基于SURFER技術的廣西木薯寒凍害空間分布研究

吳炫柯 黃維 姚裕群

關鍵詞：木薯;區(qū)劃;低溫寒凍害;SURFER技術

廣西是中國最大的木薯優(yōu)勢產區(qū)，自從2006年開始，廣西木薯的種植面積保持在24萬hm2以上，鮮薯產量達560萬t，占全國鮮薯產量的60%以上[1-3]，廣西已將木薯列為廣西特色效益農產品加以大力培育發(fā)展。最近這十幾年來，由于全球氣候變暖的加劇，極端天氣頻發(fā)，木薯極端低溫受害概率增加，2008年、2011年、2018年受到強冷空氣影響，氣溫持續(xù)偏低，廣西的木薯種植區(qū)均受到凍害侵襲，影響了木薯產量和淀粉含量，也造成第二年木薯種嚴重不足，給廣西木薯產業(yè)帶來重創(chuàng)。其中2008年受到低溫冰凍天氣影響，廣西木薯受災面積達16.5萬hm2，受凍而壞死莖稈達15萬t，約90%的木薯種莖都不能用于木薯種植生產，造成約4億元的損失，寒凍害嚴重威脅廣西木薯產業(yè)[4]。為了減輕寒凍害對廣西木薯生產的影響，通過分析廣西各縣寒凍害發(fā)生的頻率，合理確定木薯種植區(qū)域，是有效避免和減輕寒凍災害損失的重要前提。前人的研究主要集中在木薯種植氣候條件的區(qū)劃，或者是木薯寒凍害等級劃分指標的研究[5-8]，本研究擬通過分析廣西各市（縣）1961—2016年的寒凍害資料，利用前人研究的木薯寒凍害等級指標（表1），通過SURFER軟件繪圖，獲得廣西木薯低溫凍害輕、中、重、嚴重發(fā)生頻率的等值線空間分布圖，以期為優(yōu)化廣西木薯產業(yè)布局，以及趨利避害提供科學的決策依據。

1 材料與方法

1.1 木薯低溫寒凍害等級指標（表1）

1.2 氣象數據

廣西91個市（縣）國家級氣象站，1961—2016年逐日極端最低溫度的氣象資料。

1.3 數據處理

發(fā)生頻率=出現(xiàn)的年份/（統(tǒng)計年數+1）。根據木薯低溫寒凍害等級指標，分別統(tǒng)計廣西91個市（縣）國家級氣象站1961—2016年木薯輕、中、重、嚴重低溫寒凍害等級發(fā)生的頻率。

1.4 基本數據準備

整理廣西各市（縣）站點資料，包含的各市（縣）氣象站站點位置坐標（經度、緯度）和輕、中、重、嚴重低溫寒凍害發(fā)生的頻率EXCEL格式數據，以及廣西邊界地理信息。

1.5 繪制等值線圖

繪制等值線圖時，根據各離散站點資料，通過插值計算形成網格點資料。利用SURFER軟件中Grid功能，Kriging插值方法完成插值計算過程，繪制等值線圖。

2 結果與分析

從圖1可以看出，廣西木薯低溫寒凍害輕度頻率分布規(guī)律，越北的區(qū)域顏色越深，越往南顏色越淺，為緯度越高出現(xiàn)的頻率越大，緯度越低出現(xiàn)的頻率越小。其中靖西、德保、田林、巴馬、河池、忻城、賓陽、貴港、武宣、平南、容縣一線以北，發(fā)生頻率最高，達0.9以上;龍州、大新、扶綏、上思、南寧、邕寧、博白一線發(fā)生頻率為0.7;最南部的沿海地區(qū)防城、欽州、合浦一線發(fā)生頻率為0.5;東興、防城港、北海發(fā)生的頻率為0.3。

從圖2可以看出，同圖1的規(guī)律一致，越北的區(qū)域顏色越深，越往南顏色越淺，緯度越高出現(xiàn)的頻率越大，緯度越低出現(xiàn)的頻率越小。北部的羅城、融安、永福、金秀、荔浦、陽朔、富川、賀州一線，頻率最高達到0.9;田林、凌云、巴馬、東蘭、河池、宜州、來賓、武宣、平南、藤縣、岑溪一線，發(fā)生的頻率為 0.5，南部沿海地區(qū)，東興、防城、欽州、合浦以及玉林、北流、陸川、都安、馬山局部地區(qū)發(fā)生的頻率也為0。

從圖3可以看出，廣西木薯低溫寒凍害重度頻率分布規(guī)律為，緯度越高出現(xiàn)的頻率越大，緯度越低出現(xiàn)的頻率越小。南丹、環(huán)江、羅城、柳城、鹿寨、金秀、昭平一線，發(fā)生的頻率為0.75;田林、凌云、巴馬、東蘭、河池、宜州、來賓、武宣、藤縣一線，發(fā)生的頻率為0.5;天等、百色、河池、上林、賓陽、貴港、桂平、平南、容縣一線，發(fā)生的頻率為0.25;東興、防城、欽州、合浦以及玉林、北流、博白、陸川、都安、馬山發(fā)生的頻率為0。

從圖4可以看出，廣西木薯低溫寒凍害嚴重度頻率分布規(guī)律為，緯度越高出現(xiàn)的頻率越大，緯度越低出現(xiàn)的頻率越小。廣西北部的凌云、鳳山、天峨、環(huán)江、羅城、融水、沙塘、柳州、鹿寨、金秀、蒙山、平樂一線，發(fā)生的頻率為0.5;更北部的三江、龍勝、興安、灌陽一線，發(fā)生的頻率為0.8;南部的龍州、大新、天等、百色、田東、田陽、平果、河池、忻城、上林、武宣、平南、容縣一線，發(fā)生的頻率為0。

3 討論結論

根據木薯低溫寒凍害頻率分布圖，廣西沒有木

薯低溫寒凍害安全區(qū)域，因此對于預防和防范木薯的低溫寒凍害要重視，溫度條件最好的廣西南部沿海地區(qū)，如防城、欽州、合浦、東興、防城港、北海一帶，發(fā)生輕度低溫寒凍害的頻率為0.3～0.5，平均 2～3 年發(fā)生1次輕度低溫寒凍害。

輕度低溫寒凍害區(qū)：從1961到2016年，只發(fā)生過輕度低溫寒凍害頻率區(qū)域，沒有發(fā)生過中度以上低溫寒凍害區(qū)域，包括南部沿海地區(qū)的東興、防城、欽州、合浦以及玉林、北流、陸川地區(qū)，南寧市的邕寧、都安、馬山，該地區(qū)中度以上低溫寒凍害發(fā)生的頻率也為0。輕度低溫寒凍害區(qū)熱量充足，雨量充沛，日照時間較長，即便是在冬季氣溫依然溫暖，霜凍極端天氣較少，春季溫度高，木薯在這些區(qū)域的生長期較長，能夠獲得木薯的高產和優(yōu)質，是廣西較為理想的木薯種植氣候區(qū)域，收獲后木薯種莖的儲藏條件較好，可采用露天淺埋堆放配合蓋膜的方法貯藏木薯種，不容易受到寒凍害的影響。

中度低溫寒凍害區(qū)：重度低溫寒凍害發(fā)生的頻率小于0.5，田林、凌云、巴馬、東蘭、河池、宜州、來賓、武宣、藤縣一線以南，該區(qū)域發(fā)生嚴重度低溫寒凍害的頻率為0～0.1，發(fā)生頻率較少，適合木薯的生長和發(fā)育。中度低溫寒凍害區(qū)熱量條件較好，滿足木薯生長發(fā)育所需的氣象條件，該區(qū)域的木著產量和品質，稍遜于輕度低溫寒凍害區(qū)，該區(qū)域應選擇耐寒性較好的高產木薯品種，采用地膜覆蓋技術，盡量提早種植，延長木薯生長期，增加木薯的營養(yǎng)生長期，為高產打下良好基礎。

重度低溫寒凍害區(qū)：嚴重度低溫寒凍害發(fā)生頻率為0.5～0.8，包括天等、百色、河池、上林、賓陽、貴港、桂平、平南、容縣一線以北，南丹、環(huán)江、羅城、柳城、鹿寨、金秀、昭平一線以南的地區(qū)，該區(qū)發(fā)生嚴重度低溫寒凍害的頻率為0.2～0.3，大約5年發(fā)生1次。該區(qū)域熱量條件較差，冬季寒凍害較重，且頻率較高，應該選擇耐寒性較強的、早熟品種，采用地膜覆蓋技術，提早種植，提早收獲，盡量在低溫和霜凍來臨之前收獲，保證木薯的產量和品質。

嚴重度低溫寒凍害區(qū)：嚴重度低溫寒凍害發(fā)生頻率為0.8～0.99，包括三江、龍勝、興安、灌陽一線以北的地區(qū)。該區(qū)熱量不足，在木薯生長后期，極易發(fā)生重度低溫寒凍害，造成木薯植株凍死，莖上芽眼壞死，薯塊變黑、腐爛，導致產量和淀粉含量下降，該地區(qū)不適宜種植木薯。

從廣西木薯低溫寒凍害輕、中、重、嚴重頻率分布圖可以看出，廣西木薯低溫寒凍害發(fā)生頻率呈緯向分布規(guī)律，即沿海及桂南地區(qū)無論是輕度、中度、重度低溫霜凍寒害頻率均較低， 越往北低溫霜凍發(fā)生的頻率越來越高，對于中度和重度低溫寒凍害區(qū)，盡量不種晚熟木薯品種，應替換成耐寒性強的品種，比如華南124號、華南5號、南植199號、華南205等[9-10]，在栽培方面，推廣應用防寒抗凍栽培技術，比如對木薯地膜覆蓋、合理密植提高木薯抗寒性。運用合理的在種種莖貯藏方法，在輕度低溫寒凍害區(qū)可采用露天淺埋、蓋膜蓋草堆放的方法貯藏;在中度低溫寒凍害區(qū)，采用塑料大棚存放和露天蓋膜堆放的方法貯藏木薯種莖越冬;在重度低溫寒凍害區(qū)，采用露天蓋蔗葉蓋膜橫放（豎放）、大棚內蓋蔗葉橫放、大棚內地埋豎放的方法貯藏木薯種莖[11-12]，做好木薯種莖的越冬安全貯藏工作，保證來年的木薯種充足和優(yōu)質，有利于木薯產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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