云南省西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性區劃研究

嚴直慧 鄭舒天 田葉子 徐澍 李代璽

摘要 使用標準時段（1986—2015年）氣象資料和地理信息數據（經緯度、海拔、坡向和坡度等），基于地理信息系統對西疇縣獼猴桃種植進行氣候適宜性區劃。根據獼猴桃種植所需的生態氣候條件，通過分析年平均氣溫、年日照時數、年降水量、≥0? ℃積溫、≥10? ℃積溫等氣候數據，結合實際情況，最終選擇年平均氣溫、≥10? ℃積溫、年降水量作為研究區核桃生長氣候適宜性區劃指標。運用GIS技術及SPSS數據分析平臺，將西疇縣分為獼猴桃生長最適宜區、適宜區、次適宜區、不適宜區，為西疇縣獼猴桃推廣種植提供科學、合理布局的依據。

關鍵詞 獼猴桃;GIS;氣候適宜性;區劃;云南省西疇縣

中圖分類號 S162? 文獻標識碼 A

文章編號 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，是當地氣候與作物長期相互作用、適應的結果。許多學者對農作物的氣象條件、區域布局和規劃進行了研究 [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氣候區，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;年平均無霜期306 d;年平均日照時數1 455.5? h;年平均相對濕度83%。獼猴桃是熱帶、亞熱帶作物，具有喜高溫、需水量大、吸肥多、生長期長的特點，整個生長發育過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，而獼猴桃種植在文山州屬于新興產業，目前僅在西疇縣開展種植。為此，筆者將對西疇縣的氣候條件進行分析，建立獼猴桃種植適宜性區劃指標體系，在GIS技術 [5]的支持下使用反距離加權插值、克里格插值等空間化處理各指標因子 [6]，通過重分類，將各指標因子按權重疊加得到西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性綜合區劃 [7]，區劃結果可為西疇縣合理規劃獼猴桃種植布局提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 資料選取 該研究中使用的基礎地理數據為1∶25萬基礎地理信息數據，主要包括西疇縣鄉行政邊界、鄉鎮、村、居民點、經度、緯度、海拔等。氣象資料來自云南省氣象局1986—2015年125個地面氣象站點逐日地面觀測資料，包括平均氣溫、日照時數、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、≥10 ℃日數、≥0 ℃日數等。農業生產資料包括西疇縣獼猴桃近幾年種植面積、鄉鎮種植比例、產量及品質狀況。

1.2 技術方法

1.2.1 技術路線。利用研究區域獲取相應的基礎地理數據和氣候數據，根據區劃指標制作區劃因子格點數據集，選擇合適的農業氣候區劃方法開展精細化農業氣候區劃 [8-9]，結合區劃指標要素值得出不同種植適宜區的分布，進行區劃結果檢驗，最后進行分區和評述 [10-11]，具體如圖1所示。

1.2.2 關鍵技術方法。

1.2.2.1 確定區劃因子和指標。

通過分析作物基本生長發育的氣候條件以及影響作物產量和品質的氣候影響因子 [12-13]，如生長期、休眠期及關鍵期的積溫、平均氣溫、降水量、日照時數、氣溫日較差等氣候因子和干旱、霜凍害、寒害、連陰雨等災害因子，以及對作物種植有影響的地形和土地利用類型等其他輔助因子。確定參與農業氣候區劃的區劃因子，以及一定保證率下的作物區劃指標體系。保證率的確定需考慮農作物是多年生還是一年生，多年生的果樹等作物保證率要高些。

1.2.2.2 基于GIS技術的西疇高分辨氣候要素空間分布精細化模擬。為了分析農業氣候條件對西疇縣獼猴桃種植的影響，使用標準時段（1986—2015年）氣象資料以及地理信息數據，按照氣候學基本原理規則，使用氣候資料以及相應生態背景和地形數據，應用數理統計分析方法，計算不同氣候要素，進行農業氣候資源空間分布推算;利用高質量的函數統計模型空間插值方法，使用軟件ArcGIS將氣候要素空間插值，綜合考慮相關地理信息數據，建立空間柵格數據集。再利用高分辨率的氣候要素數據進行種植適宜性指標空間推算，并對區劃結果進行精細化分類。

1.2.2.3 農業氣候區劃數學方法。

針對區劃對象、區劃因子和區劃指標的特點，可以從專家打分法、權重法、模糊綜合評判法、聚類分析法和決策樹法等方法中選擇區劃方法，開展精細化農業氣候區劃。數學方法在農業氣候區劃中應用，具有考慮農業氣候因子多、理論上比較完善、統計客觀和定量、通過計算機可以實現快速運算等優點。該研究使用的是專家打分法和權重法。

1.2.2.4 專題農業氣候區劃圖制作方法。

專題圖是指與某一主題相關的地圖，其制圖過程實質上是對空間位置數據（底圖要素）和屬性數據（專題要素）進行處理的過程 [14-15]。基于ArcGIS的專題圖制作是將各種專題數據圖形化，在地圖上直觀、快捷和方便地顯示出來。主要分為以下幾個步驟：第一，數據準備和整理，主要包括數據準備（明確專題圖制作所需資料，包括所有數據、專題要素和底圖）、底圖數據整理（各種所需底圖收集及紙質地圖數字化）和專題數據整理（對所需處理的數據預先進行計算，將結果導入以備使用）;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制圖模板完成專題圖制圖輸出的需要，對不同地圖制作了相應模板，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，按照區劃專題圖的要求為滿足顯示內容類別、特征、主次關系、地理分布和相互關系等，進行地圖色彩、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發育的主要因素，每個物種都有適宜的溫度范圍，超過這個范圍則生長不良或不能生存。獼猴桃種植大多數要求溫暖濕潤的氣候，即亞熱帶或溫帶濕潤半濕潤氣候，主要分布在18°～34°N的廣大地區，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，無霜期160～270 d。

獼猴桃種群間對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 ℃生長發育良好，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85%～92%，而到成熟期莖含水70%左右，干物質含量約30%。獼猴桃吸收水分的規律：幼苗期到分蘗期吸水占全生育期的15%～20%;伸長期植株生長快，需水量最大，占全年生育期需水的55%～60%;轉入到成熟期，占全生育期需水的20%～25%。

2.1.1.3 光照。獼猴桃是喜光作物，光飽和點高，光補償點低。所以生產要盡量選擇光照強、無遮蔽的地塊。

2.1.2 西疇獼猴桃種植氣候適宜性區劃指標。獼猴桃是熱帶、亞熱帶作物，具有喜高溫、需水量大、吸肥多、生長期長的特點，整個生長發育過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 ℃活動積溫大于5 300 ℃·d，年日照時數1 100 h以上，年降雨量800 mm以上。

根據獼猴桃對生態氣候條件的要求，借鑒文獻[16-17]中對農作物適宜性區劃指標的研究，并結合西疇縣氣候特點及獼猴桃栽培的實際情況，選擇年平均氣溫、年≥10 ℃積溫和年降水量3個影響獼猴桃生產的主要氣候因子，作為西疇縣獼猴桃種植氣候適宜性區劃指標，并按最適宜、適宜、次適宜、不適宜進行分級。評價規則：3個指標綜合考慮，次適宜、適宜、最適宜3個等級逐級包含。3個指標均達到最適宜條件才能評為最適宜區;3個指標中有達到適宜也有達到最適宜，評價為適宜區;3個指標中有達到次適宜也有達到適宜或最適宜，評價為次適宜區;其他為不適宜區（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劃指標及分級見表1。

2.2 西疇縣獼猴桃種植各指標因子適宜性區劃

依據表1的區劃指標體系，基于空間柵格化的3個影響因子，用ArcGIS中反距離加權法等插值方法將氣象要素進行空間插值，然后利用ArcGIS軟件 [15]進行空間展示，得到各指標因子適宜性區劃（圖2）。按照評價指標體系區劃為最適宜、適宜、次適宜和不適宜4個區。

2.3 西疇縣獼猴桃種植綜合氣候適宜性區劃 根據獼猴桃種植適宜性區劃指標，并使用權重法，充分考慮氣候條件、地形因素及土地利用類型等多項因子，可將西疇縣獼猴桃種植區域劃分為最適宜、適宜、次適宜區和不適宜區4個區域 （圖3）。

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

3 結論

該研究通過分析西疇縣獼猴桃種植整體氣候特征、基本生長發育、成長關鍵期氣候條件和影響作物產量、品質的氣候影響因子，確定獼猴桃農業氣候區劃的因子和指標，結合指標得出年平均氣溫、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技術詳細編制西疇縣獼猴桃種植精細化綜合區劃圖，以便在該縣有限的耕地面積上

合理規避獼猴桃種植風險，最大程度提高氣候資源利用率，以提高獼猴桃種植的產量和質量，創建西疇優質品牌，為獼

猴桃的可持續發展創造條件，并對云南省西疇縣“三農”氣象服務專項的推進實施、氣象為農深層服務起到了建設性和指導性作用。

參考文獻

[1]

崔讀昌，劉洪順，閔謹如，等.中國主要農作物氣候資源圖集[M].北京：氣象出版社，1984.

[2] 李世奎，侯光良，鄭劍非，等.中國農業氣候資源和農業氣候區劃[M].北京：科學出版社，1988.

[3] 金林雪，李云鵬，李丹，等.氣候變化背景下內蒙古馬鈴薯關鍵生長期氣候適宜性分析[J].中國生態農業學報，2018，26（1）：38-48.

[4]? 謝華桂，吳重慶，蒙召桂，等.羅城縣甘蔗種植的氣象條件分析[J].現代農業科技，2011（6）：311-312.

[5] 湯國安，楊昕.ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程[M].北京：科學出版社，2012.

[6] 張連成，胡列群，李帥，等.基于GIS的新疆地區兩種氣溫插值方法對比研究[J].干旱氣象，2017，35（2）：330-336.

[7] 王寶，盧玉娥.玉溪市柑橘種植氣候適宜性分析[J].現代農業科技，2019（21）：80-81.

[8] 郭兆夏，梁軼，王景紅，等.GIS 技術支持下的陜西核桃精細化氣候適宜性區劃[J].干旱地區農業研究，2015，33（1）：194-198.

[9] 葉麗君，于成，劉澤全，等.都江堰市紅陽獼猴桃種植的氣候適應性探討[J].貴州農業科學，2010，38（3）：66-69.

[10] 王向陽.皖南山區中華獼猴桃的氣候適宜性區劃[J].資源開發與市場，1996，12（2）：73-74，84.

[11] 賀文麗，李星敏，朱琳，等.基于GIS的關中獼猴桃氣候生態適宜性區劃[J].中國農學通報，2011，27（22）：202-207.

[12] 農萬江，羅新寧，李政.樂業縣種植獼猴桃的氣候適宜性分析及其區劃 [J].云南地理環境研究，2011，23（2）：98-101，110.

[13] 李少蘭，牛占峰，同延安，等.基于GIS的楊凌區獼猴桃適宜性區劃[J].陜西氣象，2013（3）：6-9.

[14] 許玉英.簡述ArcGIS制作專題地圖的方法[J].現代測繪，2013（1）：54-55.

[15] 嚴薇，張佩英，闞映紅.基于AI環境下專題地圖的編輯與制作[J].測繪與空間地理信息，2011，34（1）：238-241.

[16] 丁圣，張茂松，趙興東.元江縣紅心火龍果精細化農業氣候區劃[J].農學學報，2009，9（11）：27-33.

[17] 陳鳳嬌，薛東劍.大理白族自治州核桃種植氣候適宜性區劃[J].西華師范大學學報（自然科學版），2019，40（4）：407-412.