基于GIS技術的崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃

蔣亞平，張玲玲，詹瑩玉，李華實，農明哲

(1.廣西壯族自治區崇左市氣象局，廣西 崇左 532200；2.廣西壯族自治區人工影響天氣辦公室,廣西 南寧 530000)

0 引言

近年來，國內外眾多學者對于氣象促進農業生產方面的研究越來越多，詹沛剛[1]等在研究安順市山藥栽培氣候資源利用率時發現將山藥播種期從傳統的3月11日—31日提前至2月23日—3月14日，可多獲得早春39 h日照時間，可提高山藥產量；趙晨曦[2]等在利用GIS技術研究貴州番茄需水量時空分布特征時發現貴州番茄需水量空間分布呈現由西南到東北逐漸減小的趨勢，為番茄生產供水提供了一定的指導意義。本文主要是針對廣西崇左市寬皮柑橘種植區劃研究。

柑橘是世界上種植最多的一種果樹，其顏色鮮亮、口味甜美、營養價值高，而寬皮柑橘是柑橘種類中最重要的一種，具有較高的經濟價值，且其易于剝皮食用廣受大家喜愛；我國寬皮柑橘種植分布主要位于20°～40°N，主要種植區包括：湖南、廣西、廣東、重慶、江西等地；崇左市位于廣西西南邊陲，毗鄰越南，轄內氣候適宜，非常有利于種植寬皮柑橘，且具有較多的邊境口岸。近年來，隨著一大批優質寬皮柑橘品種的的引進，崇左市柑橘產業快速發展，逐漸成為寬皮柑橘種植大市，每年均有大量的橘子銷往各地，柑橘經濟收益成為農民的重要收入來源，鼓勵和促進崇左市柑橘種植業的發展也是政府的一項重要工作。

本文通過GIS技術對崇左市寬皮柑橘種植作出氣候區劃，在一定程度上說明了崇左市種植寬皮柑橘的優厚條件，可為崇左市寬皮柑橘品種種植布局提供一定的科學依據，對促進崇左市的經濟發展具有重大意義。

1 崇左市基本情況

1.1 地理位置及地形地貌

崇左市位于廣西壯族自治區西南部，地里坐標在21°36′～23°22′N、106°33′～108°6′E之間，東及東南部與廣西南寧市、欽州市相接，北鄰廣西百色市，西部與越南接壤，是廣西邊境線最長的地級市，也是中國邊境口岸最多的城市。

崇左市山區多，且多是喀斯特地貌，地形復雜，地勢大致呈西北及西南略高，向東傾斜，中部被左江及支流切割，形成錯綜合頒的丘陵平原。

1.2 氣候概況

崇左市地處北回歸線以南，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，氣候特點是：氣溫高，日照充足，雨量充沛但分布不均勻，長夏無冬，春秋相連，無霜期長。主要氣象災害有：暴雨、臺風、干旱、洪澇、高溫、霜凍、冰雹和大風等。

降水：平均年降水量為1 279 mm，年雨日平均為154 d。干、濕季節變化明顯，降水各季節分布不均勻，降水量集中于夏半年。

氣溫：崇左市年平均氣溫為21.7 ℃。最熱月為7月，平均氣溫為28.0 ℃，最冷月為1月，平均氣溫為13.4 ℃，極端最高氣溫為41.6 ℃，極端低溫為-1.3 ℃。

日照：平均年日照時數為1 603 h。8月最多，月平均日照時數為193 h，2月最少，日照時數為僅58 h。

(7)為避免可能出現的底流排放管道和閥門的堵塞，新裝備采用了底流無障礙排放裝置設計，減少和避免閥門和管道的堵塞和磨損，達到最好的使用效果。

1.3 崇左市寬皮柑橘種植情況

近年來，隨著一大批優質寬皮柑橘品種的引進，崇左市柑橘產業快速發展，農業部門統計，到2018年11月，全市共種植柑橘9 466.7 hm2，其中寬皮柑橘6 900 hm2，種植地主要集中在江州區和扶綏縣。

2 寬皮柑橘生長發育特點及氣候條件分析

寬皮柑橘，又名黃果、廣柑、橘子等，是云香科柑橘亞科中的一種常綠果樹，果如其名，果皮相當的寬松。寬皮柑橘性喜溫暖濕潤，適應于日照充足、降水較多、冬無嚴寒、夏無酷暑的地區生長，因此廣泛栽培于熱帶、亞熱帶和亞熱帶與溫帶的交界地區，我國較著名的品種有：椪柑、蜜橘、砂糖桔等。

寬皮柑橘果樹生長發育、開花結果與溫度、日照、水分(濕度)、土壤以及風、海拔、地形和坡向等環境條件緊密相關。

2.1 溫度

柑橘生長發育要求12.5～37 ℃的溫度。秋季花芽分化要求晝夜溫度分別為20 ℃左右和10 ℃左右，根系生長的土溫與地上部大致相同。高低溫均不利于寬皮柑橘的生長發育,氣溫、土溫高于37 ℃時，果實和根系停止生長。

2.2 光照

寬皮柑橘是耐陰性較強的樹種，但要優質豐產需要足夠的日照。寬皮柑橘在生長發育過程中平均日照一般要求在1 200～2 200 h·a-1左右，且不同生育期對日照的要求不同；較好的日照條件會讓柑橘的糖分含量變高，酸度含量變低，這樣會讓柑橘的品質得到保證。

2.3 水分

寬皮柑橘在生長發育過程中，需要正常年降雨量在1 000 mm左右，最適宜在900～1 300 mm，土壤的含水量在60%～80%最為適合，種植柑橘，需注意控制好土壤水分，防止出現積水。

2.4 土壤

柑橘對土壤的適應范圍較廣，紫色土、紅黃壤、沙灘和海涂，PH值4.5～8均可生長，以PH值5.5～6.5為最適宜。柑橘根系生長要求較高的含氧量，以土壤質地疏松，結構良好，有機質含量2%～3%，排水良好的土壤最適宜。

3 數據來源及處理

3.1 氣象資料來源

基礎氣象資料為崇左市內及周邊共20個國家氣象站累積30 a歷史資料，資料年限為1986—2015年，各自動站歷史資料包括溫度、濕度、降水量、日照等氣象資料。

3.2 地理信息資料來源

采用國家基礎地理信息中心提供的1∶25萬崇左市基礎地理數據和30 m×30 m分辨率的廣西數字高程模型數據(DEM)。利用ArcGIS軟件將圖片格式的崇左市各縣(區、市)邊界轉換成便于處理的地理信息數據點文件，另外，經度、緯度、坡度、坡向和高度均通過ArcGIS軟件中的空間分析工具提取，并按照相關要求處理。

3.3 數據處理

通過編程對歷史資料進行處理，獲得所需數據，利用SPSS多元回歸確定指標模型，利用ArcGIS對資料進行處理，如數據格式轉換、拼接，矢量和柵格數據生成和篩選，坡度、坡向的計算等，其中差值方法使用反距離權重差值(IDW)，并最終將各指標模型的空間分布圖畫出。

4 指標

影響寬皮柑橘生長的要素有很多，本文主要考慮影響柑橘生長的氣候條件，并結合本地柑橘多年生長特點和實際種植情況，一般來說年日照在1 200～2 200 ℃左右最為適宜，但根據近幾年崇左市柑橘產量與年日照對比情況，參考相關書籍和文獻[3-5,7,9]的研究成果，咨詢本地專家和種植戶，確定了崇左市寬皮柑橘種植最適宜年日照在1 285～2 200 ℃；其他指標均采用此類方法，最終確定了崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃指標(表1)，而前文提及寬皮柑橘在生長發育過程中，需要正常年降雨量在1 000 mm左右,最適宜在900～1 300 mm，崇左市各地年降雨量幾乎均在最適宜種植范圍內，因此不予考慮年降雨量區劃因子。

表1 崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃指標Tab.1 Climate regionalization indicators of wide-skinned citrus planting in Chongzuo City

根據柑橘生長發育特點及前文區劃指標，利用SPSS統計軟件，采用多元線性回歸分析方法，最終確定了指標模型(表2)，本文主要考慮的影響因子有：經度、緯度、海拔高度、坡度和坡向。本文選取的數據資料來源于崇左市內及周邊共20個國家氣象站，因此分析的樣本數量為20；從表2可以看出，決定系數R2均較大，表明模型方程具有較好的擬合優度，F值均較大，說明方程的顯著較好。

表2 指標模型Tab.2 Index model

注：Y為各區劃因子，h為海拔高度，φ為經度，λ為緯度，κ為坡度，μ為坡向。

5 主要技術方法簡介

本文區劃圖制作主要是基于ArcGIS軟件，首先收集相關數據資料并進行預處理，數據資料主要包括：崇左市基礎地理信息數據、崇左市轄內及周邊氣象數據、寬皮柑橘種植氣候條件數據等，然后選擇區劃因子并確定區劃指標，利用SPSS軟件中多元回歸分析確定分析模型，利用ArcGIS獲取各個氣候要素的空間柵格圖像，并進行空間疊置分析，最終得出崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃圖。具體技術路線見圖1。

圖1 崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃技術路線Fig.1 Technology roadmap of wide-skinned citrus planting in Chongzuo City

6 區劃結果

將崇左市寬皮柑橘種植氣候區分為：最適宜區、適宜區、次適宜區和不適宜區4個等級；根據上述分析方法，最終得到崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃結果，如圖2。

崇左市大部分地區均為氣候條件適宜種植區，次適宜區和不適宜區分布較少。

最適宜種植區：從圖中可以看出崇左市寬皮柑橘的最適宜種植區主要位于崇左市天等縣大部、大新縣北部和東部、寧明縣南部，這些地方熱量資源均較豐富，光照充足，且全年溫度均較適宜，利于寬皮柑橘的生長發育。

適宜種植區：主要分布于崇左市的扶綏縣、龍州縣、江州區、憑祥市的大部。

圖2 崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃Fig.2 Climate regionalization of wide-skinned citrus planting in Chongzuo City

7 結論與不足

本文通過利用GIS技術對崇左市寬皮柑橘種植氣候區劃的研究，發現：

①氣候條件對于寬皮柑橘的生長發育具有很大的影響，其中最重要是溫度和光照，寬皮柑橘最適合種植在溫度適宜，光照充足的地方。

②通過區劃結果我們發現，崇左市大部分地區均為寬皮柑橘較適宜種植區，最適宜種植區分布在崇左市北部的天等、大新和南部的寧明南部等地。

③崇左市為寬皮柑橘種植大市，每年均有大量的橘子銷往全國各地，柑橘經濟收益成為農民的重要收入來源，鼓勵和促進崇左市柑橘種植業的發展也是政府的一項重要工作；本文通過GIS技術對崇左市寬皮柑橘種植作出氣候區劃，在一定程度上說明了崇左市種植寬皮柑橘的優厚條件，可為崇左市寬皮柑橘品種種植布局提供一定的科學依據，對促進崇左市的經濟發展具有重大意義。

本文區劃主要以氣候因子作為主要指標，但崇左市地形地貌復雜多樣，且寬皮柑橘的生長除與氣候條件有關外，還與熱量、地質、土壤、種植技術等多種因素有關，綜合考慮各方面因素影響的區劃結果可能更準確，與實際更相符。