玉溪市柑橘種植氣候適宜性分析

王寶 盧玉娥

摘要 ? ?利用1987—2017年玉溪市氣象觀測資料和柑橘生長物侯期及相應溫度指標，結(jié)合數(shù)字高程模型（DEM），采用GIS技術及精細化小網(wǎng)格氣候資源分析方法，對玉溪市柑橘種植區(qū)進行氣候適宜性分析。按照分析結(jié)果，將玉溪柑橘種植區(qū)劃分為適宜、次適宜和不適宜氣候區(qū)，并制作了細網(wǎng)格區(qū)劃專題圖，有利于柑橘本地化產(chǎn)業(yè)種植，為玉溪柑橘種植區(qū)的合理布局和發(fā)展規(guī)劃提供參考。

關鍵詞 ? ?柑橘;氣候適宜性;區(qū)劃;農(nóng)業(yè)氣象;云南玉溪

中圖分類號 ? ?S666.2 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）21-0080-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?Based on meteorological observation data and citrus growth phenological period and corresponding temperature indices in Yuxi City from 1987 to 2017，combined with digital elevation model（DEM），the climatic suitability of citrus growing areas in Yuxi City was analyzed by using GIS technology and refined micro-grid climate resource analysis method. According to the analysis results，citrus planting area was divided into suitable，sub-optimal and unsuitable climate areas in Yuxi，and a fine-grid zoning thematic map was made，which was conducive to the local citrus industry planting and provided a reference for the rational layout and development planning of Yuxi citrus planting area.

Key words ? ?citrus;climate suitability;zoning;agrometeorology;Yuxi Yunnan

玉溪地處云南省中部，總面積1.5萬km2。區(qū)內(nèi)氣候條件復雜，具有季風氣候、立體氣候、低緯氣候三大特點。特殊的氣候條件下生產(chǎn)的柑橘產(chǎn)量高、品質(zhì)好。據(jù)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計，截至2018年，全市柑橘栽培面積達1.954萬hm2，柑橘產(chǎn)業(yè)已成為促進農(nóng)民增收、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和新農(nóng)村建設的重要產(chǎn)業(yè)。

許多學者進行了柑橘種植農(nóng)業(yè)氣象方面的分析研究工作。謝遠玉等[1]提出，當日平均氣溫≤30 ℃時，柑橘果實增長量與氣溫成顯著的正相關。倪 ?超等[2]研究了氣候因子對柑橘生產(chǎn)的影響。劉平生[3]分析了低溫、陰雨、寡照對柑橘花期幼果期的危害。葉美德等[4]建立了柑橘產(chǎn)量氣候異常減產(chǎn)模式。隨著GIS等技術的發(fā)展，很多地方都積極對當?shù)亟?jīng)濟作物的種植進行區(qū)劃和分析研究[5-10]。莊立偉等[11]開發(fā)了基于WEBGIS的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃應用系統(tǒng)。王連喜等[12]研究了農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃方法，使精細化地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作中得到了廣泛應用;前期對玉溪柑橘生長期溫度指標及低溫災害監(jiān)測進行研究發(fā)現(xiàn)[13-14]，溫度是影響柑橘生長最主要的氣象因子，決定柑橘的生存與分布，影響果實的產(chǎn)量和品質(zhì)。本文結(jié)合氣象觀測資料，利用柑橘生長物候期及相應溫度指標，對柑橘種植區(qū)進行氣候適宜性分析區(qū)劃，以期為玉溪市柑橘種植區(qū)的合理布局和發(fā)展提供參考。

1 ? ?研究資料與方法

1.1 ? ?研究資料

研究資料為玉溪市1987—2017年9個國家站觀測數(shù)據(jù)（日平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度）、玉溪市2000—2017年所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道73個區(qū)域站觀測數(shù)據(jù)（日平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度）、1987—2017玉溪柑橘研究所年柑橘發(fā)育期資料、地理空間數(shù)據(jù)云提供的30 m分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)（DEM）等。研究區(qū)站點分布情況見圖1。

1.2 ? ?研究方法

1.2.1 ? ?柑橘發(fā)育期溫度指標的計算。以前的研究中，用田間觀測的柑橘發(fā)育期計算平均發(fā)育期，并用柑橘主要種植區(qū)的實際生產(chǎn)狀況對平均發(fā)育期進行訂正;用柑橘單產(chǎn)資料和同期氣象觀測資料計算柑橘氣象產(chǎn)量;根據(jù)氣象產(chǎn)量所確定的氣候年景，分析豐年、平年、歉年景中柑橘的每一個發(fā)育期間的日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度，以豐年溫度確定柑橘生長期的最適溫度上、下限，以平年溫度確定柑橘生長期適宜上、下限，而以歉年確定受害溫度與死亡溫度，得出柑橘越冬期（11月1日）、萌芽期（1月21日）、開花期（2月20日）、生理落果期（3月15日）、果實膨大期（4月21日）的受害溫度分別為-2.0、0、1.0、5.0、9.0 ℃，死亡溫度分別為-7.0、-3.0、-3.0、1.0、2.0 ℃，生長上限溫度分別為20.0、19.0、20.0、25.0、27.0 ℃，生長下限溫度分別為6.0、6.0、8.0、12.0、18.0 ℃，最適溫度分別為12.0、13.0、18.0、20.0、22.0 ℃。此次研究直接應用以前的計算結(jié)果[13-14]。

1.2.2 ? ?柑橘氣候適宜性區(qū)劃指標分析。研究發(fā)現(xiàn)，溫度決定柑橘的生存與分布，是影響柑橘生長的最主要氣象因子。而柑橘發(fā)育期中萌芽期和開花期是決定柑橘產(chǎn)量和質(zhì)量的2個重要階段，本文以萌芽期和開花期為例進行氣候適宜性區(qū)劃指標的制訂，并以此進行區(qū)劃分析。在柑橘發(fā)育期溫度指標的基礎上，根據(jù)生產(chǎn)實際，將柑橘種植區(qū)劃分為適宜、次適宜和不適宜氣候區(qū)，具體指標如表1所示。

1.2.3 ? ?高分辨率氣候要素空間分布模擬。為了獲取氣象觀測站點區(qū)域外的氣象數(shù)據(jù)，通?；谝延袣庀笳军c數(shù)據(jù)結(jié)合統(tǒng)計學方法與地理信息系統(tǒng)進行估算，即氣象要素數(shù)據(jù)空間插值。常用的空間插值方法[15]有反距離加權(quán)插值、克里格插值、樣條函數(shù)插值、多項式插值、梯度距離反比插值和趨勢面插值等。各種空間插值方法應用在不同的研究領域，并各自有不同的優(yōu)缺點。

趨勢面分析方法能夠?qū)夂蛞氐目臻g分布與區(qū)域地形關聯(lián)起來，較多元回歸分析方法，擬合精度更高，分區(qū)建模引起的各個區(qū)域交界處農(nóng)業(yè)氣候資源要素值銜接不好、等值線不連續(xù)的問題得以避免。趨勢面分析方法是在小網(wǎng)格推算的基礎上，對各農(nóng)業(yè)氣候要素的殘差部分進行空間內(nèi)插，以訂正農(nóng)業(yè)氣候資源小網(wǎng)格柵格數(shù)據(jù)。經(jīng)過小地形訂正后的農(nóng)業(yè)氣候資源柵格數(shù)據(jù)，即農(nóng)業(yè)氣候資源小網(wǎng)格推算模型計算的柵格數(shù)據(jù)與內(nèi)插的殘差柵格數(shù)據(jù)之和。

一般氣候要素的空間分布可表示為

y=y*+yg=f（Q，λ，h）+yg

式中，y*為氣候要素僅受宏觀地理因子（緯度Q、經(jīng)度λ和海拔高度h）影響的結(jié)果，一般可擬合出某個氣候方程y*=（Q，λ，h）;yg為微觀地理因子（包括局地坡地方位、地形形態(tài)、植被、土壤和各種小水體）對要素y影響的訂正值，或簡稱小地形訂正。yg項可視為所擬合的氣候方程的殘差部分，即yg=y-y*。

利用GIS空間分析功能，結(jié)合DEM數(shù)字高程模型，將農(nóng)業(yè)氣候資源小網(wǎng)格推算模型計算的y*柵格數(shù)據(jù)與內(nèi)插得到的殘差yg柵格數(shù)據(jù)疊加，即可得到經(jīng)過小地形訂正后小網(wǎng)格農(nóng)業(yè)氣候資源柵格數(shù)據(jù)。

2 ? ?結(jié)果與分析

按照柑橘生產(chǎn)萌芽期和開花期，分別整理82個氣象觀測站點溫度觀測資料，輸入空間分布模型，最后得到經(jīng)過小地形訂正后的玉溪市小網(wǎng)格溫度柵格數(shù)據(jù);結(jié)合柑橘氣候適宜性區(qū)劃指標對柵格數(shù)據(jù)進行空間分類、疊加計算，得出柑橘種植氣候適宜性區(qū)劃結(jié)果（圖2）。

從區(qū)劃結(jié)果可以看出，玉溪柑橘種植適宜區(qū)主要集中在南盤江流域和紅河流域的華寧、新平、元江三縣的低熱河谷區(qū)。其中以華寧盤溪、華溪，新平漠沙、戛灑、水塘，元江澧江、甘莊一帶為主，分布面積約3萬hm2;次適宜區(qū)位于華寧、新平、元江、易門、峨山5個縣，分布面積約1.2萬hm2;區(qū)劃結(jié)果顯示玉溪大部分區(qū)域為不適宜區(qū)，適宜區(qū)和次適宜區(qū)面積僅占玉溪土地面積的4%左右。

3 ? ?結(jié)論與討論

溫度決定著柑橘的生存與分布，是影響柑橘生長的最主要氣候因子。本文采用溫度為區(qū)劃指標，并結(jié)合地形因子進行空間模擬，劃分了玉溪柑橘適宜、次適宜和不適宜種植區(qū)，結(jié)果表明，區(qū)劃結(jié)果與實際一致。

在氣候要素趨勢面擬合方程的建立方面，應用更多的氣象站點觀測數(shù)據(jù)，使其更符合實際，同時還需引進更合適的小地形訂正模型[13-14]，提高區(qū)劃結(jié)果與實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的吻合程度。

在區(qū)劃指標選取上，只考慮了溫度主要因子，在以后的研究中，將逐步引進降水、日照等更多的氣候要素，建立復合型指標系統(tǒng)，使區(qū)劃結(jié)果更符合實際。

在某些氣候異常年份時，適宜種植區(qū)仍存在低溫凍害、干旱等氣象災害，實際生產(chǎn)中應針對當?shù)貧夂蛱攸c適時采取防護措施。

4 ? ?參考文獻

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