陕西能源植物种植土地利用分析
长安大学地球科学与资源学院 周熙 马智民 尹芳
中国科学院地理科学与资源研究所资源利用与环境修复重点实验室 江东
引言
化石能源日渐短缺是当今人类所面临的�；�，为了使经济得到持续发展，能源�；玫交航�，生态环境得到�；�，生物能源特别是能源植物被越来越多的国家开发并利用。国内外已有一些学者对麻风树、黄连木等能源植物进行了研究 。其中，黄连木作为一种具有代表性的能源植物，其种子和果实含油量较高，可被用于提炼黄连木柴油。因此，对可种植黄连木的土地资源进行优化利用研究，能够从一定程度上促进能源植物种植业的发展，缓解当前化石能源短缺的紧张局势,同时作为新型绿色能源对生态环境起到一定的保护作用。
随着社会经济的发展，人们对土地的开发使用越来越深入，随之而来的是不同程度对土地的浪费、污染和破坏。因此，如何提高土地资源利用效率并使生态环境得到�；�，是人们所关心的问题。因此，本文基于生态文明建设这一目标，对能源植物黄连木种植的土地利用优化问题进行研究，以陕西省作为研究区分析黄连木种植的土地利用情况。
一、黄连木生长条件分析
黄连木种子和果实含油量较高，种子含油率为35%～42.46%，出油率为22%～30%，其油脂所提炼的生物柴油与化石柴油主成分的分子结构非常相似，因此黄连木所产的植物油脂非常适合用于提炼生物柴油。
黄连木生长的耐性极强，深根性，抗风力强；耐干旱瘠薄，对土壤要求不严 。根据我国相关环境�；ふ吖娑ǎ捎糜诟挚阎车耐恋�，其坡度不宜超过25° ，高程不宜超过2000米。由于黄连木极强的生长耐性，大于300毫米的年平均降雨量即可满足黄连木正常生长所需的水分供给�；屏驹谖麓�、亚热带和热带地区均能正常生长,分布区内年平均气温11.5～21.0℃。
二、研究区概况
本文以陕西省为研究区，位于中国西北部，地处东经105°9′-111°15′和北纬31°42′-39°35′之间。研究区平均海拔1127米，陕西省平均坡度为19.9°。土壤类型多样，陕北高原为栗钙土-黑垆土地带；关中盆地为棕壤-褐土地带；陕南山地为黄棕壤-黄褐土地带。陕西境内气候差异很大，由北向南渐次过度为温带、暖温带和北亚热带。年平均降水量576.9毫米，年平均气温在7～16℃。
综合陕西省实际的自然条件和适宜黄连木生长的自然条件，可得到陕西黄连木适宜生长条件及影响因子列表，如表1所示。
表1 陕西黄连木适宜生长条件及影响因子列表
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自然条件
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影响因子
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适宜
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较适宜
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不适宜
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温度条件
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≥10℃积温（℃·d）
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≥3800
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1180～3800
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≤1180
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土壤条件
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有效深度(cm)
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≥75
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30～75
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≤30
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有机质含量/%
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≥3.5
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1.5～3.5
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≤1.5
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坡度条件
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坡度/°
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≤15
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15～25
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≥25
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高程条件
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海拔（m）
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≤1500
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1500～2000
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≥2000
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在前人对黄连木生长分布情况进行研究的成果中，陕西省是适宜种植黄连木潜力较大的省份之一，并且其种植面积有望继续扩大。本文将以陕西省作为研究区域，以生态文明建设为指导思想，结合陕西的自然环境条件和黄连木的生长特性对陕西省黄连木种植的土地利用情况进行研究分析。
三、数据来源
本文所采用数据包括中国科学院资源环境科学数据中心提供的2010年土地利用覆被数据、1971～2000年平均降水栅格数据和国家自然保护区分布矢量数据；全国1:25万数字高程模型；第二次全国土壤普查的资料《中国土壤》和《中国土种志》记录的土种典型剖面，利用ArcGIS生成土壤有效厚度、土壤有机质含量等信息。
四、陕西黄连木种植土地利用分析
以2010年陕西省土地利用覆被数据为基础，剔除耕地、大部分林地、大部分水域、城乡工矿居民用地和部分未利用土地，以及国家或地方所建立的自然生态�；で仁鼙；ね恋�，将林地中的疏林地、草地、水域中的滩涂和滩地、未利用土地中的盐碱地、沼泽地和裸土地这几类用地作为可进行黄连木种植用土地进行研究，得到陕西省可种植黄连木土地类型分布图，如图1所示。
图1 陕西省可种植黄连木土地类型分布图
对数据进行统计可知，2010年陕西省可进行黄连木种植的土地面积为925.9万公顷，约占全省面积的45%。其中，不同地类可用于种植黄连木的土地面积和所占百分比如表2所示。由此可见，在可进行黄连木种植的土地中，草地占有极大的比例，因此在进行黄连木的种植与开发过程中，应注意不能无限度的开发草地用于种植能源植物，应当结合陕西省当前进行的“双退”工作，在发展能源植物的同时维护生态的平衡。
表2 不同地类可种植黄连木土地面积列表
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可用于种植土地类型
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可用于种植面积/公顷
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占可种植土地百分比/%
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疏林地
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109.96
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11.9
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高覆盖度草地
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205.16
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22.16
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中覆盖度草地
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476.29
|
51.43
|
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低覆盖度草
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129.47
|
13.98
|
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滩地
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2.93
|
0.32
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沼泽地
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0.31
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0.03
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盐碱地
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1.34
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0.14
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裸土地
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0.42
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0.05
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对已确定陕西省可用于种植黄连木的土地进行多因子土地适宜性评价，根据黄连木的生长条件和陕西省自然条件设定评价因子为积温、土壤深度、土壤有机质含量、高程和坡度，结合相关数据在ArcGIS中对其进行处理，得到陕西省黄连木种植适宜土地空间分布图，如图2所示。
图2 陕西省黄连木种植适宜土地空间分布图
对数据进行统计，得到陕西省适宜黄连木种植的各类土地面积统计表，如表3所示。
表3 陕西省适宜黄连木种植各类土地面积统计表（万公顷）
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土地利用
类型
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疏林地
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高覆盖
草地
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中覆盖
草地
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低覆盖
草地
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滩地
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盐碱地
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沼泽地
|
裸土地
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合计
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适宜
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2.91
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5.32
|
9.97
|
2.01
|
0.02
|
0
|
0
|
0.02
|
20.25
|
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较适宜
|
107.05
|
199.85
|
466.33
|
127.46
|
2.91
|
1.34
|
0.31
|
0.4
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905.65
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根据以上数据可知，在陕西省可用于种植黄连木的土地中，能够满足所有自然条件限制因子的最适宜种植黄连木的土地只有极小部分，绝大多数土地为较适宜种植黄连木的土地，只能够满足黄连木生长的部分自然生长需求。当前，为了加强陕西省耕地后备资源存量，陕西省在全省部署实施“双退”工作。因此，在开展“双退”工作的基础上，基于退耕还林种草工程，结合国家政策和相关法规，推广能源植物黄连木的种植，既达到土地的优化利用，同时维持了生态平衡，又使新能源产业得以发展，缓解了化石能源短缺的�；痪俣嗟�，是一项利国利民的举措。
结论
结果表明，陕西省可种植黄连木土地面积较大，约占全省面积的一半，以疏林地、草地、滩地、盐碱地、沼泽地、裸土地为可种植用地，其中以疏林地和草地为最主要种植用地。最适宜种植土地较少，较适宜种植土地面积巨大，但对于其中的疏林地和草地需要合理开发利用以保护生态环境，可结合当前陕西省“双退”工作进行黄连木种植的推广。
