茶树是一种多年生的常绿植物，对气候条件有一定的要求，主要分布在亚热带和热带地区，但是茶树经过人工栽培后，它的适应范围已远远超过原始生长地区的条件。我国是茶树的原产地，人工栽培茶树有史稽考的已有3000多年历史。仙居有着悠久的种茶制茶历史，有“中国有机茶之乡”的美称。有关茶叶的生态区划研究已有一些相关报道，如黄寿波的我国主要高山名茶产地生态气候的研究[1]；周子康的浙江丘陵山地茶树生态气候优势层域初探[2]等对影响茶叶的气候生态条件作了较为详细的分析；金志凤等借助地形数据，应用GIS技术研究了基于GIS的浙江省茶树栽培气候区划[3]，陈守智等对云南省杨梅生态区划的研究等[4]。分辨尺度在100m或1km以上，我们利用1∶10000的数学高程模型，结合近期设置的中尺度气象哨监测数据，内插出更高精度的气候生态要素空间模型，采用GIS技术对仙居茶树适宜栽培区进行气候生态精细区划[5]，为茶树的合理栽培布局提供科学依据。 1研究区概况 仙居县位于浙江省东部，地处括苍山山脉中段北麓，介于北纬28°28′～28°59′和东经120°17′～120°55′之间。全县土地总面积2000.30km2。地势从外向内倾斜，略向东倾。临近东海，其气候属于典型的亚热带气候，温暖湿润，四季分明，年平均气温l7.2℃。来自太平洋的季风带来丰沛的雨水，平均年降水量达1443.8mm。仙居既具有典型的内陆性山区气候特征又受海洋性气候影响，复杂多样的气候生态条件，为茶树生长提供优质的条件。 仙居靠近东海，有丰富的水分条件，生长季3～9月份月雨量都在100mm以上；又是一个“八山一水一分田”的山区县，山上云雾缭绕、散射光多，适宜生产优质茶叶；夏季的高温伏旱，很多年份7、8月雨量在50mm以下，平原地区空气干燥，对茶叶的品质又造成严重影响；海拔1000m以上的高山地区，年极端最低气温可达-l4℃以下，对茶树的生存有着致命的影响[1,2,4]。 2资料的收集与评价单元 2.1资料的收集 根据选定的评价因子对数据源的要求，收集的基础资料主要有1∶10000仙居县2004年乡镇行政区划图、数字高程模型(DEM)；1∶50000数字化土壤图以及中尺度气象哨的降水、湿度和气温等要素，海拔高度、坡度图用GIS工具从DEM中提取[6]。 2.2评价单元的确定 区划中的评价单元是气候生态区划最基本的单元，它直接关系到区划成果的精细程度和区划工作量的大小。据文献介绍，选择合适的评价单元，既要最大限度地保证同一评价单元内各区划因子基本属性的一致性，又要避免区划单元选取过细造成的数据运算量过大[7]，所以此次分析采用20m×20m的栅格大小。 3评价因子的选择与区划 3.1评价因子的选取和分级量化 确定气候资源评价因子，选取评价指标，是气候资源评价的核心。气候资源评价因子，是指影响茶叶生长发育的一系列气候因素。从气候生态条件能否满足生育要求的角度来看，这些评价因子亦称为限制因子[8]。 目前世界上各茶区大于10℃的年活动积温，少的在3000℃左右，多的地区在7000℃以上。在降水量保证时，茶树生长期内的活动积温越多，产量越高。从茶树开始生长到第一次采摘，活动积温约为600℃左右，大于10℃有效积温：头茶为150℃，二茶为210℃，三茶为240℃，所以积温的多少关系着茶叶产量的高低的经济效益的大小。 茶树在生长期内每月需要有100mm的雨量，如果连续几个月在50mm以下，茶叶生产就要遭受严重损失。最适于茶树栽培的土壤湿度是土壤最大持水量的60%。空气相对湿度在73%～85%时对提高茶叶产量和品质均有利。本地生长季各月的平均雨量都在100mm以上，生存条件不存在问题，而湿度大小则是茶叶优质的主要限制条件之一。 茶树是一种喜光耐荫的作物：单株茶苗光补偿点为0.03卡/厘米分，光饱和点0.4～0.5卡/厘米分，成年树为0.7卡/厘米分。世界上不少茶园夏季晴天午后光照超过1.2卡/厘米分，有遮荫的必要。 分析我国主要高山名茶产地的生态环境表明：茶园大多位于山地的半山腰，高于地面（相对高度）在200～500m，高山顶主峰高度在1000～2000m，坡度平缓，有的在避风的山坞或谷地，周围自然植被保护好。 根据选择评价因子的基本原则和仙居茶叶生产的实际情况，采用特尔斐法，征求茶叶种植栽培方面专家的意见，选取了≥10℃积温、年降水、年散射辐射、4～10月干燥度、7～8月干燥度、4月份升温率等6个评价因子，如表1所示。 各区划因子对茶叶的影响不是孤立存在的，为了便于分析和最后结果的量化表达，将各种区划因子进行量化处理，并给各个等级赋予具体的分值[9]。各等级分值的量化是在查阅资料、依据专家经验和实地调查的基础上进行，如表1所示。运用GIS工具，将评价因子的矢量图转换成栅格图，参照分级表，将各区划单元分等定级后的结果用不同颜色在栅格图中表示出来(如图1所示)。 3.2气候区划指标和空间分析模型的建立 2004年以来，仙居县逐步建立了19个中尺度自动气象站，能够自动记录、发送温度、降水、风、气压等气象数据。根据逐日的气温、降水资料，可以统计出≥10℃积温(℃•日)、降水量、4～10月干燥度、7～8月干燥度[10]及4月份升温率(℃/月)，结合各中尺度自动气象站的经纬度、海拔高度，模拟出各指标的空间分布模型，应用朱寿燕等的山区辐射的微网格插值方法初探[11]提取年散射辐射分布模型。基于经度、纬度和海拔高度栅格图，在ArcMap的空间分析模块中，通过“rastercalculator”命令，生成单个气候区划指标的栅格图，并根据区划指标等级，参照其等级分值，按等级在栅格图中表示出来，即形成各个单因子的气候区划分级图（图1为≥10℃积温分布图，其余图略）。#p#分页标题#e# 3.3生态气候区划结果 由于各个气候区划指标对茶叶种植的影响是相互补充又相互制约的，为了综合考虑多因子的影响，按照各区划指标等级分值与权重乘积后相加，得到综合区划，如图2所示。 4结语与展望 根据茶叶生长的生物学特性，筛选出了茶树栽培的生态气候区划指标，并建立了各区划指标的空间分析模型。应用加权指数求和法，开展了基于GIS技术的浙江仙居茶叶栽培生态气候区划研究。依据综合指数分布规律，将浙江仙居茶叶栽培的生态气候区划划分为最适宜区、适宜区和不适宜区3个等级。最适宜和适宜种植区主要集中在海拔300～800m的东南括苍山区和西南大洋山区，该区温度适宜、热量充足，雨水充沛，茶叶品质好、产量较高；适宜区主要位于海拔300m以下的低丘缓坡，热量充足、湿度偏小，产量高，但优质茶产量小，以及位于海拔800～1000m的高山地区，该地区热量条件较差，产量低，时有冻害发生；海拔1000m以上的高山和山顶，土壤贫瘠、冻害严重，不宜发展。 从20世纪70、80年代开始，就有人从事茶叶栽培区划研究，但他们开展的都是基于气候指标的区划，应用的气候资料也是以点代面，与茶区的实际小气候条件有一定的差距。在本区划中引入了GIS等高新科技和信息技术，采用了间距在10km以内的中尺度气象站资料和半理论半经验的散射辐射资料，使评价单元中的气候生态指标更接近于茶区的生产实际，评价单元的分辨率达20m×20m，极大地提高了区划成果在实际生产应用中实用性。 在利用中尺度气象资料建立空间生态气候模型中，气象资料站点密度还嫌太稀，气温、降水和辐射数据有待实际验证。