全 文 :第 34卷 第 1期 生 态 科 学 34(1): 61−67
2015 年 1 月 Ecological Science Jan. 2015
收稿日期: 2013-11-07; 修订日期: 2014-04-08
基金项目: 湖南省教育厅科研项目(12C0531); 衡阳市社会科学基金项目(2012B47); 国家自然科学基金项目(41171075, 41171076); 湖南省“十二五”重
点建设学科人文地理资助项目。
作者简介: 周松秀(1968—), 女, 湖南常宁人, 副教授, 主要研究方向为区域环境质量综合评价, E-mail: zhousongxiu@163.com
周松秀, 刘兰芳, 王鹏, 等. 南方红壤丘陵区油茶种植的气候适应性特征——以湖南省常宁市为例[J]. 生态科学, 2015, 34(1):
61−67.
ZHOU Songxiu, LIU Lanfang ,WANG Peng, et al. The features of the climate adaptability about Camellia oleifera planting in hilly red
soil region of southern China: a case study of Changning City Hunan Province[J]. Ecological Science, 2015, 34(1): 61−67.
南方红壤丘陵区油茶种植的气候适应性特征
——以湖南省常宁市为例
周松秀 1, 刘兰芳 1, 王鹏 1, 朱宏娟 2
1. 衡阳师范学院 资源环境与旅游管理系, 湖南, 衡阳 421002
2. 湖南省武冈市展辉学校, 湖南, 邵阳 422400
【摘要】 油茶是我国南方特有的木本优质食用油料树种, 已引起了广泛关注。文章以湖南省常宁市为例, 采用基于熵
权的 TOPSIS 方法, 对南方红壤丘陵区油茶种植的气候适应性特征进行分析。研究表明: 年平均气温的权重为 0.1538,
∑T≥10℃积温的权重为 0.1532, 分别居于驱动因子的第一和第二位, 即温暖的气候是油茶种植气候适应性的主要驱
动因子。在胁迫性准则层的 5 个指标中, 寒潮权重居于 9 个评价指标之首, 熵权为 0.1750, 对适应性具有极强的限制
作用, 是油茶种植气候适应性的主要限制因子。研究区油茶种植的气候适应性整体处于中等状态, 适应性年际变化波
动性明显,且其波动变化与气温变化呈正相关关系。研究时段的波动划分为 3 个阶段, 3 个波动阶段的适应性程度的最
优贴近度极大值与平均值均呈增长趋势。
关键词:油茶; 气候适应性; 特征; 熵权; 常宁市
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2015.01.009 中图分类号:S71; X82 文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2015)01-061-07
The features of the climate adaptability about Camellia oleifera planting in
hilly red soil region of southern China: a case study of Changning City Hunan
Province
ZHOU Songxiu1, LIU Lanfang1 ,WANG Peng1, ZHU Hongjuan2
1. Department of Resource Environment and Tourism Management, Hengyang Normal University, Hunan, Hengyang 421002, China
2. Hunan Wugang Zhanhui School, Hunan, Shaoyang 422400, China
Abstract: Camellia oleifera is unique woody edible oil tree species in southern China. It has attracted pretty attention.
Taking Changning City of Hunan Province as an example, we have analyzed the features of the climate adaptability of
Camellia planting in hilly red soil region of southern China. TOPSIS method based on entropy weight has been adopted in
the paper. The results show that the weight of the annual average temperature is 0.1538, and the weight of ∑T≥10℃ is
0.1532. They are the first and the second driving factors, hence the warm climate is the main driving factor of adaptability of
planting Camellia. The entropy of polar outbreak is the maximum of 0.1750 in 5 coercive indicators, and it is the maximum
in all of the evaluation indexes. Polar outbreak limits the climate adaptability of Camellia oleifera, and polar outbreak is the
main restrict factor of the adaptability. The climate adaptability of Camellia oleifera planting attributes medium grade in the
mass in Changning City. The adaptability has obvious volatility in interannual variation. The fluctuation change is closely
62 生 态 科 学 34 卷
related to the air temperature. The fluctuations can be divided into 3 periods from 1991 to 2008. The maximum values of
optimal closeness and the average show an increasing trend as the periods go on. The climate adaptability of Camellia
oleifera planting is on the increase as the years go on.
Key words: Camellia oleifera; climate adaptability; features; Entropy; Changning City
1 前言
油茶(Camellia oleifera)又称茶籽树, 是我国南
方特有的木本食用油料树种和长寿的生态经济树种,
与油棕(Elaeis guineensis)、油橄榄(Olea europaea)和
椰子(Cocos nucifera)合称为世界 4 大木本食用油料
植物。油茶主要分布在长江以南的湖南、江西、广
西、安徽和重庆等地的红壤丘陵区, 我国的油茶籽
产量居世界前列[1], 湖南是油茶植物群落的分布中
心区域。素有“东方橄榄油”之称的油茶因其绿色
的生产模式和优良的经济效益、社会效益和生态效
益, 引起了不少专家和学者的关注, 并取得了不少
成果[1–9]。有关油茶种植的研究大致可归纳为以下几
个方面。(1)油茶开发及油茶产业发展对策等方面的
研究, 成果颇多[1–3], 主要集中在对油茶产业的发展
前景、市场需求、效益分析、管理制度、加工技术
创新等方面的分析。(2)油茶生境的研究。谭云峰[4]
早在上个世纪 90 年代就对油茶生态系统展开研究,
从水分、光合强度、气孔、群体光分布与光能利用、
主要器官的生理变化等方面, 研究了油茶增产机
制。之后这类研究逐渐成为研究重点, 唐本安[5]等基
于土壤动物与油茶林间地生境的相关分析进行研究,
结果表明在江南丘陵的经营管理油茶林生产方式中,
“以耕代育”林间地生境是油茶林生产中的最佳生境
模式。陈勇[6]等采用灰色关联分析法对重庆油茶优
树进行研究, 结果表明从分布高度来看优树过半分
布在海拔 500 m 以下。(3)基于气候条件的油茶种植
研究。随着全球气候变化研究的发展和深入, 基于
气候因素的油茶适应性研究取得了一些成果。廖玉
芳等[7]的研究表明气候变化对油茶的影响表现为最
适宜种植面积显著增大。赖英度等[8]从热量、水分
和光照等方面对广西巴马县种植油茶进行了气候适
应性分析, 刘梅等[9]从温度、降水、日照、相对湿度
和灾害性天气等方面对广西三江县油茶生产的影响
进行了分析。这类研究主要根据气象条件定性表达
油茶生产的适应性情况与风险。本文基于全球变化
与区域响应理论, 以湖南省常宁市为例, 对南方红
壤丘陵区油茶种植的气候适应性进行定量分析, 探
索油茶种植气候适应性的主要驱动因素和限制因素,
分析其适应性特征, 以期为研究区油茶生产布局及
其产业化发展提供理论指导。
2 研究区概况
油茶是亚热带油料树种, 南方红壤丘陵区是其
主体分布区域。常宁市素有“中国油茶之乡”之称,
因而以常宁市为研究案例具有典型性和代表性。常
宁市位于湖南省南部, 北纬 26°07’—26°36’, 东经
112°07’—112°41’, 土地总面积 2.04660×105 hm2。地
势南高北低, 地形起伏。地貌类型以岗地、山地、
平原为主, 海拔 300 m 以下的丘陵、岗地占总面积
44.79%。常宁市属中亚热带季风湿润气候, 多年平
均气温为 17.2 ℃, 多年平均降水量为 1421 mm。地
带性土壤以红壤为主。非地带性土壤主要有石灰土、
紫色土等。常宁市种植油茶的历史悠久, 相传 4000
多年前的炎帝时期就已种植, 并创造了辉煌的油茶
历史, 1981 年常宁市上交国家茶油 2060 t, 居全国第
一。常宁市现有油茶林 4.6×104 hm2, 占林地面积的
40.6%, 是常宁市主要经济林, 是湖南省油茶种植面
积最多的县(市)之一 [10]。2001 年 8 月, 国家林业局
确定常宁市为全国油茶产业建设示范县。油茶遍布
全市低山丘陵, 油茶林面积在 2×103 hm2 以上的乡
镇有宜潭乡等 12 个乡镇, 其中油茶林面积在 4×
103 hm2 以上的乡镇有蓬塘乡、荫田镇和烟洲镇 3 个
乡镇。油茶林面积最大的村是蓬塘乡芝江村, 该村
总面积 585 hm2, 其中油茶林面积为 371.3 hm2。
3 适应性评价指标体系的构建
3.1 适应性的内涵
全球气候变化是人类面临的重大的全球环境问
题, 分析气候变化对植物分布的影响,对气候变化
影响下的生物多样性保护具有重要意义[11], 面对全
球气候变化, 人类采取减缓和适应两条途径, 适应
正在由原来“排在减缓之后的次要问题”变成当今
应对气候变化的首要途径, 适应一词也随之成了标
1 期 周松秀, 等. 南方红壤丘陵区油茶种植的气候适应性特征 63
准的气候变化词汇[12]。适应性是系统或物种响应某
种胁迫或驱动作用, 所表现出的对不良影响的抵御
能力和对有利因素的学习和吸收能力。油茶对气候
的适应性, 可理解为在全球气候变化背景下, 油茶
对降水、热量和光照等条件变化所表现出的保持或
提升其原有状态的能力, 以及对干旱、低温等特定
胁迫的可消耗性[13]。油茶气候适应性评价指标体系
需考虑弹性和胁迫性 2 个方面, 其适应性指数是弹
性和胁迫性的综合体现。
3.2 适应性评价指标的确定依据
3.2.1 专家和职能部门咨询
评价指标的选择要遵循系统性、科学系、可取
得性和可表达性等原则。根据油茶对气候环境的要
求, 如何从光照、热量、水分等方面遴选指标才能
科学表达适应性, 是需要解决的关键问题。作者咨
询了有关油茶研究专家, 走访了常宁市气象局、常
宁市林业局、常宁市民营经济发展局、常宁市市志
办等与油茶相关的行政职能部门, 了解近 20 年来常
宁市气候变化情况、油茶种植、油茶发展和加工的
情况, 了解影响油茶种植的主要因素, 尤其是主要
的气候因素。在此基础上, 拟建评价指标体系。
3.2.2 实地调查走访
在专家咨询和相关职能部门走访了解的基础上,
2012 年 7 月份, 作者选择常宁市油茶种植面积在
2000 hm2 以上的宜潭乡和盐湖镇作为实地调查走访
区域, 对宜潭乡的星子坪村、八角亭村和乌联村, 盐
湖镇的上冲村、源头村和瓦文村进行实地调查走访,
在村民的引导下实地观察干旱对油茶果生长的影
响。通过村民访谈和座谈, 了解影响油茶生产和含
油率的主要气象因素。通过归纳、筛选和整理, 完
善和修正评价指标体系。
3.3 具体评价指标
在专家咨询、实地调查走访的基础上, 参考学
术界已取得的研究成果, 本文从弹性和胁迫性 2 个
维度、正向指标和负向指标 2 类影响效果选择 9 个
评价指标, 构建适应性评价指标体系。正向指标和
负向指标对适应性的影响效果截然相反, 正向指标
为越大越优指标, 即在研究区域内, 指标值的变化
范围为适度范围, 其值越大, 适应性越强。反之为负
向指标。
油茶喜温暖湿润的气候, 要求年平均气温 14—
23 ℃。近百年来, 全球近地面气温逐步增高, 呈现
全球变暖的总趋势。全球变暖造成物候期变化和物
种分布等变化[14]。就油茶种植而言, 气候变暖对其
适应性影响的利弊情况需要加以具体分析才能定
论。从实地走访调查了解到, 尚未出现某一年因年
平均气温较高而导致油茶种植受损的现象, 因而把
年平均气温作为适应性评价的弹性指标, 且为正向
指标。
在全球变化背景下, 常宁市 1991—2008 年, 年
平均降水量为 1443.2 mm, 与历年平均值比较上升
21.8 mm。油茶种植所需年降水量 1000—2200 mm,
油茶喜温喜湿的特性对年降水量变化所体现出的适
应性变化情况, 必需通过把年降水量作为评价指标
才能对其适应性进行客观考量。
活动积温对农业活动的影响深刻。油茶需要充
足的热量, 油茶春梢在气温稳定通过10℃开始抽发,
要求≥10 ℃的年活动积温在4800 ℃以上, 因而生
长期大于等于10 ℃的活动积温是衡量油茶适应性
的重要评价指标。
油茶是喜温喜湿喜光植物, 年日照时数要求在
1300 h以上。常宁市日照较丰富, 年平均日照为
1363.9 h, 但月际变化较大, 一年之中7、8月日照时
间最长, 其中7月可达231.9 h, 8月次之, 为190.4 h,
日照时间最短为1月和2月, 分别为55.7 h和47.2 h。
这种7、8月份日照丰富, 1、2月份日照较短的月间变
化有利于油茶果实的生长膨大和油脂的积累转化,
但如果水热情况配合不协调易引起干旱或加剧干旱
的程度。因而年日照时数是适应性评价的重要指标。
油茶四季花果不断, 秋末冬初开花期平均气温
为 12 ℃—13 ℃, 怕严寒霜冻, 最低月均温不低于
0 ℃, 低温或霜冻会造成落花、落果[15]。开花授粉
阶段的低温、寒潮、霜冻和强冷空气带来剧烈的降
温[16], 会影响虫媒授粉、花粉发芽和孕果; 春季油茶
幼果生长阶段遭遇霜冻或冰雹会引起落果。因而,
年极端最低气温、寒潮次数、冰雹次数和低温冰冻
天数 4 项指标是影响适应能力的重要胁迫性因素,
均纳入评价指标体系。
油茶惧怕夏秋干旱, 干旱会影响油茶的产量和
含油率。影响中国普通油茶含油率高低的关键气象
因子是油脂转化积累期(7—9 月)的气温、降水和日
照。如果这个时期遭遇干旱, 油茶果生长缓慢, 含油
64 生 态 科 学 34 卷
率降低, 即农谚的 7 月干(果)球, 8 月干油。常宁市 7
月多年平均气温为 29.7 ℃, 8 月为 28.1 ℃, 9 月为
25.0 ℃, 该时期的温度完全能满足要求。但这个时
期常有干旱灾害发生, 干旱天数成为影响适应能力
的胁迫性因素入选为评价指标。
3.4 指标数据来源
常宁市地面气象观测站 1991—2008 年的年平
均气温、年降水量、∑T≥10 ℃积温、年日照时数、
年极端最低气温等气象资料; 1991—2008年的寒潮、
冰雹、低温冰冻、干旱等灾害性天气资料, 逐年进
行统计。
4 适应性评价方法
4.1 选择基于熵权的 TOPSIS 法的依据
根据评价对象和构建的评价指标的特点不同,
适应性评价的方法有 GIS 空间分析方法[13]、主成分
分析法[17-18]和均方差赋权方法[19]等, 这些都属于客
观赋权方法。本文采用基于熵权的 TOPSIS 法[20]评
价常宁市油茶种植的气候适应性, 熵权法是一种客
观赋权方法。就弹性这一准则层而言, 其指标层中
的气温、降水、积温和日照等评价指标的常年状况
即该地的气候类型适宜种植油茶, 文章前面已对此
论述。但这些指标各年的量的变动会影响油茶籽的
产量和出油率, 变动越大对油茶生产的适应性影响
越大, 这正好反应了信息熵权的原理。根据本文的
研究内容, 信息熵权的原理可做如下表达: 若某一
指标数值间的差异越大, 变异程度越高, 则该指标
包含和传输的信息越多, 在综合评价中所起的作用
越大; 若某一指标值全部相等, 则该指标在综合评
价中不起作用[21]。胁迫性各评价指标数值变动的意
义同样反应了信息熵的原理。因而本研究运用熵权
法确定指标权重。TOPSIS 法(Technique for Order
Preference by Similarity to Ideal Solution)是一种多目
标决策分析中逼近于理想解的排序法, 若评价对象
最靠近最优解同时又远离最劣解[20], 则为最佳方案,
否则为最差方案。本文用相对贴近度代表适应性的
强弱。
4.2 基于熵权的 TOPSIS 法的计算步骤
计算大体上分为 2 部分, 一是熵权的计算, 另
一个是相对贴近度的计算, 具体步骤[20–22]如下:
(1) 构建 m 个年份 n 个评价指标的判断矩阵 X
( )ij m nX x ×= ( )1,2,3 ; 1,2,i m j n= =L L
(2) 将判断矩阵进行归一化处理, 得到归一化
判断矩阵 B
( )ij m nB b ×= ( )1,2,3 ; 1,2,i m j n= =L L
对于正向指标(即越大越优指标),
min( )
max( ) min( )
ij ij
ij
ij ij
x x
b
x x
−= − (1)
对于负向指标(即越小越优指标),
max( )
max( ) min( )
ij ij
ij
ij ij
x x
b
x x
−= − (2)
(3) 根据熵权法定义, 计算各评价指标的熵 jH
1
1 ( ln )
ln
m
j ij ij
i
H f f
m =
= − ∑ (3)
式中:
1
ij
ij m
ij
i
b
f
b
=
=
∑
, 当 ijf 0≤ 时, 则 ijf 无意义, 因此
将算法改进为
1
1
1
ij
ij m
ij
i
b
f
b
=
+=
+∑
(4) 计算各指标的熵权 jw
1
1 j
j n
j
j
H
w
n H
=
−=
−∑
(4)
且满足 1
n
j
j i
w
=
=∑
(5) 构造规范化加权矩阵C
( )ij m nC c ×= ( )1,2,3 ; 1,2,i m j n= =L L
ij j ijc w b= ∗ ( )1,2,3 ; 1,2,i m j n= =L L (5)
(6) 确定规范化矩阵 C 的正理想向量(最优方
案) C+ 和负理想向量(最劣方案) C−
max( )ijC c
+ = , min( )ijC c− =
(7) 计算各评价对象与最优方案的距离 iS + 及与
最劣方案的距离 iS −
2
1
( )
n
i ij ij
j
S c c+ +
=
= −∑ , 2
1
( )
n
i ij ij
j
S c c− −
=
= −∑ (6)
(8) 计算各评价对象对于理想解的相对贴近度 iE+
i
i
i i
SE
S S
++
+ −= + (7)
1 期 周松秀, 等. 南方红壤丘陵区油茶种植的气候适应性特征 65
式中 0 1iE+≤ ≤ , 相对贴近度的大小反映了评价对
象接近最优方案、远离最劣方案的程度。其值越大
越接近最优方案, 即适应能力越强; 其值越小越接
近最劣方案, 亦即适应能力越弱。因此, 本文以相对
贴近度 iE+ 值的大小表示适应能力的强弱。
5 气候适应性特征
对常宁市 1991—2008年的气候弹性和胁迫性 2
个准则层共 9 个评价指标进行熵权计算和 TOPSIS
分析。就权重而言(表 1), 胁迫性指标中的年寒潮次
数的权重值最大, 为 0.1750。就相对贴近度而言
(表 2), 2007 年的相对贴近度最大, 为 0.5909, 且具
有明显的波动性。
5.1 温暖的气候是油茶种植气候适应性的主要驱
动因子
在弹性和胁迫性 2个层面的 9个评价指标中, 反
映弹性的 4 个评价指标的熵权均大于 0.1。熵权值居
于前 5 位的评价指标中, 除了年寒潮次数属于胁迫
表 1 气候适应能力评价指标体系
Tab. 1 Nine evaluation indexes of climate adaptability
目标层 准则层 指标层 单位 正负向性质 熵权( jw )
X1:年平均气温 ℃ + 0.1538
X2:年降水量 mm + 0.1361
X3:∑T≥10℃积温 ℃ + 0.1532
弹性
X4:年日照时数 h + 0.1166
X5:年极端最低气温 ℃ + 0.0696
X6:年寒潮次数 次 - 0.1750
X7:年冰雹次数 次 - 0.0820
X8:年低温冰冻天数 d - 0.0398
气
候
适
应
性 胁迫性
X9:年干旱天数 d - 0.0737
注: 表中第 6 列的熵权( jW )运用文中第 4 部分的计算方法求得。
表 2 1991—2008 年气候适应性的相对贴近度及排序
Tab. 2 Entropy and sequence of climate adaptability from
1991 to 2008
年份
与最优方案
的距离 iS+
与最劣方案
的距离 iS−
相对贴近
度 iE+
iE
+
排序
1991 0.0916 0.0617 0.4024 17
1992 0.0824 0.0734 0.4711 7
1993 0.0899 0.0719 0.4442 9
1994 0.0808 0.0643 0.4430 10
1995 0.0813 0.0607 0.4275 13
1996 0.0899 0.0712 0.4419 11
1997 0.0854 0.0604 0.4142 15
1998 0.0689 0.0586 0.4822 5
1999 0.0773 0.0642 0.4312 12
2000 0.0910 0.0531 0.3683 18
2001 0.0776 0.0547 0.4134 16
2002 0.0747 0.0649 0.4647 8
2003 0.0766 0.0568 0.4258 14
2004 0.0656 0.0606 0.4800 6
2005 0.0693 0.0746 0.5185 2
2006 0.0647 0.0688 0.5153 3
2007 0.0622 0.0898 0.5909 1
2008 0.0801 0.0825 0.5071 4
性指标外, 其余都是弹性因素指标。弹性因素属于
气候本底条件, 指标均为正向指标(表 1), 即促进
适应性提高的指标, 可视为适应性的驱动因子。年
平均气温的权重为0.1538, ∑T≥10 ℃积温的权
重为0.1532, 分别居于驱动因子的第一和第二位,
是气候适应性的主要驱动因子。研究区属于中亚
热带季风湿润气候, 气温、降水和热量条件均适合
油茶种植, 但起主导作用的是气候类型条件的气
温条件。随着全球气候变暖, 湖南日平均气温稳定
通过10 ℃以上的活动积温呈上升趋势,油茶原适
宜种植区、次适宜种植区有向最适宜种植区演变
的趋势, 最适宜种植区面积有所增大[7], 具体表现
为油茶(属于分布范围较宽的物种)分布的水平范
围和垂直分布高度上限增大[23], 这正是适应性增
强的重要表征。常宁市今后的油茶产业发展可扩
大油茶种植的水平范围和适度的上限高度, 做大
油茶产业规模。
5.2 寒潮是油茶种植气候适应性的主要限制因子
在胁迫性的 5 个指标中, 仅年极端最低气温为
正向指标, 其熵权较小(0.0696)。其它均为负向指标,
66 生 态 科 学 34 卷
即阻碍适应性提高的因素, 属于适应性的限制因
素。寒潮这一负向指标权重居于 9 个评价指标之首,
熵权为 0.1750, 对适应性具有极强的限制作用, 是
油茶种植气候适应性的主要限制因子。1991—2008
年研究区频发的气象灾害中, 干旱和寒潮爆发的频
率较大, 寒潮的影响最深刻。衡阳市的 7 个县域中,
常宁市的干旱频率最小[24], 因而干旱在常宁市各类
气象灾害的影响中不突出, 其权重为 0.737, 位于第
7 位。分析常宁市 1991—2008 年的气象资料, 秋末
冬初油茶开花季节, 以 11 月份日均温小于 10 ℃持
续 3 d 的次数[9]为计量标准, 常宁市 18 年中出现 10
次, 出现年数为 8 年, 出现年份频率为 44%。此期间
出现低温寒潮等灾害性天气, 使油茶花果生长发育
受挫, 造成大量落花落果而减产。如 1996 年上述寒
潮次数为 2 次, 为统计时间段最严重的寒潮年, 造
成常宁市 1997 年的油茶籽产量为 9851 t(湖南统计
年鉴 1998), 成为研究时间段(18 年)的最低值, 反映
1997 年的气候适应性的 iE+ 位居 18 年的第 15 位, 成
为本阶段的极低值。
5.3 油茶种植的气候适应性年际波动
适应性大小用相对贴近度 iE+ 表示, 根据 0≤
1iE
+ ≤ 性质, 按五分法将其分为优、良、中、差、
劣5个等级[22], 可分析常宁市油茶种植的气候适应
性特征。
5.3.1 常宁市油茶种植的气候适应性整体处于中等
状态, 波动性较大
常宁市油茶种植的气候适应性整体处于中等水
平, 0.3683 0.5909iE+≤ ≤ , 且 iE+ 值在此范围内波
动(图 1)。研究时段内的波动性大约分成 3 个阶段。
第一个波动周期是 1991—1997 年。80 年代中期至
90 年代初, 常宁市开展了油茶林更新改造工程。新
改造的林分对当地的气候类型具有更高的适应性,
油茶种植面积和种植效益增强。但是由于年平均气
温和年平均降水量的波动变化, 导致适应性在具有
增强趋势的同时表现出波动性。因 1996 年为研究
时段的寒潮极大年, 导致 1997 年油茶的产量和
品质下降而体现出较小的适应性。第二个波动周期
是 1997—2000 年, 1998 年的适应性为本波动周期的
最强年份, 这与 1998 年的温度条件优越密切相关。
1998 年平均气温为 19.3 ℃, 为研究周期内的最大
值, 大于等于 10 ℃的活动积温为 6207.8 ℃, 仅次
图 1 1991—2008 年常宁市油茶种植的气候适应性程度最优
贴近度
Fig. 1 Entropy of climate adaptability from 1991 to 2008
于2007年的6286.7 ℃, 为研究时段的第二大值。第
三个波动周期是2000—2008年, 期间有2个次一级
的波动, 相应地出现2次极大值和3次极小值, 极
大值出现的年份分别是2002年和2007年, 极小值
出现的年份分别是2000年、2003年和2008年。2002
年是研究周期内年降水量最丰富的一年, 2007年
平均气温和大于等于10 ℃的活动积温均为研究
时段的最大值。极小值出现的年份分别是2000年、
2003年和2008年 , 2000年的日照时数较小 , 仅为
1198.9 ℃, 为本波动周期内的最小值。2003年的
年降水量仅1008.9 mm, 为研究时段的最小值, 且
干旱天数达60 d, 为研究时段的最大值。2008年的
低适应性与年初南方严重的低温冰冻灾害天气直
接相关, 常宁市的低温冰冻日数为27 d, 为1954年
以来的最大值。
5.3.2 适应性的波动性与温度条件呈正相关
分析 1991—2008 年的年平均气温和大于等于
10 ℃的活动积温的变化(图 2), 其变化具有明显的
波动性, 且二者的波动周期具有显著的一致性。从
图 2可以看出, 年平均气温和大于等于 10 ℃的活动
积温的波动大约分成 3 个阶段。即: 1991—1997 年、
1997—2000 年和 2000—2008 年。比较图 1 与图 2 ,
发现这 3 个阶段与适应性波动的 3 个阶段的变化趋
势相吻合。这也从另一方面证实温度条件是常宁市
油茶种植的气候适应性的主要驱动因子, 与本文第
5.1 部分的结论相一致。
1 期 周松秀, 等. 南方红壤丘陵区油茶种植的气候适应性特征 67
图 2 1991—2008 年常宁市油茶种植的气温变化
Fig. 2 The change of temperature in Changning City from
1991 to 2008
5.3.3 油茶种植的气候适应性时间演变趋势为
增强
1991—2008年的 18年间, 尽管油茶种植的气候
适应性具有波动性, 但总体趋势呈上升趋势。具体
表现为 3 个波动阶段的适应性程度的最优贴近度极
大值在逐渐增大, 三个阶段的平均值分别为 0.4349,
0.4397 和 0.4760, 同样呈现增长的趋势。在全球变
化背景下, 这与气候变暖的趋势是一致的。适应性
增强的现实表征结果主要有油茶种植面积和油茶籽
产量等。查阅常宁市历年的林业统计年报发现, 1991
年常宁市油茶种植面积为 0.8×104 hm2, 2007 年达到
4.61×104 hm2, 且 2004 年以后种植面积均在 4×
104 hm2 以上。查阅常宁市历年的社会经济发展统计
公报, 1994年常宁市油茶籽产量为 1.6×104 t, 2007年
为 2.36×104 t, 且 1994—2000 年年产油茶籽均在
2×104 t 以下, 2001 年—2009 年均在 2×104 t 以上, 尽
管年际间有波动变化。
6 结论与讨论
6.1 结论
本文在实地调查走访和专家咨询的基础上构建
了油茶气候适应性评价指标体系, 运用基于熵权的
TOPSIS 方法以湖南省常宁市为例对南方红壤丘陵
区油茶种植的气候适应性特征进行了定量分析。研
究表明, 常宁市油茶种植的气候适应性的主要驱动
因素是温暖的气候本底条件, 适应性强弱与气温条
件具有明显的正相关性。寒潮是其主要的限制因素。
研究区油茶种植的气候适应性整体为中等状态, 适
应性年际之间具有波动性, 适应性的时间演变呈现
增强的趋势。
6.2 讨论
南方红壤丘陵区油茶产业发展现状和对策的研
究已经取得了不少成果, 但是油茶对生态环境尤其
是气候的适应性研究尚少, 定量分析更少。本文运
用基于熵权的 TOPSIS 方法对油茶种植的气候适应
性进行定量分析, 研究结论与实际情况相符, 具有
一定的可信度。但是由于这方面的研究成果少见,
无法进行研究方法和研究结论的对比分析。今后应
更加深入调查, 加强评价指标体系的构建和评价方
法的研究。
致谢:本文在调研过程和气候数据采集过程中,
得到了常宁市市志办主任廖爱国, 常宁市乡镇企业
局、常宁市民营经济发展局书记吴蜀魏等领导和专
家的大力支持, 深表感谢!
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