基于GIS的大豆種質(zhì)資源空間分布特征分析

何克福

摘 要：本文基于GIS空間分析方法，借助ARCGIS軟件，結(jié)合2004年到2015年全國各省市的平均氣溫數(shù)據(jù)和平均降水量數(shù)據(jù)，通過疊加分析，得到我國大豆種質(zhì)資源的空間分布特征。研究表明：我國大豆種質(zhì)資源分布范圍較廣，基本沿胡煥庸線以東分布，不同氣候環(huán)境條件下，不同的大豆種質(zhì)資源呈現(xiàn)出相對集中分布，不同的大豆種質(zhì)也有重疊的種植區(qū)域，其中南方夏大豆分布最廣，且南方的氣候更適宜種質(zhì)大豆，多種大豆種質(zhì)在南方均有分布。

關(guān)鍵詞：空間分布特征；GIS空間分析；胡煥庸線

1.引言

我國大豆按季節(jié)分類可以分為：春大豆、夏大豆、秋大豆。其中，春大豆一般在春天播種，十月份收獲。夏大豆大多在小麥等冬季作物收獲后再播種，耕種制度為麥豆輪作的一年二熟制或者是兩年三熟制。秋大豆通常是早稻收割后再播種，當(dāng)大豆收獲后再播種冬季作物，形成一年三熟制。

本文利用大豆種質(zhì)資源的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和2004年到2015年3月份到11月份的降水?dāng)?shù)據(jù)以及氣溫數(shù)據(jù)，對全國大豆種質(zhì)資源的空間分布特征進(jìn)行分析，得出全國大豆種質(zhì)資源的空間分布特征。具體思路如下：①將統(tǒng)計(jì)得到的大豆種質(zhì)資源數(shù)據(jù)的坐標(biāo)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，以便在ARCGIS軟件中生成大豆種質(zhì)資源的點(diǎn)狀矢量圖層，便于大豆種質(zhì)資源空間分布特征的分析；②將2004年到2015年全國各省市3月份至11月份的氣溫值數(shù)據(jù)取平均，降水量值數(shù)據(jù)取平均，得到2004年到2015年全國各省市的平均氣溫和平均降水，將其導(dǎo)入1：400萬全國行政區(qū)劃圖的屬性表中，生成相應(yīng)的氣溫與降水分布的面狀圖層，以便與大豆種質(zhì)資源的點(diǎn)狀矢量圖層進(jìn)行疊加分析[2]；③將大豆種質(zhì)資源的點(diǎn)狀矢量圖層與氣溫降水面狀圖層進(jìn)行疊加分析，得出大豆種質(zhì)資源在一定的氣候環(huán)境下的空間分布特征。

2.數(shù)據(jù)獲取與處理

2.1數(shù)據(jù)獲取

本文所使用到的數(shù)據(jù)有統(tǒng)計(jì)得到的23587條大豆種質(zhì)資源數(shù)據(jù)，2004年到2015年全國各省市3月份到11月份的平均氣溫數(shù)據(jù)和平均降水量數(shù)據(jù)。其中大豆種質(zhì)資源數(shù)據(jù)中包括了大豆的各種屬性以及大豆種植地的經(jīng)緯度坐標(biāo)，經(jīng)緯度格式為DDDMM。氣溫數(shù)據(jù)和降水量數(shù)據(jù)從國家氣象局官網(wǎng)上獲取，氣溫數(shù)據(jù)單位為℃，降水量數(shù)據(jù)單位為ml。

2.2數(shù)據(jù)處理

獲取的大豆種質(zhì)資源數(shù)據(jù)有23587條，其中經(jīng)緯度坐標(biāo)格式為DDDMM，前三位或兩位為度，后兩位為分。在Excel表格中將其轉(zhuǎn)換為以度為單位，保留相應(yīng)的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)。將轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ARCGIS軟件中，生成不同種質(zhì)資源大豆的點(diǎn)狀矢量圖層，并用不同的顏色加以區(qū)分不同種質(zhì)的大豆。

將氣溫數(shù)據(jù)和降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，取年平均值，得到2004年到2015年全國各省市3月份至11月份的年平均值。將得到的年平均氣溫值和年平均降水量值通過ARCGIS軟件導(dǎo)入到1：400萬全國行政區(qū)劃圖的屬性表中，再通過ARCGIS軟件生成平均氣溫的面狀圖層和平均降水量的面狀圖層。

3.大豆種質(zhì)資源空間分布特征分析

3.1種植區(qū)域特征分析

研究表明：我國春大豆種植區(qū)域主要分布在東北三省，河北、山西中北部，陜西背部以及西北各省市自治區(qū)，夏大豆主要分布在黃淮平原和長江流域各省，秋大豆主要分布在浙江、江西的中南部、湖北的南部、福建和臺灣的北部種植秋大豆居多。我國大豆生產(chǎn)最集中的地方，首先在東北的松嫩遼平原和三江平原，黃淮海流域的黃淮平原，其次較為集中的產(chǎn)區(qū)是華北的海河平原、黃河中游的晉陜邊界和河套灌區(qū)；在南方則有長江下游的沿江地區(qū)、鄱陽湖平原、浙江平原、湖北江漢平原、四川沿江地區(qū)、閩粵沿海地區(qū)等。

3.2考慮氣候因素的空間分布特征的分析

將大豆種質(zhì)的分布在降水量條件下進(jìn)行分析，全國降水量北方偏少，黃淮河流域和中原一帶相對較多，長江以南降水量則較為豐沛。根據(jù)全國的氣候特點(diǎn)，北方降水較少且集中在4月到8月，黃淮河流域及中原一帶降水主要集中在4月到9月，長江以南則主要集中在3月到10月[3]。結(jié)合大豆生長的特點(diǎn)，不難得出，在北方則主要種植春大豆（北方春大豆，東北春大豆），黃淮河和中原一帶則主要種植春大豆和夏大豆（黃淮春大豆，黃淮夏大豆），長江以南則適合種植春大豆、夏大豆和秋大豆（長江春大豆，南方春大豆，南方夏大豆，南方秋大豆）。

因?yàn)榇蠖故窍矞氐霓r(nóng)作物，要求生長的環(huán)境溫度不能太低。北方溫度普遍較低，因此，北方種植的主要是生長在暖季的春大豆（東北春大豆，北方春大豆）。由于黃淮河流域和中原一帶溫度相對北方高，在黃淮河流域和中原一帶種植春大豆和夏大豆（黃淮春大豆，黃淮夏大豆）。長江以南地區(qū)溫度比較高，有較長的季節(jié)適合大豆的生長。因?yàn)椋L江以南區(qū)域適合種植春大豆、夏大豆和秋大豆（長江春大豆，南方春大豆，南方夏大豆，南方秋大豆）。

4.結(jié)論

我國大豆的種質(zhì)資源空間分布特征明顯，基本沿胡煥庸線以東分布。在氣候因素的影響下，不同大豆種質(zhì)種植區(qū)域分塊明顯。我國大豆種植區(qū)域大致分為三塊：北方則在東北的松嫩遼平原和三江平原地區(qū)；中部地區(qū)則在黃淮河流域的黃淮平原；南方則有長江下游的沿江地區(qū)、鄱陽湖平原、浙江平原、湖北江漢平原、四川沿江地區(qū)、閩粵沿海地區(qū)。北方主要種植春大豆，其中以北方春大豆和東北春大豆為主。黃淮河流域主要種植春大豆和夏大豆，其中以黃淮夏大豆種植為主。長江中下游及以南地區(qū)，由于氣候較為適宜，春大豆、夏大豆和秋大豆都有種植，長江春大豆和南方夏大豆種植區(qū)域較廣，南方夏大豆種植區(qū)域最廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王述民.中國農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用 現(xiàn)狀.中國種業(yè)，2002，（10）；8-11

Wang S M.The protection and utilization of Chinese crop germplasm resources.China Seed Ind，2002，（10）；8-11（in hinese）

[2]陳彥清.曹永生.方 溈.陳麗娜.綜合農(nóng)業(yè)分區(qū)尺度下農(nóng)作物種質(zhì)資源的空間分布特征.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所， 北京 100081

Spatial Distribution Characteristics of National Crop Germplasm Resources Based on Spatial Statistics in Comprehensive Agricultural Regional Scale.Institute of Crop Science， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China

[3]虞海燕.劉樹華.趙娜，等.1951—2009年中國不同區(qū)域氣溫和降水量變化特征[J].氣象與環(huán)境學(xué)報，2011，27（4）：1—11

Yan Haiyan， Liu Shuhua. Zhao Na， and so on.1951 - changes in temperature and precipitation in different regions of China in 2009 [J]. Journal of Meteorology and environment， 2011，27 （4）： 1 - 11