云南省西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性區(qū)劃研究

嚴(yán)直慧 鄭舒天 田葉子 徐澍 李代璽

摘要 使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段（1986—2015年）氣象資料和地理信息數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度、海拔、坡向和坡度等），基于地理信息系統(tǒng)對(duì)西疇縣獼猴桃種植進(jìn)行氣候適宜性區(qū)劃。根據(jù)獼猴桃種植所需的生態(tài)氣候條件，通過(guò)分析年平均氣溫、年日照時(shí)數(shù)、年降水量、≥0? ℃積溫、≥10? ℃積溫等氣候數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際情況，最終選擇年平均氣溫、≥10? ℃積溫、年降水量作為研究區(qū)核桃生長(zhǎng)氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)。運(yùn)用GIS技術(shù)及SPSS數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，將西疇縣分為獼猴桃生長(zhǎng)最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)、不適宜區(qū)，為西疇縣獼猴桃推廣種植提供科學(xué)、合理布局的依據(jù)。

關(guān)鍵詞 獼猴桃;GIS;氣候適宜性;區(qū)劃;云南省西疇縣

中圖分類(lèi)號(hào) S162? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2020）20-0238-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.20.062

Climate Suitability Zoning of Kiwifruit Planting in Xichou County of Yunnan Province

YAN Zhi-hui，ZHENG Shu-tian，TIAN Ye-zi et al （Wenshan Meteorological Bureau of Yunnan Province，Wenshan，Yunnan 663000）

Abstract Using meteorological data and geographic information data （longitude and latitude，altitude，slope direction，slope gradient，etc.） in standard time period （1986-2015） and the climatic suitability zoning of kiwifruit planting in Xichou County was carried out based on geographic information system.According to the ecological conditions required for kiwifruit planting，the annual average temperature，annual sunshine hours，annual precipitation，≥ 0? ℃ accumulated temperature，≥ 10? ℃ accumulated temperature and other climatic data were analyzed.Combined with the actual situation，the annual average temperature，≥ 10 ℃ accumulated temperature and annual water drop were selected as the climatic suitability zoning indication for walnut growth in the study area.Using GIS technology and SPSS data analysis platform，Xichou County was divided into the most suitable area，suitable area，sub suitable area and unsuitable area for kiwifruit growth，so as to provide scientific and reasonable basis for kiwifruit planting in Xichou County.

Key words Kiwifruit;GIS;Climate suitability;Zoning;Xichou County of Yunnan Province

作物的氣候適宜程度，是當(dāng)?shù)貧夂蚺c作物長(zhǎng)期相互作用、適應(yīng)的結(jié)果。許多學(xué)者對(duì)農(nóng)作物的氣象條件、區(qū)域布局和規(guī)劃進(jìn)行了研究 [1-4]。西疇縣地處云貴高原的東南部邊緣，亞熱帶低緯高原山地季風(fēng)氣候區(qū)，立體氣候明顯，年較差小，日較差大;平均氣溫16.1 ℃，平均最高氣溫20.9 ℃，平均最低氣溫12.9 ℃;年平均降水量1 252.5 mm;年平均無(wú)霜期306 d;年平均日照時(shí)數(shù)1 455.5? h;年平均相對(duì)濕度83%。獼猴桃是熱帶、亞熱帶作物，具有喜高溫、需水量大、吸肥多、生長(zhǎng)期長(zhǎng)的特點(diǎn)，整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程需要較高的溫度和充沛的雨量、充足的光照。

西疇縣整體適合獼猴桃種植，但由于受氣候、地形等因素的影響，該縣仍存在一些不合理的獼猴桃種植區(qū)，而獼猴桃種植在文山州屬于新興產(chǎn)業(yè)，目前僅在西疇縣開(kāi)展種植。為此，筆者將對(duì)西疇縣的氣候條件進(jìn)行分析，建立獼猴桃種植適宜性區(qū)劃指標(biāo)體系，在GIS技術(shù) [5]的支持下使用反距離加權(quán)插值、克里格插值等空間化處理各指標(biāo)因子 [6]，通過(guò)重分類(lèi)，將各指標(biāo)因子按權(quán)重疊加得到西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性綜合區(qū)劃 [7]，區(qū)劃結(jié)果可為西疇縣合理規(guī)劃獼猴桃種植布局提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料選取 該研究中使用的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為1∶25萬(wàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，主要包括西疇縣鄉(xiāng)行政邊界、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、居民點(diǎn)、經(jīng)度、緯度、海拔等。氣象資料來(lái)自云南省氣象局1986—2015年125個(gè)地面氣象站點(diǎn)逐日地面觀測(cè)資料，包括平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、降水量、最高氣溫、最低氣溫、極端最低氣溫、積溫、≥15 ℃積溫、≥10 ℃積溫、≥0 ℃積溫、≥15 ℃日數(shù)、≥10 ℃日數(shù)、≥0 ℃日數(shù)等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料包括西疇縣獼猴桃近幾年種植面積、鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植比例、產(chǎn)量及品質(zhì)狀況。

1.2 技術(shù)方法

1.2.1 技術(shù)路線。利用研究區(qū)域獲取相應(yīng)的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和氣候數(shù)據(jù)，根據(jù)區(qū)劃指標(biāo)制作區(qū)劃因子格點(diǎn)數(shù)據(jù)集，選擇合適的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃方法開(kāi)展精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃 [8-9]，結(jié)合區(qū)劃指標(biāo)要素值得出不同種植適宜區(qū)的分布，進(jìn)行區(qū)劃結(jié)果檢驗(yàn)，最后進(jìn)行分區(qū)和評(píng)述 [10-11]，具體如圖1所示。

1.2.2 關(guān)鍵技術(shù)方法。

1.2.2.1 確定區(qū)劃因子和指標(biāo)。

通過(guò)分析作物基本生長(zhǎng)發(fā)育的氣候條件以及影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的氣候影響因子 [12-13]，如生長(zhǎng)期、休眠期及關(guān)鍵期的積溫、平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、氣溫日較差等氣候因子和干旱、霜凍害、寒害、連陰雨等災(zāi)害因子，以及對(duì)作物種植有影響的地形和土地利用類(lèi)型等其他輔助因子。確定參與農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的區(qū)劃因子，以及一定保證率下的作物區(qū)劃指標(biāo)體系。保證率的確定需考慮農(nóng)作物是多年生還是一年生，多年生的果樹(shù)等作物保證率要高些。

1.2.2.2 基于GIS技術(shù)的西疇高分辨氣候要素空間分布精細(xì)化模擬。為了分析農(nóng)業(yè)氣候條件對(duì)西疇縣獼猴桃種植的影響，使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段（1986—2015年）氣象資料以及地理信息數(shù)據(jù)，按照氣候?qū)W基本原理規(guī)則，使用氣候資料以及相應(yīng)生態(tài)背景和地形數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，計(jì)算不同氣候要素，進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣候資源空間分布推算;利用高質(zhì)量的函數(shù)統(tǒng)計(jì)模型空間插值方法，使用軟件ArcGIS將氣候要素空間插值，綜合考慮相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，建立空間柵格數(shù)據(jù)集。再利用高分辨率的氣候要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行種植適宜性指標(biāo)空間推算，并對(duì)區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行精細(xì)化分類(lèi)。

1.2.2.3 農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃數(shù)學(xué)方法。

針對(duì)區(qū)劃對(duì)象、區(qū)劃因子和區(qū)劃指標(biāo)的特點(diǎn)，可以從專(zhuān)家打分法、權(quán)重法、模糊綜合評(píng)判法、聚類(lèi)分析法和決策樹(shù)法等方法中選擇區(qū)劃方法，開(kāi)展精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃。數(shù)學(xué)方法在農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃中應(yīng)用，具有考慮農(nóng)業(yè)氣候因子多、理論上比較完善、統(tǒng)計(jì)客觀和定量、通過(guò)計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)算等優(yōu)點(diǎn)。該研究使用的是專(zhuān)家打分法和權(quán)重法。

1.2.2.4 專(zhuān)題農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃圖制作方法。

專(zhuān)題圖是指與某一主題相關(guān)的地圖，其制圖過(guò)程實(shí)質(zhì)上是對(duì)空間位置數(shù)據(jù)（底圖要素）和屬性數(shù)據(jù)（專(zhuān)題要素）進(jìn)行處理的過(guò)程 [14-15]?；贏rcGIS的專(zhuān)題圖制作是將各種專(zhuān)題數(shù)據(jù)圖形化，在地圖上直觀、快捷和方便地顯示出來(lái)。主要分為以下幾個(gè)步驟：第一，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和整理，主要包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（明確專(zhuān)題圖制作所需資料，包括所有數(shù)據(jù)、專(zhuān)題要素和底圖）、底圖數(shù)據(jù)整理（各種所需底圖收集及紙質(zhì)地圖數(shù)字化）和專(zhuān)題數(shù)據(jù)整理（對(duì)所需處理的數(shù)據(jù)預(yù)先進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果導(dǎo)入以備使用）;第二，圖層添加與編輯，包括劃分圖層、添加圖層和編輯圖層等;第三，制作模板，為了最大限度提高專(zhuān)題圖制圖輸出效率，并且在制作輸出中按照具體土建要求套疊相應(yīng)制圖模板完成專(zhuān)題圖制圖輸出的需要，對(duì)不同地圖制作了相應(yīng)模板，包括圖件輪廓、文本樣式、比例尺、自定義圖例和其他圖形要素等;第四，圖件整飾，按照區(qū)劃專(zhuān)題圖的要求為滿足顯示內(nèi)容類(lèi)別、特征、主次關(guān)系、地理分布和相互關(guān)系等，進(jìn)行地圖色彩、樣式、大小等各要素的整飾;第五，保存出圖，上述制作完成后，保存成工程文件并按照所需格式輸出圖件。

2 結(jié)果與分析

2.1 獼猴桃種植影響因子分析

2.1.1 獼猴桃種植氣候條件。

2.1.1.1? 溫度。溫度是限制獼猴桃種植和生長(zhǎng)發(fā)育的主要因素，每個(gè)物種都有適宜的溫度范圍，超過(guò)這個(gè)范圍則生長(zhǎng)不良或不能生存。獼猴桃種植大多數(shù)要求溫暖濕潤(rùn)的氣候，即亞熱帶或溫帶濕潤(rùn)半濕潤(rùn)氣候，主要分布在18°～34°N的廣大地區(qū)，年平均氣溫在11.3～16.9 ℃，極端最高氣溫 42.6 ℃，極端最低氣溫約在-20.3 ℃，≥10 ℃有效積溫為 4 500～5 200 ℃·d，無(wú)霜期160～270 d。

獼猴桃種群間對(duì)溫度的要求也不一致，如西疇縣所選品種中華獼猴桃在年平均溫度4～20 ℃生長(zhǎng)發(fā)育良好，而美味獼猴桃在13～18 ℃分布 最廣。

2.1.1.2 水分。獼猴桃一生需水量很大，莖的含水量多，幼嫩莖梢含水量最多，一般達(dá)85%～92%，而到成熟期莖含水70%左右，干物質(zhì)含量約30%。獼猴桃吸收水分的規(guī)律：幼苗期到分蘗期吸水占全生育期的15%～20%;伸長(zhǎng)期植株生長(zhǎng)快，需水量最大，占全年生育期需水的55%～60%;轉(zhuǎn)入到成熟期，占全生育期需水的20%～25%。

2.1.1.3 光照。獼猴桃是喜光作物，光飽和點(diǎn)高，光補(bǔ)償點(diǎn)低。所以生產(chǎn)要盡量選擇光照強(qiáng)、無(wú)遮蔽的地塊。

2.1.2 西疇獼猴桃種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)。獼猴桃是熱帶、亞熱帶作物，具有喜高溫、需水量大、吸肥多、生長(zhǎng)期長(zhǎng)的特點(diǎn)，整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程需要較高的溫度和充沛的雨量、充足的光照。一般要求年平均氣溫17 ℃以上，全年≥10 ℃活動(dòng)積溫大于5 300 ℃·d，年日照時(shí)數(shù)1 100 h以上，年降雨量800 mm以上。

根據(jù)獼猴桃對(duì)生態(tài)氣候條件的要求，借鑒文獻(xiàn)[16-17]中對(duì)農(nóng)作物適宜性區(qū)劃指標(biāo)的研究，并結(jié)合西疇縣氣候特點(diǎn)及獼猴桃栽培的實(shí)際情況，選擇年平均氣溫、年≥10 ℃積溫和年降水量3個(gè)影響獼猴桃生產(chǎn)的主要?dú)夂蛞蜃?，作為西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)，并按最適宜、適宜、次適宜、不適宜進(jìn)行分級(jí)。評(píng)價(jià)規(guī)則：3個(gè)指標(biāo)綜合考慮，次適宜、適宜、最適宜3個(gè)等級(jí)逐級(jí)包含。3個(gè)指標(biāo)均達(dá)到最適宜條件才能評(píng)為最適宜區(qū);3個(gè)指標(biāo)中有達(dá)到適宜也有達(dá)到最適宜，評(píng)價(jià)為適宜區(qū);3個(gè)指標(biāo)中有達(dá)到次適宜也有達(dá)到適宜或最適宜，評(píng)價(jià)為次適宜區(qū);其他為不適宜區(qū)（即滿足不適宜條件之一者）。西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)及分級(jí)見(jiàn)表1。

2.2 西疇縣獼猴桃種植各指標(biāo)因子適宜性區(qū)劃

依據(jù)表1的區(qū)劃指標(biāo)體系，基于空間柵格化的3個(gè)影響因子，用ArcGIS中反距離加權(quán)法等插值方法將氣象要素進(jìn)行空間插值，然后利用ArcGIS軟件 [15]進(jìn)行空間展示，得到各指標(biāo)因子適宜性區(qū)劃（圖2）。按照評(píng)價(jià)指標(biāo)體系區(qū)劃為最適宜、適宜、次適宜和不適宜4個(gè)區(qū)。

2.3 西疇縣獼猴桃種植綜合氣候適宜性區(qū)劃 根據(jù)獼猴桃種植適宜性區(qū)劃指標(biāo)，并使用權(quán)重法，充分考慮氣候條件、地形因素及土地利用類(lèi)型等多項(xiàng)因子，可將西疇縣獼猴桃種植區(qū)域劃分為最適宜、適宜、次適宜區(qū)和不適宜區(qū)4個(gè)區(qū)域 （圖3）。

依據(jù)圖3，可以分析得出西疇縣氣候適宜性區(qū)劃分布情況：最適宜區(qū)分布最少，在西疇縣蓮花塘鄉(xiāng)北部、新馬街鄉(xiāng)東部及雞街鄉(xiāng)西部有少部分分布，法斗鄉(xiāng)、蚌谷鄉(xiāng)和西灑鎮(zhèn)有零星分布;適宜區(qū)分布較廣，主要分布在西灑鎮(zhèn)、蚌谷鄉(xiāng)、法斗鄉(xiāng)、興街鎮(zhèn)南部和新馬街鄉(xiāng)東部等地區(qū);次適宜區(qū)分布面積較小，主要分布在中西部和北部東部地區(qū)，雞街鄉(xiāng)、蓮花塘鄉(xiāng)、董馬鄉(xiāng)等零星分布;不適宜區(qū)主要分布在西疇縣的北部、東南部和西南部地區(qū)，雞街鄉(xiāng)、興街鎮(zhèn)、柏林鄉(xiāng)均有大面積分布，董馬鄉(xiāng)、新馬街鄉(xiāng)、蓮花塘鄉(xiāng)亦有大面積分布。

3 結(jié)論

該研究通過(guò)分析西疇縣獼猴桃種植整體氣候特征、基本生長(zhǎng)發(fā)育、成長(zhǎng)關(guān)鍵期氣候條件和影響作物產(chǎn)量、品質(zhì)的氣候影響因子，確定獼猴桃農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的因子和指標(biāo)，結(jié)合指標(biāo)得出年平均氣溫、年≥10? ℃積溫和年降水量適宜性及種植綜合適宜性分布情況，利用GIS技術(shù)詳細(xì)編制西疇縣獼猴桃種植精細(xì)化綜合區(qū)劃圖，以便在該縣有限的耕地面積上

合理規(guī)避獼猴桃種植風(fēng)險(xiǎn)，最大程度提高氣候資源利用率，以提高獼猴桃種植的產(chǎn)量和質(zhì)量，創(chuàng)建西疇優(yōu)質(zhì)品牌，為獼

猴桃的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件，并對(duì)云南省西疇縣“三農(nóng)”氣象服務(wù)專(zhuān)項(xiàng)的推進(jìn)實(shí)施、氣象為農(nóng)深層服務(wù)起到了建設(shè)性和指導(dǎo)性作用。

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