宁夏贺兰山东麓葡萄种植的地理要素分析

姬 霖 蒲永峰 魏 刚 张 宙 连 恒

(自然资源部第二地形测量队 陕西西安 710054)

近年来，贺兰山东麓葡萄产业是宁夏农业发展的特色优势产业，其种植区已成为我国规模最大的酿酒葡萄集中连片产区。当前关于宁夏葡萄种植的研究，大多集中在土壤条件[1-3]、降水条件分析[4]和产业发展现状评估[5-8]等方面，缺少基于地理要素的综合性研究，特别是缺乏对宁夏贺兰山东麓葡萄种植区多年时空变化特征的分析，难以全方位掌握宁夏葡萄种植区变化情况。

自2016年起，地理国情监测已转入常态化，其数据信息丰富，既可为政府管理决策、企业生产运营、人民群众生活提供数据基础和决策依据[9]，还可在农业和旅游业等研究领域推广应用。自然资源部自成立以来，明确要求推进综合分析，加强对地理国情信息的深度挖掘，融合社会经济和人文等信息，揭示资源、生态、环境、人口、经济和社会等要素在地理空间和时间上的相互作用、相互影响，形成高质量的专题报告，服务于政府决策和管理。

目前，我国基于地理国情监测数据的葡萄产业相关研究较少，地理国情监测数据的应用领域急需进一步拓展。本文基于2016—2020年地理国情监测数据，提取宁夏贺兰山东麓葡萄种植范围及其周边水系和道路交通条件信息，并结合DEM、气象和土壤数据，综合分析宁夏贺兰山东麓葡萄种植区的地理要素特征，从总体上把握宁夏葡萄产业的自然和社会经济影响因子，促进地理国情监测数据的推广应用，最终助力宁夏葡萄产业发展。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

宁夏地处我国西北地区，西面、北面至东面分别被腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙地围绕，南面与黄土高原相连。地形南北狭长，地势南高北低，西部高差较大，东部起伏较缓。宁夏北部的宁夏平原是引黄灌区，黄河自中卫入境，向东北斜贯于平原之上，顺地势流经石嘴山出境。宁夏平原地势平坦，土层深厚，水资源丰富，有利于农作物的种植和农业发展。

1.2 数据来源

本研究分别对宁夏2016年、2017年、2018年、2019年和2020年地理国情监测数据进行处理，提取种植属性为“藤本果园”的图斑，再结合对应年份的外业调查实证照片，获得宁夏各年份的葡萄种植图斑，最终统计出宁夏各年份葡萄种植区域范围信息。

本文使用的道路交通和水系河湖数据分别来自于2020年地理国情监测数据中的道路要素和水域要素；使用的DEM高程数据分辨率为90 m，数据来源于资源环境科学与数据中心(http://www.resdc.cn/)；使用的逐月气象数据，时间范围为2000—2020年，数据来源于中国气象数据网(https://data.cma.cn/)；使用的土壤数据来源于联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO)和维也纳国际应用系统研究所(International Institute for Applied Systems Analysis，IIASA)构建的世界和谐土壤数据库(Harmonized World Soil Database，HWSD)，数据空间分辨率为1 km。

2 葡萄种植的地理要素分析

2.1 葡萄种植的时空分布特征

本研究通过提取2016—2020年宁夏地理国情监测数据，得到了宁夏2016—2020年葡萄种植分布情况。研究结果表明，在空间上，葡萄种植基本集中在贺兰山东麓的宁夏平原，尤以银川市永宁县和西夏区面积最多，还有少量集中在平原南部吴忠市红寺堡区。同时，对宁夏DEM数据和葡萄种植集中分布范围信息进行分析的结果表明，贺兰山东麓葡萄多集中种植在海拔1 000～1 200 m地区，少数种植在海拔1 200～1 400 m地区。

另外，根据DEM数据中的宁夏地形条件相似性，以及对基于2020年地理国情监测数据提取的河流水系分布特征的分析发现，宁夏贺兰山东麓葡萄种植区域以北和以东区域都有适宜发展葡萄产业的大面积土地。在时间变化特征方面，2016—2020年，宁夏贺兰山东麓葡萄种植面积变化不显著，整体呈略微增加趋势。

2.2 葡萄生长的自然地理要素分布特征

2.2.1 葡萄生长的土壤条件分析

为了分析适宜葡萄生长的土壤条件，本文基于HWSD数据集分析了宁夏土壤类型分布情况。结果表明，贺兰山东麓葡萄种植区的土壤主要为薄层钙积土，还有少量的石灰性冲击土和过渡性砂性土。根据HWSD数据集展示的宁夏贺兰山东麓各类土壤类型属性值(见表1)可知，这3类土壤砂含量均在30%以上，砂性土砂含量更是高达89%。这类土壤均属于适宜葡萄生长的类型，土壤特性为表层贫瘠，但通透性好，深层氮、磷、钾、铜、铁、镁、钙及微量元素含量高[10]，有利于葡萄作物的生长。

表1 宁夏贺兰山东麓主要土壤类型属性单位:%Tab.1 Attributes of Main Soil Types at the Eastern Foot of Helan Mountain in Ningxia Province 土质类型砾石含量沙含量淤泥含量黏土含量 有机碳含量碳酸盐或石灰含量薄层钙积土74138210.4612石灰性冲积土153448180.611.7过渡性砂性土289650.50堆垫人为土102950211.129.3

宁夏平原葡萄集中种植区外其他区域以堆垫人为土为主。堆垫人为土的砾石含量较低(10%)，有机碳含量相对其他土壤偏高(1.12%)，可促进土壤微生物繁殖以及作物叶片的光合作用，使矿物质营养能以有机配位零电价进入植株，对提高葡萄产量和品质有重要影响。由此可知，宁夏平原地区的土壤因素为未来贺兰山东麓葡萄种植的“北扩东进”提供了良好条件。

2.2.2 葡萄生长的气候条件分析

为了分析葡萄种植分布的气候条件，本文选取贺兰山东麓葡萄种植区附近的国家级气象台站——银川站为分析对象，并选取了该站2000—2020年逐月降水量、平均相对湿度、平均最高温、平均最低温、平均温差、日照时数和平均风速等指标，研究宁夏葡萄产区的气象特征。宁夏银川站2000—2020年气象要素变化如图1所示。

图1 宁夏银川站2000—2020年气象要素变化Fig.1 Changes of Meteorological Elements at Yinchuan Station from 2000 to 2020

图1展示了银川站2000—2020年各气象要素变化特征。其中，图1(a)为降水量与平均相对湿度年际变化，图1(b)为降水量与平均相对湿度年际变化多年逐月平均变化，图1(c)为平均最高温、平均最低温和平均温差年际变化，图1(d)为平均最高温、平均最低温和平均温差年际变化多年逐月平均变化，图1(e)为日照时数和平均风速年际变化，图1(f)为日照时数和平均风速多年逐月平均变化。

由图1(a)和图1(b)可知，银川站多年平均降水量为302.02 mm，主要集中在夏秋葡萄生长季(4—10月)。另外，本研究利用2020年地理国情监测数据提取了宁夏水系河流信息，发现宁夏平原地区河流和水渠较多，为贺兰山东麓葡萄生长提供了所需水源。葡萄生长季的平均温差要求为13.6℃，由图1(c)和图1(d)可知，银川站多年平均温差为13.92℃，为葡萄糖分和色素的积累提供了有利条件。葡萄生长季的平均月日照时数要求为250 h，由图1(e)和图1(f)可知，银川站多年平均日照时数为2 793.38 h，充足的光照有利于葡萄植株的发育、开花和结果。银川站的平均风速虽有明显减少的趋势，但葡萄生长季的平均风速变化相对平稳，为葡萄生长提供了平稳的气候环境。综上分析，宁夏贺兰山东麓葡萄种植区的气候条件适宜葡萄的生长。

2.3 影响葡萄生长的其他要素分析

葡萄生长除受到各类自然条件的影响外，还与道路交通条件有密切关系，特别是宁夏葡萄酒产业的发展，离不开良好的道路交通条件。

本研究利用2020年宁夏地理国情监测数据提取了宁夏道路交通信息，发现贺兰山东麓葡萄种植区所在的宁夏平原各级道路和铁路密布，便于葡萄、葡萄酒的运输和销售以及产业的推广，为宁夏贺兰山东麓葡萄种植区的发展提供了便利的交通条件。

3 讨 论

刘效义等[11]通过水热系数理论将我国酿酒葡萄栽培地划分为5个生态区，其中宁夏平原为我国葡萄种植的最佳生态区。本文从地形、水系分布、土壤状况、气候条件和交通运输条件等方面对宁夏贺兰山东麓葡萄种植区进行了分析，进一步证明了宁夏平原是适宜葡萄生长的优质区域。另外，本文还综合分析了地形特征、水系分布状况和土壤条件等，发现宁夏贺兰山东麓葡萄种植区未来可继续向北和向东扩展。宁夏葡萄产业发展前景广阔。

本文使用的葡萄种植分布范围、水系和道路交通数据均来自于地理国情监测数据。近年来，地理国情监测数据越来越多地应用于国家社会经济发展和生态文明建设中[12]，尤其在农业领域得到了很好的应用[9]，为区域农业发展布局提供数据支撑，推动了我国农业科学的发展。

本文以地理国情监测数据为支撑，提取与葡萄种植密切相关的水域要素、道路要素和藤本果园等数据信息，同时融合DEM、气象和土壤数据，多维度、全方位地分析了宁夏贺兰山东麓葡萄种植地理要素情况，判断出未来贺兰山东麓葡萄种植区可继续向北和向东扩展，为当地葡萄产业发展提供科学参考。本文在一定程度上扩展了地理国情监测数据应用范围，提高了地理国情监测数据的应用价值。

4 结 语

本文基于多期宁夏地理国情监测数据，提取出宁夏葡萄种植区的范围，分析了2016—2020年宁夏葡萄种植的时空变化。结果表明，宁夏贺兰山东麓葡萄种植主要集中在宁夏平原，种植面积总体呈略微增加趋势。另外，宁夏葡萄种植区的地形条件、水系分布、土壤类型和属性、各相关气候因子的变化情况以及道路交通状况都为贺兰山东麓成为葡萄主产区提供了优势条件，有利于宁夏葡萄产业的发展。综合分析多种地理要素发现，未来宁夏贺兰山东麓葡萄种植区可向北和向东扩展，发展前景广阔。同时，本研究也进一步拓展了地理国情监测数据的应用范围，证明了地理国情监测数据深度探索研究的价值。本研究是地理国情监测成果应用的一次探索，其研究成果可为当地政府发展葡萄产业提供数据和理论支撑。