高原夏菜種植氣候劃分研討

1、高原夏菜種植氣候劃分研討 我國東南沿海地區(qū)夏秋季節(jié)氣候炎熱，不利于蔬菜生產(chǎn)，導(dǎo)致這些地區(qū)月蔬菜供需矛盾突出。高原夏菜指利用高原夏季涼爽、日照充足、晝夜溫差大等氣候特點，在高海拔灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蔬菜，以滿足東南沿海城市月的蔬菜淡季需求。另外，隨著世界蔬菜貿(mào)易的發(fā)展，東南亞等國家和地區(qū)對中國夏季蔬菜的需求呈不斷上升態(tài)勢。以甘肅為核心的高原夏菜基地獨具氣候特色，已發(fā)展成為我國蔬菜消費需求中必不可少的“高原夏菜西菜東調(diào)”基地。年，甘肅省高原夏菜種植面積為萬，總產(chǎn)量達(dá)萬，給蔬菜產(chǎn)區(qū)農(nóng)民帶來年人均元的經(jīng)濟(jì)收入，占到蔬菜產(chǎn)區(qū)農(nóng)民人均純收入的，為區(qū)域農(nóng)村與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。目前，高原夏菜已成為甘

2、肅省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中發(fā)展速度最快、質(zhì)量最好、效益最高的支柱產(chǎn)業(yè)之一。甘肅省地處黃土高原、青藏高原和蒙古高原交匯區(qū)，跨亞熱帶、溫帶和寒帶個氣候帶，地貌及氣候條件復(fù)雜多樣。由于高原夏菜的經(jīng)濟(jì)效益好，有些地方不顧蔬菜生長的氣候要求而盲目種植，導(dǎo)致收成不好，遭受了一定的經(jīng)濟(jì)損失；有的地方品種結(jié)構(gòu)不合理，造成高原夏菜產(chǎn)量低、品質(zhì)差，經(jīng)濟(jì)效益不高。因此，只有根據(jù)高原夏菜的生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行合理布局，充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源和社會經(jīng)濟(jì)條件，才能充分發(fā)揮氣候資源在高原夏菜生產(chǎn)中的優(yōu)勢，實現(xiàn)高原夏菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，但目前尚未見關(guān)于甘肅高原夏菜氣候區(qū)劃研究的報道。為此，本研究選取熱量、水分、光照等多種指標(biāo)，采用主成分分析和

3、系統(tǒng)聚類分析方法，對甘肅省高原夏菜的種植進(jìn)行氣候區(qū)劃，以期為甘肅各地高原夏菜的合理種植提供參考。 材料與方法 區(qū)劃范圍 研究區(qū)范圍僅包括甘肅省境內(nèi)當(dāng)前實際種植高原夏菜的區(qū)域，該區(qū)海拔，經(jīng)緯度為：，。 研究資料 本研究所用的個縣（區(qū)）氣象資料（包括歷年逐月平均氣溫、降水量、日照時數(shù)等），來自區(qū)劃范圍內(nèi)國家氣象站年的記錄數(shù)據(jù)?？h（區(qū)）包括瓜州縣、白銀區(qū)、安定區(qū)、敦煌市、皋蘭縣、高臺縣、古浪縣、會寧縣、金塔縣、景泰縣、靖遠(yuǎn)縣、肅州區(qū)、蘭州市、臨洮縣、臨夏州、臨澤縣、民樂縣、民勤縣、山丹縣、涼州區(qū)、永昌縣、永登縣、榆中縣、玉門市、甘州區(qū)、夏河縣，依次編號為。根據(jù)高原夏菜生長的主要生態(tài)因子要求，將其分為

4、以下幾種： （）耐寒蔬菜：主要包括菠菜、香菜、大蔥、大蒜。 （）半耐寒蔬菜：蘿卜、胡蘿卜、芹菜、大白菜、娃娃菜、甘藍(lán)、萵苣、荷蘭豆、甜脆豆、花椰菜、綠菜花。 （）喜溫蔬菜：西葫蘆、番茄、黃瓜、辣椒、茄子、菜豆。（）耐熱蔬菜：南瓜、苦瓜、西瓜、甜瓜、豇豆。 區(qū)劃原則 氣候資源的地域分異性 氣候資源如溫度、水分、光照等，在空間分布上的相對一致性、差異性及其變化的規(guī)律性導(dǎo)致不同地域有不同的組合類型，是進(jìn)行氣候區(qū)劃的必要條件。所以，在區(qū)劃時，要充分考慮地域差異性和高原夏菜品種生長發(fā)育所需的溫度、光照、濕度等條件。 相似性和差異性 隨著地域的變化，氣候資源隨之變化，氣候因子在不同地域的差異性為高原夏菜氣

5、候區(qū)劃提供了前提條件和各種可能性的結(jié)果。同時，氣候因子具有共性和相似性，只要確立主要影響因素，就為區(qū)劃帶來了可能性。 因地制宜和適當(dāng)集中 根據(jù)高原夏菜生物學(xué)特性及社會經(jīng)濟(jì)要求的不同，對其實施因地制宜和適當(dāng)集中的種植區(qū)劃原則。根據(jù)不同環(huán)境“對癥下藥”，適地適栽，保證其在適宜的環(huán)境條件下生長，保證產(chǎn)品品質(zhì)。但栽培也不可過于分散，適當(dāng)集中有利于產(chǎn)銷，易于推廣，容易形成品牌。 可持續(xù)發(fā)展 高原夏菜種植作為一種經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，要考慮發(fā)展的持續(xù)性，既要充分利用資源，又不能危害資源，同時有機(jī)種植已經(jīng)興起，進(jìn)行科學(xué)合理的區(qū)劃對于高原夏菜種植意義深遠(yuǎn)。 區(qū)劃指標(biāo)的選擇 按照區(qū)域位置地貌氣候為基本順序來進(jìn)行區(qū)劃。結(jié)合甘

6、肅地理方位、地貌形態(tài)的差異，選擇與高原夏菜生長發(fā)育具有密切關(guān)系的個影響因子作為甘肅高原夏菜氣候區(qū)劃的指標(biāo)。這個影響因子是：有效積溫（）、累計降水（）、平均大氣濕度（）、平均氣溫（）、月（最熱月）平均氣溫（）、平均高溫（）、平均低溫（）、累計日照時數(shù)（）。積溫可以反映地方氣候?qū)ι锼芴峁┑臒崃織l件，降水量反映全生育期的水分供給量，平均相對濕度則反映生物生長所需的濕度狀況，平均溫度能反映全生育期的熱量條件，月（最熱月）氣溫往往決定著高原或高緯度地區(qū)的植物能否生長良好，全生育期日照時數(shù)可用來比較各地區(qū)光能資源的分布狀況。 數(shù)據(jù)處理方法 主成分分析 由于選取的指標(biāo)較多，且眾多變量之間可能存在明顯的相

7、關(guān)性，因而會造成信息重疊、干擾，且解釋困難。采用主成分分析法可以在盡可能不損失信息或少損失信息的情況下，將多個指標(biāo)提取為少數(shù)幾個指標(biāo)，以高度概括原始數(shù)據(jù)中絕大部分信息。主成分分析步驟如下：（）原始數(shù)據(jù)無量綱化后，將個縣（區(qū)）的個區(qū)劃指標(biāo)因子值組成矩陣（，）；（）計算的協(xié)方差矩陣的特征值及特征向量；（）計算各主成分的方差貢獻(xiàn)率及累計方差貢獻(xiàn)率。 聚類分析 系統(tǒng)聚類法是目前氣候區(qū)劃中應(yīng)用較多的一種分析方法。用軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，其步驟如下：（）對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；（）標(biāo)準(zhǔn)化之后的數(shù)據(jù)用分層聚類法進(jìn)行分析，聚類方法選擇組間連接法（），合并兩類使得兩類間的平均距離最小；距離測度方法選擇歐氏距離（）

8、；將聚類關(guān)系（）與實際情況進(jìn)行綜合分析，確定甘肅夏菜種植區(qū)劃適宜類型及其數(shù)量。區(qū)劃結(jié)果在平臺作圖輸出。分區(qū)命名方法根據(jù)甘肅省高原夏菜種植區(qū)縣（區(qū)）氣象數(shù)據(jù)中的降水量和大氣濕度（表），將高原夏菜種植氣候區(qū)劃分為半濕潤區(qū)、半干旱區(qū)和干旱區(qū)種類型，然后結(jié)合高原夏菜的分類對氣候區(qū)劃進(jìn)行命名。 結(jié)果與分析 主成分分析 由表可知，前個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到，包含了絕大部分的原始信息，特征值分別為和，因此將其作為提取的個公因子進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。 聚類分析 將新變量、作為聚類分析的變量，在上運行，通過比較，選取作為閾值進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖所示。根據(jù)聚類分析結(jié)果對研究區(qū)進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)有類地區(qū)不適合夏菜

9、種植，分別為：夏河縣海拔以上區(qū)域，該區(qū)生長季熱量不足，不適宜蔬菜生產(chǎn)；瓜州縣、敦煌市和金塔縣海拔以下地區(qū)，該區(qū)夏季炎熱，不適宜夏季蔬菜生產(chǎn)；荒漠、戈壁、山地、陡坡地，這些地區(qū)立地條件不適合蔬菜生產(chǎn)。其他海拔高度在、平均溫度、生長季有效積溫為、生長季累計日照時數(shù)的地區(qū)為高原夏菜生產(chǎn)區(qū)，去除類不適合種植區(qū)，與實際情況結(jié)合將其他地區(qū)再細(xì)分為個區(qū)。 甘肅省高原夏菜氣候區(qū)劃評述 將高原夏菜種植氣候區(qū)劃的結(jié)果在平臺輸出，結(jié)果如圖所示。 耐熱蔬菜干旱種植區(qū) （）區(qū)域范圍。該區(qū)包括敦煌市和瓜州縣境內(nèi)海拔以下的區(qū)域，平均海拔。（）氣候資源。生長季平均氣溫，有效積溫左右，平均氣溫的時間，生長期左右，年均溫，最熱月

10、平均氣溫左右，日照時數(shù)左右，生長期降水量不足。（）適宜蔬菜種類。該區(qū)宜種植耐熱蔬菜，特別是瓜類作物。年瓜州縣蜜瓜種植面積達(dá)到，占全縣農(nóng)作物總播種面積的；應(yīng)穩(wěn)定瓜果生產(chǎn)，將瓜州建成哈密瓜生產(chǎn)基地。敦煌市可種植苦瓜、絲瓜、冬瓜等瓜類。 喜溫耐熱蔬菜干旱種植區(qū) （）區(qū)域范圍。該區(qū)包括金塔縣、民勤縣、臨澤縣、高臺縣海拔區(qū)域和瓜州縣、敦煌市海拔以上農(nóng)區(qū)。（）氣候資源。生長季平均氣溫，有效積溫左右，平均氣溫的時間，生長期左右，最熱月平均氣溫，日照時數(shù)，生長期降水量。（）適宜蔬菜種類。適宜種植喜溫蔬菜和耐熱蔬菜，如洋蔥、番茄、辣椒、西葫蘆、菜豆、甜瓜等。 結(jié)論與討論 通過對甘肅省高原夏菜種植區(qū)個縣（區(qū)）歷年

11、氣象資料的統(tǒng)計和分析，對甘肅省高原夏菜氣候適宜性進(jìn)行了區(qū)劃，分區(qū)結(jié)果與實際現(xiàn)狀基本符合。不適宜種植區(qū)是因為環(huán)境條件過于極端，無法進(jìn)行種植；對適宜區(qū)依據(jù)高原夏菜生長所需的生態(tài)條件進(jìn)一步細(xì)分，為甘肅省高原夏菜氣候適宜性種植區(qū)的劃分提供了科學(xué)依據(jù)。 （）本研究依靠氣象類指標(biāo)對甘肅省高原夏菜生態(tài)適生種植區(qū)進(jìn)行了初步區(qū)劃。先運用主成分分析法對分區(qū)指標(biāo)進(jìn)行降維處理，與傳統(tǒng)方法相比，不但減少了工作量，而且各指標(biāo)之間彼此獨立，提高了分區(qū)精度。然后借助系統(tǒng)聚類分析將甘肅省高原夏菜種植區(qū)分為個分區(qū)，各分區(qū)與縣（區(qū)）實際氣候和高原夏菜種植狀況一致性較好，充分利用了當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源。在劃分區(qū)域的同時，還討論了各個種植生

12、態(tài)區(qū)的發(fā)展方向及適合種植的蔬菜種類，對一些地區(qū)不合理種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化有很好的指導(dǎo)作用，為解決優(yōu)勢品種的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尚不突出的問題提供了科學(xué)依據(jù)。 （）聚類分析中選取不同的閾值會得到不同的結(jié)果。如果閾值選為則分為類，閾值選為則分為類。但將結(jié)果分為類或類均無法對分區(qū)結(jié)果進(jìn)行精細(xì)化描述，導(dǎo)致最終的區(qū)劃結(jié)果指導(dǎo)作用不強，甚至無法提供參考作用。將系統(tǒng)聚類分析結(jié)果與實際情況相結(jié)合，選取作為閾值能更好地反映現(xiàn)有各區(qū)的高原夏菜種植情況，在實踐過程中操作性更強。在種植區(qū)域內(nèi)依靠地形地貌要素，在適宜種植區(qū)建立種植基地，集中管理，強化優(yōu)勢，提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加高原夏菜的種植效益，如耐熱蔬菜干旱種植區(qū)內(nèi)的瓜州縣是瓜果生產(chǎn)大縣、名縣，在此地建立瓜果生產(chǎn)基地的同時應(yīng)利用該縣已經(jīng)擁有的品牌效應(yīng)，以帶動其他產(chǎn)區(qū)的發(fā)展。 （）以縣（區(qū)）為單位，對甘肅省的高原夏菜生態(tài)氣候適生種植區(qū)進(jìn)行區(qū)劃