基于GIS的大豆種質資源空間分布特征分析

何克福

摘 要：本文基于GIS空間分析方法，借助ARCGIS軟件，結合2004年到2015年全國各省市的平均氣溫數據和平均降水量數據，通過疊加分析，得到我國大豆種質資源的空間分布特征。研究表明：我國大豆種質資源分布范圍較廣，基本沿胡煥庸線以東分布，不同氣候環境條件下，不同的大豆種質資源呈現出相對集中分布，不同的大豆種質也有重疊的種植區域，其中南方夏大豆分布最廣，且南方的氣候更適宜種質大豆，多種大豆種質在南方均有分布。

關鍵詞：空間分布特征；GIS空間分析；胡煥庸線

1.引言

我國大豆按季節分類可以分為：春大豆、夏大豆、秋大豆。其中，春大豆一般在春天播種，十月份收獲。夏大豆大多在小麥等冬季作物收獲后再播種，耕種制度為麥豆輪作的一年二熟制或者是兩年三熟制。秋大豆通常是早稻收割后再播種，當大豆收獲后再播種冬季作物，形成一年三熟制。

本文利用大豆種質資源的統計數據和2004年到2015年3月份到11月份的降水數據以及氣溫數據，對全國大豆種質資源的空間分布特征進行分析，得出全國大豆種質資源的空間分布特征。具體思路如下：①將統計得到的大豆種質資源數據的坐標進行格式轉換，以便在ARCGIS軟件中生成大豆種質資源的點狀矢量圖層，便于大豆種質資源空間分布特征的分析；②將2004年到2015年全國各省市3月份至11月份的氣溫值數據取平均，降水量值數據取平均，得到2004年到2015年全國各省市的平均氣溫和平均降水，將其導入1：400萬全國行政區劃圖的屬性表中，生成相應的氣溫與降水分布的面狀圖層，以便與大豆種質資源的點狀矢量圖層進行疊加分析[2]；③將大豆種質資源的點狀矢量圖層與氣溫降水面狀圖層進行疊加分析，得出大豆種質資源在一定的氣候環境下的空間分布特征。

2.數據獲取與處理

2.1數據獲取

本文所使用到的數據有統計得到的23587條大豆種質資源數據，2004年到2015年全國各省市3月份到11月份的平均氣溫數據和平均降水量數據。其中大豆種質資源數據中包括了大豆的各種屬性以及大豆種植地的經緯度坐標，經緯度格式為DDDMM。氣溫數據和降水量數據從國家氣象局官網上獲取，氣溫數據單位為℃，降水量數據單位為ml。

2.2數據處理

獲取的大豆種質資源數據有23587條，其中經緯度坐標格式為DDDMM，前三位或兩位為度，后兩位為分。在Excel表格中將其轉換為以度為單位，保留相應的小數點位數。將轉換后的坐標數據導入到ARCGIS軟件中，生成不同種質資源大豆的點狀矢量圖層，并用不同的顏色加以區分不同種質的大豆。

將氣溫數據和降水數據進行處理，取年平均值，得到2004年到2015年全國各省市3月份至11月份的年平均值。將得到的年平均氣溫值和年平均降水量值通過ARCGIS軟件導入到1：400萬全國行政區劃圖的屬性表中，再通過ARCGIS軟件生成平均氣溫的面狀圖層和平均降水量的面狀圖層。

3.大豆種質資源空間分布特征分析

3.1種植區域特征分析

研究表明：我國春大豆種植區域主要分布在東北三省，河北、山西中北部，陜西背部以及西北各省市自治區，夏大豆主要分布在黃淮平原和長江流域各省，秋大豆主要分布在浙江、江西的中南部、湖北的南部、福建和臺灣的北部種植秋大豆居多。我國大豆生產最集中的地方，首先在東北的松嫩遼平原和三江平原，黃淮海流域的黃淮平原，其次較為集中的產區是華北的海河平原、黃河中游的晉陜邊界和河套灌區；在南方則有長江下游的沿江地區、鄱陽湖平原、浙江平原、湖北江漢平原、四川沿江地區、閩粵沿海地區等。

3.2考慮氣候因素的空間分布特征的分析

將大豆種質的分布在降水量條件下進行分析，全國降水量北方偏少，黃淮河流域和中原一帶相對較多，長江以南降水量則較為豐沛。根據全國的氣候特點，北方降水較少且集中在4月到8月，黃淮河流域及中原一帶降水主要集中在4月到9月，長江以南則主要集中在3月到10月[3]。結合大豆生長的特點，不難得出，在北方則主要種植春大豆（北方春大豆，東北春大豆），黃淮河和中原一帶則主要種植春大豆和夏大豆（黃淮春大豆，黃淮夏大豆），長江以南則適合種植春大豆、夏大豆和秋大豆（長江春大豆，南方春大豆，南方夏大豆，南方秋大豆）。

因為大豆是喜溫的農作物，要求生長的環境溫度不能太低。北方溫度普遍較低，因此，北方種植的主要是生長在暖季的春大豆（東北春大豆，北方春大豆）。由于黃淮河流域和中原一帶溫度相對北方高，在黃淮河流域和中原一帶種植春大豆和夏大豆（黃淮春大豆，黃淮夏大豆）。長江以南地區溫度比較高，有較長的季節適合大豆的生長。因為，長江以南區域適合種植春大豆、夏大豆和秋大豆（長江春大豆，南方春大豆，南方夏大豆，南方秋大豆）。

4.結論

我國大豆的種質資源空間分布特征明顯，基本沿胡煥庸線以東分布。在氣候因素的影響下，不同大豆種質種植區域分塊明顯。我國大豆種植區域大致分為三塊：北方則在東北的松嫩遼平原和三江平原地區；中部地區則在黃淮河流域的黃淮平原；南方則有長江下游的沿江地區、鄱陽湖平原、浙江平原、湖北江漢平原、四川沿江地區、閩粵沿海地區。北方主要種植春大豆，其中以北方春大豆和東北春大豆為主。黃淮河流域主要種植春大豆和夏大豆，其中以黃淮夏大豆種植為主。長江中下游及以南地區，由于氣候較為適宜，春大豆、夏大豆和秋大豆都有種植，長江春大豆和南方夏大豆種植區域較廣，南方夏大豆種植區域最廣。

參考文獻：

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Spatial Distribution Characteristics of National Crop Germplasm Resources Based on Spatial Statistics in Comprehensive Agricultural Regional Scale.Institute of Crop Science， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081， China

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