基于GIS的遼寧省軟棗獼猴桃氣候區(qū)劃分析

單璐璐 范佳文 湯策軼

摘要 以遼寧省57個氣象觀測站1991—2020年的氣候資料為依據(jù)，結(jié)合軟棗獼猴桃的實地觀測資料，利用氣溫、降水、日照、相對濕度等指標(biāo)確定遼寧省軟棗獼猴桃氣候適宜性的分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。充分利用GIS技術(shù)空間分析功能，進(jìn)行精細(xì)化氣候區(qū)劃，將軟棗獼猴桃種植區(qū)劃分為最適宜、適宜、較適宜、不適宜4個氣候區(qū)。結(jié)果表明，軟棗獼猴桃最適宜種植區(qū)主要分布在遼寧南部地區(qū)，適宜種植區(qū)在遼寧省中部地區(qū)，較適宜種植區(qū)在遼寧省中東部地區(qū)，不適宜種植區(qū)在遼寧省北部和東部地區(qū)。

關(guān)鍵詞 軟棗獼猴桃；氣候適宜區(qū)；區(qū)劃指標(biāo)；GIS

中圖分類號 S162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2023）09-0207-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.049

Abstract Based on the climatic data of 57 meteorological observation stations in Liaoning Province from 1991 to 2020， combined with the field observation data of Actinidia arguta， the zoning criteria for the climatic suitability of Actinidia arguta in Liaoning Province were determined using indicators such as temperature， precipitation， sunlight， and relative humidity.Making full use of the spatial analysis function of GIS technology， the refined climate zoning was carried out， and the planting area of Actinidia arguta was divided into four climate zones： the most suitable， suitable， more suitable and unsuitable.The results showed that the most suitable planting areas of Actinidia arguta were mainly located in the southern region of Liaoning Province， the suitable planting areas were in the central region of Liaoning Province， the more suitable planting areas were in the central and eastern regions of Liaoning Province， and the unsuitable planting areas were in the northern and eastern regions of Liaoning Province.

Key words Actinidia arguta;Climate suitable areas;Zoning indicators;GIS

基金項目 遼寧省氣象局科學(xué)技術(shù)研究項目（ZD202223）。

作者簡介 單璐璐（1990—），女，遼寧丹東人，工程師，從事農(nóng)業(yè)氣象方面研究。

軟棗獼猴桃，又名圓棗子、軟棗子、奇異莓，是獼猴桃科獼猴桃屬多年生木質(zhì)藤本植物，原產(chǎn)于我國東北山地和丘陵地區(qū)，后被新西蘭、美國、智利等國家引進(jìn)；分布于東北、華北、西北及長江流域，其他國家也有分布，其中，我國東北南部山區(qū)較多見，是珍貴的抗寒果樹資源，是當(dāng)今世界新興小漿果類樹種之一。軟棗獼猴桃果實翠綠無毛，細(xì)嫩多汁，酸甜可口，清香鮮美，營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨特，享有“水果之王，維C之冠”的美譽(yù)，其維生素C含量高達(dá)4.5 mg/g，是蘋果、梨的80～100倍，柑橘的5～10倍。它抗病蟲害，果實無污染、口感好，根、莖、葉、果實均可入藥，果實味甘、性寒，能止瀉、解煩熱、利尿。我國是軟棗獼猴桃的主要原產(chǎn)國，資源豐富，世界各地總計有66個獼猴桃種類，其中就有62個原產(chǎn)地是我國［1-2］。

遼寧省作為軟棗獼猴桃的原產(chǎn)地之一，其獨特的氣候條件和生態(tài)環(huán)境形成了軟棗獼猴桃獨特品質(zhì)和地域性特點。國內(nèi)外關(guān)于獼猴桃的研究較多［1，3-7］，其中在獼猴桃與氣象關(guān)系研究方面，張伯泉等［8］對銅仁市獼猴桃生產(chǎn)農(nóng)業(yè)氣象適用技術(shù)進(jìn)行了研究；彭永宏等［9］對獼猴桃異常落果的原因及防御對策研究；池再香等［10］研究了干旱災(zāi)害對紅心獼猴桃生長發(fā)育的影響；霍治國等［11］進(jìn)行了秦嶺山區(qū)野生獼猴桃資源利用氣候分析；張明等［12］對 2008 年1—2月陜西獼猴桃主產(chǎn)區(qū)氣候特點進(jìn)行分析。當(dāng)前，對軟棗獼猴桃的生產(chǎn)技術(shù)和生長防御對策的研究較多，對其生態(tài)氣候適宜性方面的研究則較少，尤其是遼寧地區(qū)目前鮮見區(qū)劃研究。近年調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分軟棗獼猴桃種植區(qū)域出現(xiàn)了品質(zhì)下降、產(chǎn)量降低甚至絕收的問題，2014—2016年遼寧省受到了嚴(yán)重的晚霜危害，嚴(yán)重影響坐果率，使軟棗獼猴桃產(chǎn)量減少；2017—2018年，受到晝夜溫差較大的影響，俗稱緩陽凍，使很多剛進(jìn)入盛果期的果園損失特別嚴(yán)重，有部分果園4年生樹整株死亡達(dá)50%以上。由此表明，軟棗獼猴桃產(chǎn)業(yè)在選址和種植方式上存在一定的盲目性，欠缺氣候適宜性深入研究的導(dǎo)向和支持。為此筆者分析影響軟棗獼猴桃生長的主要因素和氣候適宜指標(biāo)，利用GIS繪制出遼寧省軟棗獼猴桃氣候區(qū)劃圖，以期為遼寧省軟棗獼猴桃可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)基地選址和生產(chǎn)措施提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料選取

該研究資料選取遼寧省57個氣象觀測站1991—2020年的氣溫、降水和日照資料以及軟棗獼猴桃物候觀測資料，其中，軟棗獼猴桃萌芽期在4月上中旬，展葉期在4月中下旬，現(xiàn)蕾期在5月上旬，開花期—謝花期在5月下旬—6月初，果實成熟期在8月末—10月上旬，落葉期在10月下旬—11月上旬。

1.2 分析方法

選用遼寧省57個臺站30年的5個氣候要素，由于57個氣象觀測站的氣候資料不能滿足軟棗獼猴桃種植的區(qū)劃要求，因此，需要建立氣象因子與地理因子的關(guān)系模型，表達(dá)式［13］如下：

Y=u（X1，X2，X3，X4，X5）+b（1）

式中，Y為所選擇的氣象因子，X1為經(jīng)度（°），X2為緯度（°），X3為海拔（m），X4為坡向（°），X5為坡度（°）；b為常數(shù)。

利用GIS系統(tǒng)，提取遼寧省90 m×90 m網(wǎng)格的緯度、經(jīng)度、海拔、坡度、坡向的網(wǎng)格數(shù)據(jù)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣級范圍行政點等地理信息數(shù)據(jù)，并將每個指標(biāo)在GIS平臺上進(jìn)行矢量疊置，即可得到90 m×90 m網(wǎng)格的遼寧省軟棗獼猴桃種植氣候精細(xì)化區(qū)劃圖。

1.3 氣候區(qū)劃指標(biāo)的確定

區(qū)劃指標(biāo)在參考國內(nèi)有關(guān)研究［14-15］的基礎(chǔ)上，結(jié)合遼寧省的氣候條件特征，將多年平均的平均氣溫、最低氣溫、≥10 ℃積溫、降水量和日照時數(shù)作為劃分遼寧省軟棗獼猴桃栽培氣候區(qū)劃的主要農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)，將遼寧省軟棗獼猴桃種植的氣候適宜性分為4個氣候區(qū)，分別為最適宜區(qū)、適宜區(qū)、較適宜區(qū)、不適宜區(qū)，各氣候區(qū)的區(qū)劃指標(biāo)見表1。

2 結(jié)果與分析

利用公式（1）以及57個氣象觀測站的常年氣候要素及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地理信息，采用多元線性回歸方程，建立基于地理因子和氣候因子的軟棗獼猴桃種植區(qū)劃因子空間分析模型，結(jié)果見表2。

利用GIS系統(tǒng)，提取遼寧省90 m×90 m的細(xì)網(wǎng)格的經(jīng)度、緯度、海拔、坡向、坡度等地理信息，將其帶入表2的各個氣候區(qū)劃因子的模型。通過計算得到各個氣候區(qū)劃因子在90 m×90 m網(wǎng)格上的區(qū)劃指標(biāo)值，再結(jié)合表1，可以得到遼寧省5個不同氣象要素的軟棗獼猴桃氣候適宜精細(xì)化區(qū)劃圖（圖1）和遼寧省軟棗獼猴桃氣候適宜精細(xì)化區(qū)劃圖（圖2）。

2.1 氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)分析

2.1.1 平均氣溫。

從圖1a可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜區(qū)在大連局部地區(qū)，適宜區(qū)在遼西部分，不適宜區(qū)在西豐縣、清原滿族自治縣、新賓滿族自治縣、本溪滿族自治縣、桓仁滿族自治縣的局部地區(qū)。

2.1.2 最低氣溫。

從圖1b可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜區(qū)在遼寧南部和西部的局部地區(qū)，不適宜區(qū)在遼寧的北部地區(qū)。

2.1.3 ≥10 ℃積溫。

從圖1c可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜區(qū)集中在遼西地區(qū)和丹東的部分地區(qū)，適宜區(qū)在遼中地區(qū)，不適宜區(qū)在本溪滿族自治縣、桓仁滿族自治縣、新賓滿族自治區(qū)、清原滿族自治區(qū)、西豐縣的部分地區(qū)。

2.1.4 降水量。

從圖1d可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜區(qū)在丹東市和本溪市的部分地區(qū)，不適宜區(qū)在遼寧東南部地區(qū)、大連市和遼寧東北的部分地區(qū)。

2.1.5 日照時數(shù)。

從圖1e可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜區(qū)集中在遼寧西部地區(qū)，適宜區(qū)在遼寧中部和東部地區(qū)，較適宜區(qū)在新賓滿族自治縣、桓仁滿族自治縣和本溪滿族自治區(qū)的部分地區(qū)。

2.2 種植區(qū)適宜性分析

2.2.1 最適宜種植區(qū)。

從圖2可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省南部地區(qū)，包括丹東市，東港市，鳳城市和寬甸滿族自治縣大部分地區(qū)，鞍山市，瓦房店市、普蘭店、金州區(qū)、旅順口區(qū)和大連市的大部分地區(qū)。此區(qū)域溫、光、水資源豐富，年平均氣溫7.5～11.3 ℃，最低氣溫-34.0～-18.0 ℃，日平均溫度穩(wěn)定通過10 ℃的積溫3 140.2～3 844.7 ℃·d，年降水量561.6～1 077.8 mm，年日照時數(shù)2 322.1～2 671.1 h。

2.2.2 適宜種植區(qū)。

從圖2可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省中部地區(qū)，包括凌海市，盤山縣，北鎮(zhèn)市，盤錦市，臺安縣，沈陽南部地區(qū)，燈塔市，遼陽縣，海城市，營口市，大石橋市，蓋州市、莊河市、岫巖滿族自治縣大部分地區(qū)。此區(qū)域年平均氣溫8.2～10.0 ℃，最低氣溫-35.6～-27.8 ℃，日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的積溫3 317.8～3 815.6 ℃·d，年降水量450.9～801.7 mm，年日照時數(shù)2 210.4～2 729.8 h。

2.2.3 較適宜種植區(qū)。

從圖2可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃較適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省中東部地區(qū)，包括黑山縣，新民市，鐵嶺縣，撫順市，撫順縣，阜新市、義縣和昌圖縣大部分地區(qū)。此區(qū)域年平均氣溫7.0～8.6 ℃，最低氣溫-37.3～-30.0 ℃，日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的積溫3 197.6～3 541.2 ℃·d，年降水量476.6～786.7 mm，年日照時數(shù)2 508.3～2 716.6 h。該種植區(qū)不應(yīng)盲目種植軟棗獼猴桃。

2.2.4 不適宜種植區(qū)。

從圖2可以看出，遼寧省軟棗獼猴桃不適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省北部和東部地區(qū)，包括建平縣，阜新蒙古族自治區(qū)，彰武縣，康平縣，法庫縣，西豐縣，開原市、清原滿族自治縣和新賓滿族自治縣大部分地區(qū)。此區(qū)域年平均氣溫5.4～8.8 ℃，最低氣溫-43.4～-27.9 ℃，日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的積溫2 852.4～3 550.1 ℃·d，年降水量449.6～780.8 mm，年日照時數(shù)2 197.1～2 786.3 h。該種植區(qū)的氣候條件不適宜軟棗獼猴桃生長。

3 結(jié)論與討論

軟棗獼猴桃是遼寧省主要特色農(nóng)產(chǎn)品，該研究選取遼寧省57個氣象觀測站1991—2020年的氣候資料為基礎(chǔ)，結(jié)合軟棗獼猴桃的實地觀測資料和遼寧省的氣候條件特征，將多年平均的平均氣溫、最低氣溫、≥10 ℃積溫、降水量和日照時數(shù)5個氣象要素作為劃分遼寧省軟棗獼猴桃栽培氣候區(qū)劃的主要農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)。采用GIS技術(shù)對軟棗獼猴桃進(jìn)行氣候適宜性劃分，將遼寧省軟棗獼猴桃種植的氣候適宜性分為4個氣候區(qū)，分別為最適宜區(qū)、適宜區(qū)、較適宜區(qū)、不適宜區(qū)。結(jié)果表明，遼寧省軟棗獼猴桃最適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省南部地區(qū)；適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省中部地區(qū)；較適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省中東部地區(qū)；不適宜種植氣候區(qū)主要位于遼寧省北部和東部地區(qū)，此區(qū)不利于軟棗獼猴桃的生長發(fā)育，不提倡在該區(qū)域推廣種植。

該研究區(qū)劃選取的指標(biāo)涵蓋了軟棗獼猴桃整個生育期的水分、熱量、光照等氣候條件，而于成等［16］研究都江堰市海沃特獼猴桃種植的氣候適宜性區(qū)劃時僅選取≥0 ℃積溫和年平均氣溫2個氣象指標(biāo)；曾永美等［17］研究基于GIS的重慶市獼猴桃氣候區(qū)劃分析時僅選取年平均氣溫和年≥10 ℃積溫2個氣象指標(biāo)；賀文麗等［18］基于GIS的關(guān)中獼猴桃氣候生態(tài)適宜性區(qū)劃中在區(qū)劃因子空間模型建立時，主要考慮的地理因子是經(jīng)度、緯度。而該研究區(qū)劃選取平均氣溫、最低氣溫、≥10 ℃積溫、降水量和日照時數(shù)5個氣象要素，地理因子選取經(jīng)度、緯度、海拔、坡向、坡度，各項指標(biāo)更加全面。該研究利用GIS技術(shù)，實現(xiàn)遼寧省軟棗獼猴桃氣候適宜性區(qū)劃，提高了氣候區(qū)劃的準(zhǔn)確度和精度，為遼寧省軟棗獼猴桃種植的選址提供了可靠的氣候依據(jù)，科學(xué)種植，促進(jìn)軟棗獼猴桃高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

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