

3.2 葡萄生態(tài)適宜性分析

3.2.1 葡萄生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性

柳溝流域主栽葡萄品種主要為巨峰。通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料［6-7］及調(diào)查，對(duì)巨峰葡萄(Vitis vinifera L.)進(jìn)行了研究，將其生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性歸納于表2。

表2 巨峰葡萄主要生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性

3.2.2 葡萄生態(tài)需求位分析

通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料［6-7］及調(diào)查，將巨峰葡萄生態(tài)需求位列于表3。

表3 巨峰葡萄生態(tài)需求位分析

3.2.3 葡萄生態(tài)適宜性計(jì)算

葡萄對(duì)降水、積溫、日照、海拔等資源的需求構(gòu)成了生態(tài)需求位，而造林地的降水、積溫、日照、海拔等資源現(xiàn)狀構(gòu)成了氣候資源位，兩者之間的匹配關(guān)系(適宜程度)可用生態(tài)適宜度來(lái)表示。對(duì)多個(gè)生態(tài)適宜度的總體適宜狀況可用生態(tài)適宜度指數(shù)來(lái)表示。當(dāng)區(qū)域資源現(xiàn)狀完全滿足葡萄生長(zhǎng)發(fā)育要求時(shí)生態(tài)適宜度為1，而當(dāng)區(qū)域資源現(xiàn)狀完全不能滿足葡萄生長(zhǎng)發(fā)育要求時(shí)生態(tài)適宜度為0。生態(tài)適宜度指數(shù)則是降水、積溫、日照、海拔等多個(gè)生態(tài)適宜度的平均數(shù)，反映了植物多種生態(tài)適宜度的總體適宜程度。

根據(jù)該流域氣候資源位與經(jīng)濟(jì)樹(shù)種最適生態(tài)位，本研究選取適宜度數(shù)學(xué)模型(1)計(jì)算葡萄生態(tài)適宜度，選取生態(tài)適宜度指數(shù)數(shù)學(xué)模型(2)計(jì)算葡萄生態(tài)適宜度指數(shù)，即

式中：Xi為葡萄對(duì)第i種環(huán)境資源生態(tài)適宜度;Si為第i種自然資源現(xiàn)狀;Dimin為葡萄生長(zhǎng)對(duì)第i種環(huán)境資源要求最低限;Diopt為葡萄生長(zhǎng)對(duì)第i種環(huán)境資源要求理想值;Dimax為葡萄生長(zhǎng)對(duì)第i種環(huán)境資源要求最高限;Ri為葡萄的第i種資源風(fēng)險(xiǎn)性測(cè)定，因無(wú)最大生長(zhǎng)潛力數(shù)據(jù)，參照農(nóng)作物、草地生產(chǎn)潛勢(shì)實(shí)現(xiàn)率，保證率按80%計(jì)算;X為葡萄生態(tài)適宜度指數(shù)。

根據(jù)(1)式對(duì)表1、3數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到葡萄對(duì)該區(qū)海拔的適宜度為0.48，對(duì)4—9月降水量的適宜度為0.35，對(duì)≥10℃有效積溫的適宜度為0.56，對(duì)全年日照時(shí)數(shù)的適宜度為0.76。由式(2)得到，葡萄的生態(tài)適宜度指數(shù)為0.52，大于0.5，說(shuō)明柳溝流域綜合生態(tài)條件適宜葡萄生長(zhǎng)(詳見(jiàn)表4)。在諸生長(zhǎng)因子中，4—9月降水量是葡萄生長(zhǎng)發(fā)育的最大限制性因子，說(shuō)明水分供應(yīng)的改善將大幅度地提高葡萄經(jīng)濟(jì)林的產(chǎn)量。

表4 葡萄生長(zhǎng)生態(tài)適宜度、適宜度指數(shù)匯總

4 結(jié)論與討論

葡萄在柳溝流域具有較好的適宜性，適宜度指數(shù)達(dá)到0.52。在海拔、生長(zhǎng)季降水量、≥10℃有效積溫、全年日照時(shí)數(shù)4項(xiàng)生態(tài)因子中，降水量是最大的限制性因子，因此葡萄產(chǎn)量與效益的提高主要依賴(lài)于降水資源的保障程度。

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