隴南白龍江流域不同海拔油橄欖生長指標(biāo)對(duì)氣候 變化的響應(yīng)差異

焦?jié)櫚?常正星

摘要：以白龍江流域不同海拔的油橄欖園為研究對(duì)象，通過分析海拔對(duì)油橄欖園氣候特征和油橄欖株高、基徑和冠幅的影響，研究了不同海拔條件下油橄欖生長指標(biāo)對(duì)氣候變化的響應(yīng)差異。結(jié)果表明，油橄欖株高在海拔960～1 083 m范圍內(nèi)隨著海拔的升高呈降低趨勢(shì);除海拔990 m的油橄欖園外，油橄欖基徑、冠幅和冠幅面積（CA）隨著海拔的升高均降低?？諝鉂穸?、露點(diǎn)溫度、氣溫均隨著海拔的升高而降低，平均溫度露點(diǎn)差隨海拔升高而升高，土壤溫度隨著海拔升高而降低、隨著土層加深而降低。各海拔的油橄欖基徑與空氣濕度均呈正相關(guān)。海拔通過影響氣溫、空氣濕度、土壤溫度等氣象因素而影響橄欖的生長發(fā)育。

關(guān)鍵詞：海拔;油橄欖;氣候;生長指標(biāo);白龍江流域

中圖分類號(hào)：S565.7? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2022）01-0037-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.01.008

Responses of OleaEuropaea at Different Altitudes to Climate Change in Bailong River Basin，Longnan

JIAO Runan， CHANG Zhengxing

（The Meteorological Bureau of Tongwei County， Tongwei Gansu 743300， China）

Abstract：Taking the olive groves at different altitudes in the Bailong River Basin as the research object， the differences in the response of the growth indicators of the olives at different altitudes to climate change were analyzed by studying the influence of different altitudes on the climatic characteristics of the olive groves and the height， base diameter and crown width of the olive groves. The results showed that the plant height of Oleaeuropaea showed a decreasing trend in the range of 960～1 083 m as the altitude increased;except for the olive orchard at 990 m above sea level， the base diameter， crown width and the crown area （CA） of the other olive orchards increased with altitude rise. The air humidity， dew point temperature， and air temperature all decrease with the increase in altitude， and the average temperature and dew point difference increases with the increase in altitude. Besides that the soil temperature decreases with the increase in altitude， and decreases with the deepening of the soil layer. The base diameter of Oleaeuropaea at all altitudes was positively correlated with air humidity. Altitude affects the growth and development of olives by affecting meteorological factors such as air temperature， air humidity， and soil temperature.

Key words：Altitude;Oleaeuropaea L.;Climate;Growth index;Bailong River Basin

油橄欖（Olea europaea? L.）是我國引種的優(yōu)良木本油料樹種，具有經(jīng)濟(jì)和生態(tài)雙重效益。這一樹種雖然適合在多種土壤類型上生長，但其對(duì)氣候條件的要求比較嚴(yán)苛，特別是作為油用樹種，要求日照充足、氣溫適宜、夏季濕度低并且具備灌溉條件的栽植條件，才能生長良好并帶來經(jīng)濟(jì)效益[1 ]。氣候因素的影響是我國油橄欖種植中遇到的最大問題之一。甘肅隴南白龍江低山河谷地帶是我國油橄欖一級(jí)適生區(qū)之一，白龍江流域位于中緯度亞熱帶北部邊緣，西南接壤青藏高原，青藏高原對(duì)大氣環(huán)流的特殊影響使夏季來自太平洋東南季風(fēng)的濕潤氣候向北遷移波及本區(qū)域，冬季本區(qū)域北部迭山（甘肅省甘南藏族自治州南部迭部縣北部）的屏障效用削減了蒙古干冷氣流的入侵強(qiáng)度，致使本區(qū)域冬季溫度降幅減小，造成了沿白龍江兩岸谷地向縱深山地氣溫遞減的特征，山上寒冷濕潤，河谷熱且干燥，隨著山區(qū)海拔的升高，各氣候因子發(fā)生近似規(guī)則的變化，自下而上呈現(xiàn)明顯的山地垂直氣候帶特點(diǎn)[2 ]。隴南是一個(gè)典型的多山地區(qū)，山地占90%以上[3 ]，山嶺多、荒地多，大力發(fā)展油橄欖有很大的空間[4 ]。山地的基本特征之一是氣候隨海拔改變而變化，導(dǎo)致土壤和整個(gè)自然地域綜合體的垂直分異[5 ]。受自然條件限制，大部分油橄欖園坡度大[6 ]，油橄欖沿山坡等高線定植[7 ]，氣候垂直變化分異較為明顯，隨著海拔升高，土壤肥力狀況具有空間異質(zhì)性。

海拔不同，其成土母質(zhì)類型有差異，進(jìn)而形成的土壤類型也隨之改變，水、熱、濕、光也有較大區(qū)別[8 ]。海拔的變化可影響植物生長發(fā)育、新陳代謝、結(jié)構(gòu)和功能等諸多方面，隨著海拔的上升，平均氣溫降低、大氣壓及CO2分壓下降、光強(qiáng)升高[9 ]，降水量和降水頻率受到影響，氣溫的下降和輻射的增加等因素對(duì)植物生長不利[10 ]?？蒲泄ぷ髡哚槍?duì)海拔對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響課題進(jìn)行了大量探索，但由于研究地域及采取的試驗(yàn)方法有區(qū)別，所得出的結(jié)論也不盡相同。冉生斌等[11 ]對(duì)甘南州高海拔地區(qū)飼用甜菜品種甜飼2號(hào)的研究表明海拔高度與飼用甜菜生長勢(shì)、發(fā)病率和產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān)。劉文瑜等[12 ]的研究表明，隨海拔的升高，藜麥葉片通過積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和提高抗氧化酶活性，以清除多余的活性氧物質(zhì)，維持細(xì)胞滲透勢(shì)平衡，緩解環(huán)境變化對(duì)其生長造成的傷害。

為促進(jìn)油橄欖生物氣候區(qū)劃的研究，我們采用樣地法，通過對(duì)甘肅省白龍江流域山地油橄欖園不同海拔氣候狀況和果樹生長指標(biāo)的調(diào)查，分析白龍江流域不同海拔油橄欖生長指標(biāo)對(duì)氣候變化響應(yīng)的差異。

1? ?材料與方法

1.1? ?研究區(qū)概況

供試油橄欖園位于甘肅省武都區(qū)白龍江河畔的隴南天然居油橄欖科技開發(fā)有限公司油橄欖種植基地（33.43′N，104.94′E，海拔960～1 083 m），為山地油橄欖園， 北坡， 沿山坡等高線定植，株距5.0 m。研究區(qū)總面積10 000 m2， 園內(nèi)種植樹齡10 a的油橄欖。試驗(yàn)地年平均氣溫15.3 ℃，平均年降水量468 mm， 降水主要集中在6 — 9月， 年均相對(duì)濕度56.6%;年日照時(shí)數(shù)1 871 h， 無霜期270 d以上。土壤類型包括山地黃棕壤、山地棕壤和山地暗棕壤，海拔高度差異較大，氣候隨海拔變化呈明顯分異。

1.2? ?測(cè)定指標(biāo)與方法

共設(shè)5個(gè)海拔梯度（960 m、990 m、1 021 m、1 052 m、1 083 m），于2016年11月28 — 29日測(cè)量油橄欖樹的各項(xiàng)長勢(shì)指標(biāo)和油橄欖園氣象因子。隨機(jī)選取生長狀況良好、未修剪的油橄欖植株，用鋼卷尺測(cè)量油橄欖植株的冠幅（分南北和東西方向測(cè)量，并取平均值）、株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑。每個(gè)海拔梯度測(cè)10株。用直角地溫計(jì)測(cè)定0～25 cm土層地溫：直角地溫計(jì)放置于待測(cè)樹體外圍滴水線處，土溫測(cè)定深度為5、10、15、25 cm，重復(fù)3次，各小區(qū)隨機(jī)選取5個(gè)采樣點(diǎn)，同一深度土層溫度取平均值。從8：00時(shí)至14：00時(shí)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，每隔1 h觀測(cè)1次。采用便攜式風(fēng)速氣象測(cè)定儀（Kestrel 4500 Pocket Weather Tracke）測(cè)定試驗(yàn)樣地50 cm高處的空氣溫度、相對(duì)濕度和露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度是指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下冷卻到飽和時(shí)的溫度（簡(jiǎn)稱露點(diǎn)）。平均溫度露點(diǎn)差（露點(diǎn)溫度與平均氣溫的差值）表示空氣中的水汽距離飽和的程度，是衡量濕度的參數(shù)，溫度露點(diǎn)差越大，水汽距離飽和程度大，即空氣的濕度越小;反之，溫度露點(diǎn)差越小，表示空氣的濕度越大;當(dāng)溫度露點(diǎn)差近于0 ℃時(shí)，表示空氣達(dá)到近似飽和狀態(tài)[13 ]，計(jì)算平均溫度露點(diǎn)差隨海拔高度變化梯度，可作為濕度的一個(gè)指標(biāo)（單位為℃/100 m）用以比較濕度在不同海拔高度的變化情況[14 ]。濕度和降水狀況在不同海拔高度上的改變不是簡(jiǎn)單的線性函數(shù)關(guān)系。

1.3? ?數(shù)據(jù)處理和分析

采用溫洛克國際推薦的方法計(jì)算冠幅面積（CA）[15 ]。采用Exce1 2010軟件整理調(diào)查所得數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)性分析。分別以株高、基徑和冠幅為因變量（y），海拔為自變量（x），在置信水平為0.05時(shí)對(duì)自變量和因變量進(jìn)行相關(guān)性分析。以y= ax+b擬合因變量與自變量的關(guān)系，探索海拔對(duì)油橄欖的株高、基徑和冠幅的影響規(guī)律，再采用SPSS19. 0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，用Duncan法進(jìn)行差異顯著性分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?海拔對(duì)油橄欖生長指標(biāo)的影響

由表1可知，在海拔960～1 083 m范圍內(nèi)，油橄欖的株高隨著海拔的升高均呈降低趨勢(shì);除海拔990 m外，油橄欖園的基徑、冠幅和冠幅面積（CA）隨著海拔的升高均降低。株高海拔960 m與海拔990 m差異顯著，與海拔1 021、1 052、? ?1 083 m差異達(dá)極顯著水平，海拔1 021、1 052、 1 083 m差異不顯著?；鶑胶０?60、990、1 021 m差異不顯著，與海拔1 052、1 083 m差異極顯著。冠幅和CA海拔960、990 m均與1 021 m差異不顯著，與海拔1 052、1 083 m差異極顯著（P < 0.01）。

2.2? ?不同海拔與油橄欖生長指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表2可知，海拔960～1 083 m范圍內(nèi)，海拔與株高、基徑、冠幅呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 -0.942 8、-0.927 9、-0.929 7;海拔與CA呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為 -0.934 1。造成此結(jié)果的原因一是高海拔地區(qū)溫度低，果樹的酶活性較低海拔低，新陳代謝慢，生物量增長小;二是低海拔地區(qū)有比較充足的水肥條件供其生長;三是土壤生物活性強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)含量高，營養(yǎng)元素有效性高，有利于果樹的生長發(fā)育。

2.3? ?不同海拔下的氣候變化

由表3可知，在隴南白龍江流域，油橄欖園內(nèi)空氣濕度、露點(diǎn)溫度、氣溫均隨著海拔的升高而降低，平均溫度露點(diǎn)差隨海拔升高而升高。海拔960～1 083 m時(shí)露點(diǎn)溫度梯度值均小于0，海拔960～990 m時(shí)露點(diǎn)溫度梯度絕對(duì)值較小，為0.222 ℃/100 m;海拔1 021～1 052 m范圍內(nèi)露點(diǎn)溫度梯度絕對(duì)值最大，為8.495 ℃/100 m。

從圖1可知，土壤溫度隨著海拔升高而降低，隨著土層加深而降低。上層土壤溫度不同海拔高度間差異比較大，下層差異小，5、10、15、25 cm土層溫度的極差分別為4.0、2.6、2.5、1.0 ℃。

2.4? ?不同海拔油橄欖基徑與氣候要素的響應(yīng)

油橄欖基徑與氣候要素響應(yīng)分析結(jié)果如圖2所示。海拔960、990、1 021、1 052、1 083 m處油橄欖基徑與氣溫分別呈正、正、負(fù)、正、正相關(guān)，在海拔960～1 021 m范圍內(nèi)，基徑與氣溫的相關(guān)系數(shù)隨海拔升高而呈降低趨勢(shì)。海拔960、990、1 021、1 052、1 083 m處油橄欖基徑與露點(diǎn)溫度分別呈正、負(fù)、正、正、負(fù)相關(guān)，而與空氣濕度均呈正相關(guān)。

3? ?結(jié)論與討論

在隴南白龍江流域，油橄欖的株高在海拔960～1 083 m范圍內(nèi)隨著海拔的升高均呈降低趨勢(shì);除海拔990 m外，油橄欖的基徑、冠幅和冠幅面積均隨著海拔的升高均降低?？諝鉂穸?、露點(diǎn)溫度、氣溫均隨著海拔的升高而降低，平均溫度露點(diǎn)差隨海拔升高而升高，土壤溫度隨著海拔升高而降低。各海拔梯度下油橄欖基徑與空氣濕度均呈正相關(guān)。海拔通過改變氣溫、空氣濕度、土壤溫度等氣象因素而影響橄欖的生長發(fā)育。

有學(xué)者通過對(duì)岷江冷杉年輪指數(shù)與氣候因子進(jìn)行相關(guān)分析，表明隨海拔高度降低，溫度與生長的負(fù)相關(guān)程度呈增加趨勢(shì)[15 - 16 ]。高海拔下長白落葉松生長受當(dāng)年氣溫影響，低海拔下長白落葉松生長對(duì)氣候存在“滯后響應(yīng)”[17 ]。樹木徑向生長與氣候要素之間的關(guān)系研究是樹輪氣候?qū)W的基礎(chǔ)，而對(duì)不同海拔樹木徑向生長與氣候要素的關(guān)系研究，有助于更深入地闡釋林木生長與氣候因子的關(guān)系[18 ]。因樹木年輪具有易于獲取的特點(diǎn)而成為氣候變化研究的重要資料之一，樹木的年輪數(shù)與其相對(duì)應(yīng)的植株地徑之間存在回歸函數(shù)關(guān)系，可在一定程度用地徑表達(dá)調(diào)查地內(nèi)樹木相對(duì)應(yīng)的年齡[19 - 20 ]。因?yàn)椴荒艽_切測(cè)定每株油橄欖的年輪，本文采取空間代替時(shí)間的方法，推導(dǎo)測(cè)算油橄欖植株的年齡[21 - 22 ]。在海拔960～1 021 m范圍內(nèi)，基徑與氣溫的相關(guān)系數(shù)隨海拔升高而呈降低趨勢(shì)。氣溫是影響果樹光合作用、呼吸作用、蒸騰作用等多種生理過程的主要因素。在海拔1 021 m處的負(fù)相關(guān)關(guān)系可能是由光合作用與呼吸作用共同作用的結(jié)果?？諝鉂穸扔绊懻趄v作用，大氣濕度過大時(shí)蒸氣壓升高，從而減小了氣孔內(nèi)外的蒸氣壓差，氣孔下腔內(nèi)的水蒸氣不易擴(kuò)散出去，使蒸騰降低，反之，蒸騰加快[23 ]，在海拔990～1 052 m范圍內(nèi)，大氣濕度的降低促進(jìn)了蒸騰作用的進(jìn)行，從而促進(jìn)植物的生長，故其呈正相關(guān)，隨海拔升高相關(guān)系數(shù)增大。海拔960 m和海拔1 083 m處的異常可能與土壤水分相關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 秦椒蓮，魏淑秋.? 中國與世界生物氣候相似研究[M].? 北京：海洋出版社，1994.

[2] 曹秀文，邱祖青.? 甘肅省白龍江林區(qū)木本藥用植物資源的多樣性[J].? 經(jīng)濟(jì)林研究，2005（3）：9-14.

[3] 樊? ?明.? 隴南市暴雨成因分析及引發(fā)泥石流滑坡災(zāi)害研究[D].? 南京：南京信息工程大學(xué)，2006.

[4] 劉潤萍，馬麗榮，王恒煒.? 甘肅省油橄欖和紫蘇生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2014（4）：43-49.

[5] ZHANG B P，WU H Z，XIAO F，et al.? Integration of data on Chinese mountains into a digital altitudinal belts system[J].? Mountain Research and Development，2006，

26（2）：163-171.

[6] 楊? ?斌，鄧? ?煜.甘肅隴南油橄欖擴(kuò)區(qū)栽培建議[J].? 中國園藝文摘，2015（6）：206-207.

[7] 姜成英，蘇? ?瑾，陳煒青，等.? 油橄欖栽培品種灰色關(guān)聯(lián)度分析評(píng)價(jià)[J].? 中國果樹，2012（1）：18-21.

[8] 杜晉城，代仕高，王澤亮，等.? 不同海拔高度對(duì)靈山正路椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].? 經(jīng)濟(jì)林研究，2015，33（2）：97-100.

[9] FRIEND A D，WOODWARD F I.? Evolutionary and ecophysiological responses of mountainplants to the growing season environment[J].? Advances in Ecological Research，1990，20：119-124.

[10] 林小虎，秘樹青，郭振清，等.? 不同海拔天女木蘭葉抗氧化酶活性與光合色素含量[J].? 經(jīng)濟(jì)林研究，2011（2）：60-64.

[11] 冉生斌，劉建華，尚永紅，等.? 海拔和密度對(duì)甜飼2號(hào)生物學(xué)性狀和產(chǎn)量的影響[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2020（2）：65-69.

[12] 劉文瑜，李健榮，黃? ?杰，等.? 海拔對(duì)藜麥苗期生理指標(biāo)的影響[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2018（9）：17-21.

[13] 溫顯罡，馬舒慶，杜? ?波，等.? 草溫與露點(diǎn)溫度對(duì)結(jié)露和結(jié)霜指示性分析[J].? 氣象，2012，38（6）：745-750.

[14] 許? ?娟，張百平，朱運(yùn)海，等.? 阿爾金山-祁連山山地植被垂直帶譜分布及地學(xué)分析[J].? 地理研究，2006，25（6）：977-984.

[15] BROWN S，PEARSON T，WALKER S M，et al. Methods manual for measuring terrestrial carbon[M].? Arlington VA：Winrock International. 2005.

[16] 徐? ?寧，王曉春，張遠(yuǎn)東，等.? 川西米亞羅林區(qū)不同海拔岷江冷杉生長對(duì)氣候變化的響應(yīng)[J].? 生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33（12）：3742-3751.

[17] 陳? ?力，尹云鶴，趙東升，等.? 長白山不同海拔樹木生長對(duì)氣候變化的響應(yīng)差異[J].? 生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，

34 （6）：1568-1574.

[18] 張? ?慧，邵雪梅，張? &nbsp;永.? 不同海拔高度樹木徑向生長對(duì)氣候要素響應(yīng)的研究進(jìn)展[J].? 地球環(huán)境學(xué)報(bào)，2012（3）：845-854.

[19] 呂朝燕，張希明，劉國軍，等.? 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣梭梭種群結(jié)構(gòu)和空間格局特征[J].? 中國沙漠，2012，

32（2）：380-387.

[20] 周資行，李? ?毅，焦? ?健.? 蘭州市南北兩山不同生境紅砂種群數(shù)量動(dòng)態(tài)研究[J].? 自然資源學(xué)報(bào)，2012，

26（9）：11-16.

[21] SILVERTOWN J W.? Introduction to plant population ecology[M].? London，UK：Longman Press，1982.

[22] 閆淑君，洪? ?偉，吳承禎，等.? 絲栗栲種群生命過程及譜分析[J].? 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2002，8（4）：351-355.

[23] 蕭浪濤，王三根.? 植物生理學(xué)[M].? 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.