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Volume 42 Issue 4
Aug.  2021
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Jin Y C, Chen W, Mao G H, et al. Climat adaptability assessment and planting division of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan County[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2021, 42(4): 94−98 doi: 10.12172/202012120001
Citation: Jin Y C, Chen W, Mao G H, et al. Climat adaptability assessment and planting division of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan County[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2021, 42(4): 94−98 doi: 10.12172/202012120001

Climat Adaptability Assessment and Planting Division of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan County


doi: 10.12172/202012120001
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  • Received Date: 2020-12-12
    Available Online: 2021-05-24
  • Publish Date: 2021-08-25
  • The dominant meteorological factors influencing the growth and development of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan county were determined by the principal component analysis method. Combined with climatic conditions and biological characteristics, the planting division was preliminarily determined. The results showed that: (1) The basic suitable climatic conditions for Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan county were as follows: average annual temperature was 12~13.5 ℃, hottest average monthly temperature was 17.5~21 ℃, coldest average monthly temperature was 3~6.5 ℃, rainfall was 850-1100 mm, and annual sunshine hours were 2250~2600 h. (2) The suitable altitude range for Zanthoxylum bungeanum Maxim. ‘hanyuan’ was 2100~2700 m, and the optimum altitude was 2200~2550 m. (3) In terms of Zanthoxylum bungeanum planting division, the county was divided into suitable climate area, sub-suitable climate area and unsuitable climate area.
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  • [1] 刘光焰,格绒洛姆. 对四川省盐源县核桃产业发展现状的研究[J]. 北京农业,2015(23):164−165. doi: 10.3969/j.issn.1000-6966.2015.23.096
    [2] 姚巍,赵其华,李坛,等. 四川省盐源县地质灾害分布特征与形成条件研究[J]. 地质灾害与环境保护,2008(1):48−51. doi: 10.3969/j.issn.1006-4362.2008.01.011
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    [4] 贺春燕. 甘肃省核桃气候适宜性分区评价与种植区划[J]. 甘肃农业大学学报,2007(4):77−81. doi: 10.3969/j.issn.1003-4315.2007.04.019
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    [8] 孙玉莲,边学军,韦伯龙,等. 甘肃临夏地区花椒生态气候适应性分析与产量动态气候模型[J]. 西南农业学报,2014,27(2):846−851.
    [9] 张祺云,庞显莲,李德荣. 四川花椒常见栽培品种的特I生与分布[J]. 中国西部科技,2011,35(10):43−43.
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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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Climat Adaptability Assessment and Planting Division of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan County

doi: 10.12172/202012120001
  • 1. Sichuan Academy of Forestry, Chengdu 610081, China
  • 2. Yanyuan Forestry and Grassland Administration Bureau, Yanyuan 615700, China

Abstract: The dominant meteorological factors influencing the growth and development of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan county were determined by the principal component analysis method. Combined with climatic conditions and biological characteristics, the planting division was preliminarily determined. The results showed that: (1) The basic suitable climatic conditions for Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan county were as follows: average annual temperature was 12~13.5 ℃, hottest average monthly temperature was 17.5~21 ℃, coldest average monthly temperature was 3~6.5 ℃, rainfall was 850-1100 mm, and annual sunshine hours were 2250~2600 h. (2) The suitable altitude range for Zanthoxylum bungeanum Maxim. ‘hanyuan’ was 2100~2700 m, and the optimum altitude was 2200~2550 m. (3) In terms of Zanthoxylum bungeanum planting division, the county was divided into suitable climate area, sub-suitable climate area and unsuitable climate area.

  • 盐源县位于四川省青藏高原东南缘,雅砻江下游西岸,属典型亚热带季风气候,年温差小,日温差大[1]。同时,面积广阔,海拔跨度较大,谷深坡陡,垂直气候差异明显[2]。花椒作为当地特色经济林产业之一,在经济社会发展具有重要作用,已成为农村经济新的增长点和脱贫助农增收的突破口。随着花椒种植规模逐步扩大,因凭借传统经验发展,缺乏科学区划和布局的问题逐步凸显,如枝条遭受冻害、果实着色较差、品质欠佳等问题,严重影响花椒的产量和品质,给部分种植户造成了经济损失,阻碍了花椒产业的发展[3]。因此,分析研究盐源县不同区域内的气候适宜性,制定科学合理的种植区划,优化产业布局,对促进盐源县花椒科学种植和可持续发展具有重要意义。

1.   材料与方法
  • 调查主产乡镇花椒栽培面积、产量,收集近5年的气象资料(来源于县气象局及2014—2018年统计年鉴),统计海拔、年均温、年日照时数、年降雨量、最热月均温、最冷月均温等气象因子的平均值。选取鲜花椒年产量50 t以上的17个重点乡镇作为分析样本进行主成分分析,确定花椒生长发育的主要气象因子。结合主产乡镇的气候条件和花椒生长发育情况,制定该县花椒气候适应性分区评价指标体系及评分标准[4-6]

  • 根据主成分分析结果及适生的基本条件,确定年均温、最热月均温、最冷月均温、降雨量、日照时数作为气候适宜性评价指标。同时,结合气候条件的变化幅度与生长发育影响关系,制定评分标准和等级。最优条件为100分(见表1)。

    气候因子
    Climatic factor
    范围
    Range
    评分标准
    Scoring criteria
    年均温/℃
    Annual mean
    temperature
    低于11.0,高于14.0 5
    11.0~12.0或13.6~14.0 10
    12.1~13.5 20
    最热月均温/℃
    Average mean
    temperature in July
    23.0以上 0
    17.5~20.0 20
    20.1~23.0 10
    最冷月均温/℃
    Average mean
    temperature in January
    低于0或者大于8 0
    0~3.0或者6.1~8.0 5
    3.1~6.0 10
    年降雨量/mm
    Annual precipitation
    1000以上 5
    901~1000 10
    800~900 20
    年日照时数/h
    Annual sunshine hours
    2300~2500 20
    2500以上 30
    2300以下 15

    Table 1.  Evaluation index and scoring criteria of climate suitability

  • 应用Excel2007和SPSS25.0进行数据处理和主成分分析。通过KMO系数和Bartlett系数的检验,KMO系数为0.724,Bartlett为系数0.000,故适用于主成分分析。

2.   结果与分析
  • 在主成分分析中,初始值表示每个变量可以被所有因素所能解释的方差,提取表示变量的共同度。共提取17个主产乡镇驻地的海拔、年降雨量、年日照时数等6个因子进行分析。由表2可知,所有因子提取在0.713~0.925之间,可见因子分析的变量共同度都非常高,表明变量中的大部分信息均能够被因子提取,说明因子分析的结果是有效的。

    序号
    No.
    气象因子
    Meteorological factor
    初始值
    Initial value
    提取
    Extracting value
    1海拔1.0000.925
    2年降雨量1.0000.830
    3年日照时数1.0000.782
    4最热月均温1.0000.751
    5最冷月均温1.0000.899
    6年均温1.0000.713
      提取方法:主成分分析,下同。
    Extraction method: Principal component analysis, The same below.

    Table 2.  Variance of main meteorological factors

    表3可知,6个主要因子存在一定的相关性,可以作为制定评分标准和分值的参考依据。年均温与海拔存在负相关性,与最热月均温、最冷月均温、年降雨量存在较大的正相关性;海拔与降雨量、最热月均温、最冷月均温存在负相关性;年降雨量与最冷月均温、最热月均温存在正相关性;年日照时数与温度相关性偏小。

    相关性 Correlation年均温 Annual mean temperature海拔 Altitude年降雨量 Annual precipitation年日照时数 Annual sunshine hours最热月均温 Average mean temperature in July最冷月均温 Average mean temperature in January
    年均温 1.000
    海拔 −0.806 1.000
    年降雨量 0.613 −0.447 1.000
    年日照时数 0.096 −0.051 −0.299 1.000
    最热月均温 0.810 −0.745 0.612 0.016 1.000
    最冷月均温 0.831 −0.566 0.429 0.248 0.695 1.000

    Table 3.  Correlation matrix of meteorological factors

    方差代表了性状在主成分分析中主成分方向上的分散程度,方差越大,说明该主成分在样本数据分析中所起的作用越大。由表4可知,主成分1~3的累计方差贡献率已高达89.461%,表明前3个主成分已经代表了全部性状89.461%的综合信息,后3个主成分仅为10.539%。

    主成分
    Principal component
    总计
    Total
    方差贡献率
    Variance contribution rate/%
    累计方差贡献率
    Cumulative variance contribution rate/%
    13.657 60.943 60.943
    21.24420.73181.675
    30.4677.78789.461
    40.3425.70295.163
    50.2173.60998.772
    60.0741.228100.000

    Table 4.  Principal component variance contribution rate of meteorological factors

    表5可知,第1主成分重点反映了海拔高度、年均温、最冷月均温、最热月均温、年降雨量对花椒生长发育的影响;第2主成分重点反映了年日照时数、年降雨量对花椒生产发育的重要性,第3个主成分重点反映海拔高度的重要性。上述重点因子中,海拔在自然分布与气候适宜性区划中是重要综合因子,由相关性矩阵可知,海拔与年均温、最冷月均温、最热月均温等相关性紧密,不作为单一因子纳入评分。因此,确定年均温、最冷月均温、最热月均温、年降雨量、年日照时数5个因子作为评分标准因子。

    气象因子 Meteorological factor主成分 Principal component
    123456
    海拔− 0.844−0.0400.488−0.1270.1450.105
    年均温0.9590.070−0.009−0.079−0.1500.214
    最热月均温0.910−0.040−0.0660.0510.4030.018
    最冷月均温0.8370.2860.250−0.374−0.042−0.119
    年降雨量0.702−0.5080.3760.312−0.093−0.048
    年日照时数0.0550.9470.1450.283−0.002−0.001

    Table 5.  Principal component load of meteorological factors

  • 根据表6中各主产乡镇气候条件,可归纳出花椒在盐源县境内的基本气候和区域条件为:海拔2100~2700 m之间,最适海拔为2200~2550 m;年均温为12~13.5 ℃,最热月均温为17.5~21 ℃,最冷月均温为3~6.5 ℃,降雨量850~1100 mm,年日照时数2250~2600 h。

    乡镇海拔/m年平均气温/℃最热月均温/℃最冷月均温/℃年降雨量/mm年日照时数/h
    巫木乡231813.219.85.68582288
    黄草镇245312.818.65.18512295
    博大乡220512.619.75.59222258
    泸沽湖镇269512.819.16.311032260
    沃底乡239413.418.55.810092378
    长柏乡215013.420.13.610212321
    大草乡221713.118.95.59222316
    下海乡235812.418.65.98502519
    盖租乡251212.419.83.610212326
    双河乡238012.818.65.88482516
    盐井镇252512.117.74.88262598
    盐塘乡222512.618.95.49222331
    梅雨镇232913.518.35.48612319
    白乌镇254112.118.25.28552597
    大河乡244113.118.75.57852564
    棉桠乡255912.418.84.99212523
    卫城镇249112.117.74.88232599

    Table 6.  Climatic conditions in the main production towns of Zanthoxylum bungeanum in Yanyuan county

    在气温适应性方面,花椒属于喜温耐寒的植物,具有抵抗−21 ℃低温和40 ℃以上高温天气的能力,可种植在8~16 ℃的地区。盐源县主要产区年平均气温为12~14 ℃,此区域春秋两季温度变化不大,生长季节对果实着色成熟,麻味物质合成积累有利,花椒产量、品质俱佳。

    在水分需求方面,花椒自身具有较强的抗旱能力,气候冷凉且年降雨量达到500 mm,降雨分布均匀的地区可满足全生育期的生长发育需求。盐源县花椒主产乡镇年降雨量为800~1 000 mm,旱季雨季分明,降雨期为每年5—10月。集中大量降雨时期为6—9月,占全年降雨量的75%以上。3—4月为萌芽及坐果时期,需及时补充生产灌溉用水。

    在光照需求方面,充足的光照对生长发育、果实产量品质影响较大。一般而言,年日照时数1 200 h以上能满足花椒生产发育的基本要求。盐源县花椒主产区年日照时数均在2 300~2 600 h之间,生长季节月日照时数200 h以上,光照条件对花椒生长发育极其有利,这是盐源县花椒品质优异的重要优势。

  • 根据评分标准表,逐项对盐源县30个乡镇进行气候适应性评分。得出各乡镇的评分值(见表7)。按80~100分,60~79分,60分以下,3个层次进行划分,依次划分为气候适宜区、气候次适宜区、气候不适宜区。

    乡镇评分乡镇评分乡镇评分
    巫木乡90右所乡40卫城镇100
    黄草镇90下海乡90甘塘乡35
    大坡乡60盖租乡75田湾乡35
    博大乡75双河乡85藤桥乡30
    泸沽湖镇65盐井镇100树河镇55
    沃底乡60盐塘乡80前所乡30
    洼里乡30梅雨镇90桃子乡60
    长柏乡65白乌镇100官地镇30
    大草乡80大河乡100梅子坪镇35
    平川镇30棉桠乡90金河乡50

    Table 7.  Assessment score of climate suitability for Zanthoxylum bungeanum

    气候适宜区:巫木乡、黄草镇、大草乡、下海乡、双河乡、盐井镇、盐塘乡、梅雨镇、白乌镇、大河乡、棉桠乡、卫城镇等12个乡镇(海拔2200~2550 m的种植范围)。

    气候次适宜区:大坡乡、博大乡、泸沽湖镇、长柏乡、盖租乡、桃子乡、沃底乡等7个乡镇(海拔2100~2200 m或2550~2700 m的种植范围)。

    气候不适宜区:洼里乡、平川镇、右所乡、甘塘乡、田湾乡、藤桥乡、树河镇、前所乡、官地镇、梅子坪镇、金河乡等11个乡镇(海拔低于2 000 m或高于2700 m的种植范围)。

3.   讨论与结论
  • 花椒是既惧高温又怕严寒,喜冷凉干燥忌水涝高湿的温带落叶树种。根据当地气候变化规律,可将盐源花椒(正路椒)适宜海拔范围确定为2 100~2 700 m之间,最适海拔为2 200~2 550 m。在实际区划中,应重点参考气象指标。如在实际调查中,前所乡海拔2 600 m左右有秋霜危害,长柏乡海拔2 900 m区域亦能生长良好,达到高产质优。因此,海拔不能作为单一区划限定指标。

    盐源县花椒基本适宜气候条件为:年均温12~13.5 ℃,最热月均温17.5~21 ℃,最冷月均温3~6.5 ℃,降雨量850~1 100 mm,年日照时数2 250~2 600 h。根据区划结论,将全县划分为花椒种植气候适宜区、次适宜区、不适宜区。气候适宜区可适度规模发展;气候次适宜区可分散或零星种植,不宜继续扩大规模;不适宜区不宜继续发展种植,已栽植的应引导换种其他经济树种。

    县内地形地貌复杂,气候差异大,土壤类型多。生产中除参考气象因子外,必须结合土壤、地形、水源等因子综合决策,做到因地制宜,适地适树[7-8]。当地花椒品种以正路椒为主,仅有少量大红袍品种,品种较单一[9]。在重点发展本地品种时,可积极引进少量适应当地生态条件的外地优良品种,开展区域试验,丰富种质资源。

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