林小玉 高燦中 黃泳
摘要? ? 本研究利用統計方法,根據精細化農業氣候區劃原則和方法,綜合考慮地理環境、氣候條件等因素,在GIS技術支持下,對威遠縣檸檬種植的氣候適宜性進行了評述。
關鍵詞? ? 檸檬;氣候適宜性;區劃;四川威遠
中圖分類號? ? S666.5;S162.2? ? ? ? 文獻標識碼? ? A
文章編號? ?1007-5739(2019)14-0065-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(資源服務)標識碼(OSID)
Abstract? ? Statisitical methods were used in this study.According to refined agricultural climate regionalization principles and methods,factors such as geographical environment and climatic conditions were taken into account,with the support of GIS technology,the climate suitability of lemon planting in Weiyuan County was reviewed.
Key words? ? lemon;climatic suitability;regionalization;Weiyuan Sichuan
1? ? 資料與方法
1.1? ? 資料來源
選取1981—2010年威遠縣及周邊的東興區、資中縣、隆昌縣、自貢、榮縣、仁壽縣、雁江區等8個國家氣象站的降水、氣溫、日照時數、相對濕度等資料以及威遠縣30個區域自動站的降水和氣溫資料,與檸檬的生長適宜性指標進行對比分析,采用模糊和統計方法,分析評估威遠縣各鄉鎮檸檬種植的氣候適宜性,并利用ArcGIS 10.0劃分威遠檸檬種植氣候適宜區。
1.2? ? 積溫劃分
分析發現,當生育期≥10 ℃的積溫<4 500 ℃時,檸檬產量將受較大影響。因此,將4 500 ℃作為≥10 ℃積溫的臨界積溫,低于該積溫為不適宜區,高于該積溫為適宜區(按照產量高低又細分為最適宜區、適宜區、基本適宜區)[1]。
1.3? ? 各生育期要素劃分
一般3月為威遠縣檸檬展葉期,生長適溫為15~25 ℃,當日最低氣溫<8 ℃時將對檸檬萌動帶來不利影響,而3月威遠縣經常受北方冷空氣侵擾,常有日最低氣溫低于8 ℃的天氣。統計表明,3月<8 ℃的日最低氣溫天數超過15 d,檸檬展葉時間延遲,發芽整齊度也受影響。因此,將15 d作為臨界點劃分適宜區。
花芽分化量、開花時間、整齊度決定后期果實的數量及質量,4月是檸檬開花關鍵期,這一階段對開花影響最大的氣候條件是低溫和陰雨[2]。威遠縣4月仍時有倒春寒天氣,倒春寒往往容易帶來低溫和連陰雨,對檸檬造成不利影響。統計結果表明,4月日均溫<15 ℃的天數超過12 d,則對檸檬產量形成有顯著影響。因此,將12 d作為臨界點劃分適宜區。
5—6月為檸檬坐果期,當長期陰雨寡照時,將導致坐果質量不佳,甚至落果現象[3],而在威遠縣,5月極易發生低溫陰雨天氣,因而以5—6月雨日數作為指標。統計結果表明,5—6月雨日數>35 d將嚴重影響檸檬產量。因此,將35 d作為臨界點劃分適宜區。
7—10月是檸檬成熟期,其間多陰雨寡照天氣,影響檸檬的產量和質量。因此,將7—10月的日照時數作為指標。統計表明,7—10月的日照時數<450 h將顯著影響檸檬的產量形成。因此,將450 h作為臨界點劃分適宜區。
1.4? ? 指標賦值
為了對生育期≥10 ℃的積溫、3月最低溫<8 ℃的天數、4月日均溫<15 ℃的天數、5—6月雨日數、7—10月日照時數、生育期平均相對濕度等6類氣候因子的適宜性進行代數運算[4],對各類適宜度進行賦值(表1)。
2? ? 結果與分析
2.1? ? 生育期有效積溫
由于檸檬生長的臨界溫度為10 ℃,因而主要考慮生育期≥10 ℃積溫。從生育期≥10 ℃積溫分布圖可以看出(圖1),位于穹窿地貌上的山區總體積溫較低,為4 538.59~5 112.11 ℃;而丘陵區總體積溫較高,為5 112.11~5 435.81 ℃,其中以偏南的嚴陵鎮、鎮西鎮、新店鎮、界牌鎮和向義鎮為積溫最高地區。從積溫學方面考慮,在一定范圍內,≥10 ℃積溫越高,表明該地區能量越高,越能滿足作物生長的能量需求。
2.2? ? 展葉期日最低溫<8 ℃天數
氣溫在15~25 ℃之間,適宜檸檬展葉;日最低溫<10 ℃時,展葉整齊度受損;日最低溫<8 ℃、日最高溫>25 ℃時,葉芽活力受損。威遠縣檸檬3月展葉,由于萌芽期常出現日最低溫<8 ℃的低溫天氣,當低溫天氣持續較長時,將造成大面積展葉受阻甚至葉芽死亡。因此,對于展葉期,以3月日最低氣溫<8 ℃天數來劃分檸檬的生長適宜性。
從展葉期日最低溫<8 ℃日數分布圖可以看出(圖2),位于穹窿地貌上的低山區總體低溫日數偏多,基本在8 d以上,尤其是一些海拔較高的地方,低溫日數明顯多于周邊地區,為15~16 d;而丘陵區總體處于低溫日數的低值區,基本在8 d以下,其中以海拔最低的嚴陵鎮、新店鎮、向義鎮、界牌鎮的低溫日數最少。綜上分析可以看出,山區往往容易遭受展葉期低溫冷害,在建園選址時,應盡量選擇南坡;管理時,應加強低溫冷害的防御,例如噴灑防凍劑、覆地膜等措施。對于丘陵區,由于低溫冷害的發生機率小、持續時間短,對于萌芽不會造成太大影響,不需要采取過多的防寒措施。
2.3? ? 開花期日均溫<15 ℃天數
檸檬開花期,夜間、白天氣溫分別為12~15、20~28 ℃利于結果枝的花芽分化,當日均溫<15 ℃時,將顯著影響花芽的正常分化及花粉活力,引起花期不齊、花序減少、受粉不均。在威遠縣,開花期主要集中在4月,由于開花期常出現倒春寒,將影響檸檬正常開花及受粉;同時,低溫往往伴隨大風天氣,造成大量落花。為此,對于開花期,以4月日均氣溫<15 ℃天數來劃分檸檬的生長適宜性。
從開花期日均溫<15 ℃日數分布圖可以看出(圖3),位于穹窿山區中部的連界鎮南—新場鎮—越溪鎮一線,日均溫<15 ℃的天數較多,往往容易遭受倒春寒和大風天氣的影響。因此,建園時應充分考慮風向和朝向,選擇背風的南坡建園可以有效降低低溫和大風的影響。
2.4? ? 坐果期雨日數
檸檬坐果期對陰雨和干旱天氣較為敏感,陰雨或者干旱時間過長,容易出現坐果率低和落果等現象。威遠縣檸檬落花坐果一般發生在5—6月,其間連陰雨與干旱間歇發生。為此,對于坐果期間影響最大的氣象要素主要考慮為5—6月的雨日數。
由圖4可知,穹窿山區各鄉鎮5—6月的雨日數較少,基本在20 d以下,容易發生干旱。因此,在建園選址時,選擇灌溉方便而又不易遭受洪澇的河、溝兩旁的平地和緩坡地帶。丘陵地區的嚴陵鎮—新店鎮—向義鎮一線雨日數>30 d,容易發生持續連陰雨。因此,上述區域應更多地考慮連陰雨的影響,建園選址時應避開平地和低洼地帶,盡量選擇利于排水排濕的緩坡地帶;同時,應科學管理果園,如遇陰雨天氣,應及時開溝排水。
2.5? ? 膨大至成熟期日照時數
檸檬膨大至成熟期,影響果實產量和品質的因子主要為日照時數和日較差。由于威遠地處四川盆地中部,其日較差較小,且區域差別不大,影響膨大至成熟期內檸檬生長的主要氣象因子為日照時數。同時,考慮到除了華西秋雨外,威遠縣盛夏季節也存在長期陰雨寡照天氣的可能。為此,將考慮整個膨大至成熟期內的日照時數。
從膨大至成熟期內的日照分布圖(圖5)可以看出,丘陵地區日照時數總體較少,基本在470 h以下,說明該地區容易發生陰雨天氣。因此,在建園選址時,這些區域應充分考慮秋綿雨的影響,選擇通透性強的砂質緩坡地帶。穹窿山區的日照相對較強,但由于秋綿雨發生概率仍然較大,因而在建園選址時,應該避開低洼地帶。
2.6? ? 生育期內平均相對濕度
相對濕度在檸檬生長期中起著重要作用,例如在花芽分化期,相對濕度過大或過小均直接影響花粉活力;同時,相對濕度是誘發病蟲害的重要氣象因素。因此,將相對濕度作為影響檸檬生長適宜性的氣象因素。
由圖6可知,位于穹窿地貌上的低山區總體相對濕度較低,為58.47%~77.31%;丘陵區總體相對濕度較高,為77.31%~87.86%,其中以偏南的新店鎮—界牌鎮—向義鎮為相對濕度最高地區。從相對濕度方面考慮,兩河鎮—小河鎮—碗廠鎮—觀音灘鎮一線的相對濕度在65%~77%,適宜檸檬的花芽分化;在新店—界牌—向義鎮一帶,相對濕度偏大,對檸檬的花芽分化有一定影響;同時,相對容易發生病害。
2.7? ? 檸檬氣候適宜性
綜合上述關鍵期的氣候條件,對最適宜區、適宜區、基本適宜區分別賦值3、2、1,再對生育期≥10 ℃的積溫、3月日最低溫<10 ℃天數、4月日均溫<15 ℃天數、5—6月雨日數、7—10月日照時數、相對濕度等6類氣候因子分別取權重1、2、2、2、2、1。即在運用ArcGIS進行分區計算時,采用如下算法:
適宜度=■αi βi
其中,αi為每一類氣候因子所占的比重,βi為每個柵格對應的適宜區賦值。通過代數運算,得出威遠縣檸檬氣候適宜性區劃(圖7)。
從檸檬氣候適宜性區劃圖可以看出,除了極個別的柵格為不適宜區外,威遠縣絕大部分為檸檬基本適宜區、適宜區和最適宜區,總體上適宜種植檸檬。
3? ? 結論與討論
位于穹窿地貌上的低山區總體為基本適宜區,連界鎮、小河鎮、碗廠鎮、兩河鎮和越溪鎮為基本適宜區和適宜區交錯;新場鎮、慶衛鎮、山王鎮、鋪子灣鎮、黃荊溝鎮和觀英灘鎮為基本適宜區、適宜區和最適宜區交錯。這表明在穹窿山區土壤適宜、交通方便的地區,仍然可以發展檸檬種植業。但在威遠縣的穹窿山區,由于受山區的地形影響,冬春之際孟加拉灣的水汽不易到達,容易造成時間綿長的持續冬春連旱;同樣是地形因素,在夏季東南方向來的水汽容易在此形成抬升作用,從而產生強度大、持續時間長的暴雨。因此,穹窿山區遭受氣象災害的風險相對較大,尤其是干旱、暴雨洪澇的影響較大。因此,在果園選址時,除了上述條件外,盡量選擇灌溉條件較好,但又不易被水淹的河、溝兩側的緩坡地帶。
丘陵區總體為適宜區和最適宜區,二者的界線分明,高石鎮、龍會鎮、東聯鎮、靖和鎮和向義鎮、界牌鎮的部分地區為最適宜區;嚴陵鎮、新店鎮、鎮西鎮和向義鎮、界牌鎮的部分地區為適宜區。在威遠縣東部的幾個鎮,由于干旱、暴雨洪澇的發生頻率較低,秋綿雨的程度較輕,光照充足,因而是威遠縣檸檬種植最適宜的地區。而在南部和中部的幾個鎮,盡管暴雨洪澇、干旱出現的頻率較低,春季低溫的程度也較輕,但由于秋綿雨的程度較重,容易在檸檬成熟采摘的中后期造成光照不足,同時,該地區由于坡度較緩,在秋綿雨中容易造成漬害,從而影響果實的產量和質量。因此,該地區為威遠縣檸檬種植的適宜區。針對容易造成漬害的情況,在建園選址時,應選擇具有一定坡度、土壤為砂土的地塊,利于水分的及時滲透和排漬,避免出現土壤水分過飽和狀態,從而減輕秋綿雨對檸檬生長的影響[5-6]。
4? ? 參考文獻
[1] 朱勇,殷吟紅,潘國英,等.連南檸檬生長環境及其氣象災害對其影響研究[J].生物災害科學,2015,38(4):371-374.
[2] 閔程程,馬海龍,王新生,等.基于GIS的湖北省油菜種植氣候適宜性區劃[J].中國農業氣象,2010,31(4):570-574.
[3] 王華,胡飛,黃俊.基于GIS的廣東冬種辣椒氣候適宜性區劃[J].氣象與環境科學,2014,37(3):76-80.
[4] 熊衛東.資陽市檸檬生態氣候分析與區劃[J].南方農業,2018,12(33):169-170.
[5] 黃會民,鄧年妹.大余縣檸檬種植的氣候條件和土壤條件分析[J].現代農業科技,2012(14):237.
[6] 陳海燕,肖天貴,熊繼東,等.安岳檸檬生長的生態氣象環境及其變化研究[J].成都信息工程學院學報,2009,24(6):582-587.