基于GIS的廣安市再生稻種植氣候適宜性區(qū)劃

摘 要 利用廣安市1981-2010年的氣象數(shù)據(jù)資料和1∶5萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，選取對再生稻生長發(fā)育及產(chǎn)量形成影響較大、且分布差異顯著的氣象因子——8月中旬至10月中旬的積溫及日照時(shí)間作為再生稻氣候生態(tài)區(qū)劃指標(biāo)，通過利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)回歸分析和GIS技術(shù)，制作了廣安市再生稻種植氣候適宜性區(qū)劃，將廣安市再生稻栽培區(qū)劃分為適宜種植區(qū)、次適宜種植區(qū)和不適宜種植區(qū)，為合理利用秋季氣候資源和指導(dǎo)秋季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，促進(jìn)廣安再生稻發(fā)展，增加全年糧食產(chǎn)量提供一定的依據(jù)。

關(guān)鍵詞 再生稻；區(qū)劃；GIS；廣安市

中圖分類號：S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.35.052

再生稻是一種利用水稻再生特性，在頭季稻收割后蓄留稻樁上的腋芽萌發(fā)生長成穗結(jié)實(shí)而再收獲的一季水稻，具有生育期短、生產(chǎn)成本低、節(jié)省勞動力、米質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn)。對于廣安許多生產(chǎn)一季稻光熱有余、雙季稻光熱不足的地區(qū)，適當(dāng)發(fā)展再生稻，充分利用秋季有效的氣候資源，是增加糧食產(chǎn)量的有效途徑。

1 廣安地理面貌和氣候特點(diǎn)

1.1 地理面貌

華鎣山脈將廣安市分為兩大地貌單元，華鎣山脈以西為川中丘陵區(qū)，地表起伏不大，溝壑縱橫分割；嘉陵江、渠江曲折回環(huán)，以深切基巖的增幅曲流形式南流入長江。出露地層多由侏羅紀(jì)砂巖、泥巖構(gòu)成，形狀平緩。老沖溝坳谷平坦開敞，分隔成低丘與淺丘，構(gòu)成丘陵地貌中彼此互不相連的壩，土質(zhì)肥沃，稻田成片集中。華鎣山脈以東的鄰水縣，位于川東平行嶺谷區(qū)；華鎣山、銅鑼山、明月山以相隔8～15 km的距離呈北東向平行分布，三山之間為兩個(gè)狹長寬緩的槽谷，大洪河、御臨河由北而南貫穿谷底，經(jīng)重慶市長壽、渝北注入長江。河流兩岸有水平階地分布，稻田成片。

1.2 氣候特點(diǎn)

廣安市地處中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，熱量充足，雨量豐沛，空氣濕度大，日照少，霜期短。年平均氣溫17.2 ℃，最冷月（1月）平均氣溫6.5 ℃，最熱月（7月）平均氣溫27.1 ℃。多年大于或等于10 ℃以上的年積溫5 475.0 ℃，霜日數(shù)6.4 d。氣溫的水平差異小，而垂直差異較大。年平均降水量1 102.3 mm，43%的降水量集中于作物生長旺盛的夏季；多年平均日照時(shí)間為1 141.8 h，盛夏日照最充足，雨熱同季，有利于農(nóng)作物生長。

2 區(qū)劃資料和方法

2.1 資料來源

所用資料為廣安市及周邊地區(qū)氣象觀測站1981-2010年的氣象資料，以及1∶5萬DEM作為區(qū)劃基礎(chǔ)資料。

2.2 方法

2.2.1 區(qū)劃指標(biāo)

再生稻的生育周期較短，但生長期間的光溫水等氣象因素是影響再生稻培植及產(chǎn)量的關(guān)鍵。陽作明[1]等通過田間試驗(yàn)就光溫因子對再生稻產(chǎn)量影響進(jìn)行分析，得出光溫因子與再生稻產(chǎn)量有密切關(guān)系，改善光溫條件是提高再生稻產(chǎn)量的有效途徑之一；任天舉[2]等分析年際間氣候差異發(fā)現(xiàn)光、溫對再生稻產(chǎn)量和生育進(jìn)程有決定性作用；高陽華[3]等也選取對再生稻生長發(fā)育及產(chǎn)量形成影響較大、且分布差異顯著的氣象因子：生育期間的積溫和日照時(shí)間作為再生稻氣候生態(tài)區(qū)劃指標(biāo)。參考前述專家、學(xué)者的研究成果，結(jié)合廣安地區(qū)種植再生稻的實(shí)際生產(chǎn)情況，本文選取再生稻生育期內(nèi)8月中旬至10月中旬的積溫及日照時(shí)數(shù)為影響再生稻種植布局的氣候區(qū)劃指標(biāo)，見表1。

表1 廣安市再生稻種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)

類型8月中旬-10月

中旬積溫/℃8月中旬-10月中旬

日照時(shí)間/h

適宜種植區(qū)≥1640≥250

次適宜種植區(qū)1620～1640≥250

不適宜種植區(qū)<1620<250

2.2.2 區(qū)劃指標(biāo)因子的地理模型

本文采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)回歸分析建立基于地理信息的氣候區(qū)劃指標(biāo)因子的空間推算模型：

Y=f（λ、φ、h）+ε

其中Y為區(qū)劃指標(biāo)；λ、φ、h分別表示地理經(jīng)度、緯度、海拔高度，函數(shù)f（λ、φ、h）為區(qū)劃指標(biāo)的氣候?qū)W方程，ε為殘差項(xiàng)，為λ、φ、h所擬合的氣候?qū)W方程殘差部分，即：

ε=Y-f（λ、φ、h）

根據(jù)建立的區(qū)劃指標(biāo)空間推算模型，見表2，將從基礎(chǔ)地理信息中提取的λ、φ、h等代入模型推算出在500 m×500 m網(wǎng)格上的區(qū)劃指標(biāo)柵格分布圖；再利用GIS中反距離權(quán)重插值法（IDW）對氣象觀測站的殘差值進(jìn)行插值，生成殘差柵格圖；最后將殘差柵格圖與區(qū)劃指標(biāo)柵格分布進(jìn)行迭加，得到廣安再生稻氣候區(qū)劃指標(biāo)分布圖。

2.2.3 區(qū)劃結(jié)果

上述各個(gè)氣候區(qū)劃指標(biāo)分布圖，需要利用GIS對它們疊加處理，才能得到廣安再生稻種植氣候適宜性分布圖。本文采用集優(yōu)法進(jìn)行分區(qū)，保證在適宜區(qū)中，所有的區(qū)劃指標(biāo)都是適宜的；在不適宜區(qū)中，所有區(qū)劃指標(biāo)都不適合；在次適宜區(qū)中，部分區(qū)劃指標(biāo)是適宜的。

按照廣安再生稻氣候區(qū)劃指標(biāo)，對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行重新分級、賦值，最后進(jìn)行疊加，得到廣安市再生稻氣候區(qū)劃圖，將廣安市再生稻分為適宜種植區(qū)、次適宜種植區(qū)和不適宜種植區(qū)，結(jié)果如圖1所示。

3 區(qū)劃結(jié)果評述

3.1 適宜種植區(qū)

以嘉陵江、渠江和鄰水東槽大洪河河流兩岸的平壩河谷地區(qū)為主要代表，包括武勝縣的清平鎮(zhèn)、中心鎮(zhèn)、真靜鄉(xiāng)、街子鎮(zhèn)，岳池縣的齊福鄉(xiāng)、羅渡鎮(zhèn)、中和鎮(zhèn)、臨溪鎮(zhèn)、賽龍鎮(zhèn)、大佛鄉(xiāng)和裕民鎮(zhèn)，廣安區(qū)與前鋒區(qū)、華鎣市跨江接壤鄉(xiāng)鎮(zhèn)，鄰水縣九龍鎮(zhèn)、黎家鄉(xiāng)、長灘鄉(xiāng)、豐禾鎮(zhèn)、復(fù)盛鄉(xiāng)、柳塘鄉(xiāng)和興仁鎮(zhèn)等。

3.2 次適宜種植區(qū)

包括嘉陵江、渠江河谷平壩之外的淺丘地帶，鄰水東西兩槽的淺丘地區(qū)。

3.3 不適宜種植區(qū)

包括以岳池北部金城山為中心呈扇形擴(kuò)展的深丘、中丘區(qū)域，及川東平行嶺谷區(qū)中華鎣山、銅鑼山、明月山三條山脈及兩側(cè)山地所構(gòu)成的帶狀區(qū)域。

參考文獻(xiàn)

[1]陽作明，劉海隆，王玲.光溫變化對再生稻產(chǎn)量的影響研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，15（1）：87-90.

[2]任天舉，李經(jīng)勇，王培華，等.年際間氣候差異對雜交中稻、再生稻的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2001，22（4）：1-5.

[3]高陽華，陳志軍，楊世琦，等.基于GIS的重慶市再生稻光熱資源適宜性區(qū)劃[J].長江流域資源與環(huán)境，2011，20（6）：672-676.

（責(zé)任編輯：劉昀）