農業氣候區劃研究綜述

張晨宇，張一博，李瑞盈

（秦皇島市氣象局，河北 秦皇島 066000）

農業區劃是按照農業地域分異規律，在一定地區范圍內對農業生產的條件和類型所進行的空間區分。是在農業資源調查的基礎上，根據各地不同的自然條件與社會經濟條件、農業資源和農業生產特點，按照區內相似性與區間差異性和保持一定行政區界完整性的原則，把全國或一定地域范圍劃分為若干不同類型和等級的農業區域；并分析研究各農業區的農業生產條件、特點、布局現狀和存在的問題，指明各農業區的生產發展方向及其建設途徑。

1 我國農業氣候發展概況

我國的區劃研究大致以上世紀五十年代為界，分為起步階段和全面發展時期[1-3]。在起步階段，竺可楨發表的《中國氣候區劃論》標志著我國現代自然地域劃分研究的開始，胡煥庸首次將全國劃分為9個農業區，開創了中國農業區劃研究的先河。

建國以來，為適應國民經濟建設和發展，我國以農業生產服務為目的，開始了自己的農業氣候區劃研究[4]。在改革開放初期，我國開展了全國第一次和第二次氣候區劃，建立了數據庫，并對我國生產力布局和農業資源配置有利更深一步的認識[5]。至90年代，地理信息資料開始應用到農業氣候區劃中，研究人員綜合應用“3S”技術，尤其是GIS技術進行細網格氣候資源推算與分析，區劃精度不斷提高[6]。

進入新世紀，隨著我國農業產業結構不斷調整和氣候條件自身變化，對農業區劃精細度的要求越來越高，各地逐步開展了精細農業氣候區劃的研究[7-8]。

2 農業氣候區劃方法概述

2.1 農業氣候區劃指標確定

農業氣候區劃指標通常選取對農作物、生物的分布、生長發育和產量起決定意義的氣候因子，所選取的因子要求在各個農業氣候區間具有明顯差異[9]。目前常用的指標確定方法有主導因子、主導因子結合輔助因子、綜合因子指標三種。

2.1.1 主導因子法

主導因子即對氣候資源以及農作物地域分布差異起決定性作用的因子。劉艷清等選取光照、溫度、降水三個對葡萄產量有決定性意義的氣象因子作為指標，劃分了湘鄉葡萄種植農業氣候區[10]。王冰等選取與蘋果產量和品質密切相關的降水、光照、氣溫等8個指標，對膠東半島適宜種植區進行了區劃[11]。

2.1.2 主導因子結合輔助因子

首先選取幾個主導因子劃分主帶，再根據輔助因子劃分亞帶進行區劃[12]。張曉煜以酒葡萄生長必需的氣溫要素劃分第一層可種植區，再以酒葡萄品種、熟性需要的熱量和水分為主要指標劃分出第二層氣候區，在此基礎上選擇土壤、坡度等生態適宜性指標劃分出第三層的生態適宜區，最終劃分出不同等級的適宜區[13]。

2.1.3 綜合因子指標法

該方法先采用綜合分析方法，找出與氣候資源地域分布差異有密切關系的多個因子，綜合分析確定分區的綜合指標進行區域劃分。張存杰等將凈輻射、土壤熱通量密度、日平均氣溫、風速等多個氣象因子組合得出潛在蒸散量，進而計算出干旱指數，繪制了我國干濕氣候分區圖[14]。

2.2 區劃方法

2.2.1 逐步分區法

使用主導因子與輔助因子結合的方法逐級劃分，將某個地區分出具有不同氣候特征和農業意義的氣候區域。羅君俏和葉瑜使用逐步分區法，根據地域分異規律將砂糖橘種植區劃分出適宜區和不適宜區，再在適宜區內按照決定砂糖去生長發育的輔助指標劃分出適宜區和次適宜區[15]。

2.2.2 集優法

該方法中選擇的區劃因子指標同等重要，無主次之分。朱惠芝和季芬使用積溫、七月平均氣溫及無霜凍期三個指標作為石河子棉花種植區劃氣候指標，分別繪制出三個指標的氣候適宜性區劃圖，再利用Arcgis進行疊加處理，當所有指標都在最適宜范圍內即判定為最適宜區，得到綜合棉花種植氣候區劃[16]。

2.2.3 數理統計方法

主要包括聚類分析、最優分割、線性規劃等，多用于綜合指標因子的區劃，以聚類法使用最多。聚類分析是將物理或抽象的集合劃分為由類似的對象組成的多個類別的分析過程。亢翠霞等選取了地貌、海拔、土壤類型等共10個自然參數和32個社會經濟評價參數，使用聚類分析方法，將石家莊213個鄉鎮分成三個大的類型區，再在大區下分出若干亞區，對石家莊農業資源進行劃分[17]。

2.2.4 其他方法

氣候適宜度是一個邊界不清、具有模糊概念的量化指標，所以在區劃中常采用模糊數學法來確定分級的邊界問題，也有學者將多種方法相結合。袁海燕將模糊數學法、集優法和逐步分區法綜合運用，建立了氣泡酒葡萄種植、氣候、生態區劃三層指體系[18]。也有部分研究采用了相對簡單的專家打分法，層次分析法等分級方法[19]。

3 GIS技術使用

隨著科技水平發展，“3S”技術越來越多的應用到農業氣候區劃中，提高了區劃的效率和精度。其中GIS的使用更為普遍。

馬曉群等利用GIS軟件的空間疊置分析功能，使用條件柵格疊置分析方法，以氣候因子區劃圖為主導，疊加地理因子區劃圖，生成安徽省霍山縣板栗區劃圖[20]。劉艷等通過反距離權重插值法對網格圖進行插值，再疊置各類氣候指標層，獲得石榴種植氣候適宜精細化區劃[21]。何鵬等采用線性加權法，利用空間疊加分析功能，確定了影響獼猴桃產量和品質的各指標因子權重集[22]。

4 結語

（1）建國以來，我國氣候區劃工作從無到有，從初步向高精度、精細化發展。尤其是3S技術的發展使區劃從平面到立體，從靜態轉向動態不斷突破。

（2）氣候區劃中使用的氣象資料都來自于氣象站觀測資料，但存在站點分布不均勻，密度不夠的問題，不足以精確反映整個地區空間的氣候狀況

（3）農業氣候區劃常用的方法有逐步分區法、集優法、模糊數學法和數理統計分區法等，具有較強的綜合性和科學性，但也有部分研究中采用了專家打分法、層次分析法等方法，操作更為簡便，但人為的主觀因素占比較高，科學性不如上述數學方法強。

（4）3S技術蓬勃發展，也越來越多的運用到區劃中。但目前GIS技術使用較多，GPS和RS遙感技術在農業氣候區劃中使用較少。氣候區劃越來越細化，但在動態化上還有欠缺。