元江縣杧果種植氣候適宜性分析

摘 要 利用云南省元江縣1993—2023年氣象觀測數據和杧果種植產量、物候期資料，分析氣象要素與杧果產量的關系。在此基礎上計算出杧果各物候期相應的溫度指標， 結合數字高程模型（DEM），采用GIS反距離權重計算分析方法，對元江縣杧果種植區進行氣候適宜性分析。按照分析結果，將元江杧果種植區劃分為適宜、次適宜和不適宜氣候區，并制作了網格分析專題圖，有利于杧果本地化產業種植，為杧果種植區的合理布局和發展規劃提供參考依據。

關鍵詞 杧果；物候期；適宜性；分布；云南省元江縣

中圖分類號：S667.7 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.03.050

元江縣位于滇中玉溪南部，東經101°39′～102°21′，北緯23°18′～23°54′，全縣總面積為2 858 km2，距省會昆明220 km、玉溪市區132 km。東北與石屏縣隔河相望，東南與紅河縣接壤，西部與墨江縣相連。昆—曼高速公路、楚—河經濟干線、泛亞鐵路西線等交通要道在元江交匯，是云南“國際大通道”的重要樞紐，交通區位優勢明顯。

元江縣年平均氣溫23.9～24.1 ℃，年平均降水量543.9 mm，終年無霜，年均日照時數2 264.1 h。元江獨特的自然地理環境和干熱河谷氣候條件特別適合杧果種植。元江是紅河谷—綠汁江熱帶產業經濟帶和昆玉—玉元經濟帶的重要環節，光熱資源充足、水資源豐富、土地開發潛力大，是玉溪市乃至云南省重要的現代化農業產業特色區。杧果產業是元江縣傳統優勢農業產業，被納入全國杧果優勢區域布局規劃的滇中紅河流域杧果優勢種植區，種植歷史悠久。杧果產業在元江縣農業經濟、農產品品牌打造和旅游業發展方面做出了重要貢獻。目前已初步建立了杧果種植、加工、銷售和產品創新開發全產業鏈，進一步拓展了杧果產業市場。

據農業部門統計資料，截至2022年，元江杧果種植面積達1.6萬hm2，占全縣水果種植面積的50%以上。近年來經過品種結構調整，杧果品種結構日趨合理，目前主栽品種有臺農1號、貴妃（金鳳凰）、三年杧等，占杧果種植面積的65%。

目前，已有學者就杧果生物學特性、品質、物候期、杧果產量與氣候要素的關系進行了研究。潘麗等研究了氣候因子對杧果生產的影響[1]；黃艷明提出光照、土壤等條件對杧果產量的影響較大[2]；張椿林等探究低溫對杧果花序的影響，得出溫度低于-2 ℃會使杧果花序枯萎死亡，且著果率顯著降低[3]；章勇等分析了不同海拔對杧果農藝性狀和果實的影響，得出海拔802.0 m的杧果綜合農藝性狀、果實品質優于海拔386.0、979.1 m的杧果[4]；李繼梅通過實際生產試驗，認為杧果種植對于土壤要求并不高，但地下水位低于3 m的微酸砂壤土最利于杧果生產，且海拔低于600 m的地區均適合種植杧果[5]；楊玉皎等就杧果生物學特性進行了分析[6]；周昆華等在研究杧果種植氣候和環境類型的基礎上，提出了“山地杧果”的概念[7]。氣候條件是影響經濟作物產量和品質的重要因素，隨著3S及空間運算技術的發展，很多地方為提高經濟作物的產量和品質，積極開展了當地特色作物種植的氣候適宜性分析研究和區劃［8-10］，并在農業氣候區劃工作中引入了精細化地理信息系統和空間計算等先進技術和手段。以往的研究在分析杧果生物學特性、自然地理環境、氣候要素與杧果產量品質的關系等方面比較多，但在杧果種植氣候適宜性分析方面研究較少。筆者前期對杧果生長期溫度指標及低溫災害監測進行了初步研究，通過對杧果產量與氣象要素的相關性分析發現， 溫度與杧果產量的相關性最大，也是影響杧果產量和品質以及區域分布的主要因素。使用農業部門杧果生長物候期、產量數據及氣象要素觀測資料，引入空間計算技術并疊加數字高程模型（DEM），對元江杧果種植區進行氣候適宜性分析，旨在為充分利用當地獨特的氣候資源、提高杧果產業的經濟效益、合理規劃與布局杧果種植區提供參考依據。

1" 資料與方法

1.1" 資料

本次研究采用的資料：元江國家基準氣候站1993—2023年氣象觀測數據（氣溫、降水、濕度、日照）；元江境內鄉鎮街道32個氣象觀測站2000—2023年觀測數據（氣溫、降水、濕度、日照）；元江縣農業農村局1993—2023年杧果物候期、產量等資料；國家基礎地理信息中心30 m分辨率數字高程數據（DEM）等。元江縣域內氣象觀測站點分布情況見圖1。

1.2" 方法

1.2.1" 相關分析法

相關分析是一種統計方法，用于研究兩個或多個變量之間是否存在某種統計上的聯系，這種聯系可以是正相關、負相關或者無相關。相關分析可以幫助理解變量之間的關系；相關系數是衡量兩個變量之間線性關系強度和方向的指標，最常用的相關系數是皮爾遜相關系數，其值范圍在-1～1，接近1或-1的值表示強相關，而接近0的值表示弱相關或無相關。通常需要對相關系數的顯著性進行檢驗，以排除相關性僅僅是由隨機變化引起的。使用相關分析法分析杧果生產與氣象要素的關系。

1.2.2" 杧果氣象產量分離

作物產量通常由趨勢產量、氣象產量和隨機產量組成。隨機產量可忽略不計，采用5年滑動平均值法[11]分離出杧果單產趨勢產量，進而得到杧果實際氣象產量。

1.2.3" 高分辨率氣候要素空間分布模擬

氣象要素數據是多種地學模型和氣候學的基礎，氣象觀測站點是獲得準確的氣候要素數據的直接途徑。研究區內現有氣象觀測站點32個，主要分布于各鄉鎮、街道核心區域，在空間及距離上還不能完全滿足提供氣象要素觀測數據的需求，特別是在山區，由于通訊、地形等條件限制，氣象觀測數據的獲取還存在空白區域。在實際研究中，由于成本、資源等條件限制，不可能對全部未知區域加以測量，更多只能得到有限數量的采樣點的數據。因此，可以考慮選取合適的空間采樣點，利用一定數學模型，依據已知采樣點數據對研究區域所有位置的未知屬性信息加以預測，即氣象要素數據空間插值。空間插值即是一種將離散點測量數據轉換為連續數據曲面的常用方法，常用的空間插值方法有：反距離加權插值、克里格插值、樣條函數插值、多項式插值、梯度距離反比插值和趨勢面插值等[12-18]。各種空間插值方法應用在不同的研究領域有不同的優缺點。此次選擇反距離加權法進行插值計算。反距離加權法通過各已知點自身實際數值及待插點的權重實現插值，公式如下：

ωi=[d-pi0i=1nd-pi0] （1）

W（x0，y0）=[i=1nωi×Z（xi，yi）] （2）

（1）式中，ωi為第i個已知點對待插點（x0，y0 ）的權重，di0為二者間距離，n為已知點個數，p為冪參數；（2）式中，W（x0，y0 ）為待插點（x0，y0）的插值，Z（xi，yi ）為第i個已知點對應屬性數值。取初始p=2，并依據插值效果適當對其加以調整。

2" 結果與分析

2.1" 杧果生產與氣象要素的關系

杧果產量選擇貴妃和三年杧，氣象要素數據以杧果種植面積較大的澧江、甘莊街道、曼來鎮12月至次年6月的觀測資料為主。用杧果生產產量數據和同步氣象要素觀測數據（氣溫、濕度、降水、日照），按年取得滑動平均值，并進行數據標準化轉換，用SPSS軟件進行相關性分析，分析結果見表1、表2。

由表1可以看出，無論是澧江、甘莊，還是曼來，貴妃杧產量與空氣溫度、日照總體呈正相關關系，且溫度相關系數通過了0.01顯著性水平檢驗；貴妃杧產量與空氣相對濕度、降水總體呈負相關關系，相關系數沒有通過0.05顯著性水平檢驗。因此，影響貴妃杧產量的氣象因子主要是空氣溫度和日照，且空氣溫度與杧果產量的相關性更明顯。

由表2可以看出，無論是澧江、甘莊，還是曼來，三年杧產量與空氣溫度、日照總體呈正相關關系，且溫度相關系數通過了0.01顯著性水平檢驗；三年杧產量與空氣相對濕度、降水總體呈負相關關系，相關系數沒有通過0.05顯著性水平檢驗。因此，影響三年杧產量的氣象因子主要是空氣溫度和日照，且空氣溫度與三年杧產量的相關性更明顯。

2.2" 杧果發育期溫度指標的計算

從以上貴妃杧和三年杧產量與氣象要素的關系分析得出，氣溫是影響杧果產量的主要氣象因子。根據農業部門提供的杧果種植相關資料，本次選擇種植歷史悠久、面積較大的三年杧為例，用農業部門提供的杧果發育期計算平均發育期，再結合杧果主要種植區實際田間觀測值訂正平均發育期；從杧果實際產量中分離出單產趨勢產量，進而得到杧果單產氣象產量；根據氣象產量將對應的氣候年景劃分為豐年、平年、歉年，分別統計出豐年、平年、歉年杧果各發育期的日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫。杧果各物候期的最適溫度上、下限分別用豐年同期溫度統計結果來確定；杧果各物候期的生長適宜上、下限分別用平年同期溫度統計結果來確定；杧果各物候期的受害、死亡溫度分別用歉年同期溫度統計結果來確定。最終各物候期溫度指標見表3。

2.3" 杧果氣候適宜性指標分析

通過對杧果生產觀測資料與氣象要素的相關性分析發現，溫度是影響杧果生長的主要氣象因子，決定杧果的生存與分布。根據農業部門杧果生產田間觀測資料，初花期和末花期是杧果發育期中兩個重要階段，也是決定杧果產量和品質的主要生長時期。以初花期和末花期為例進行氣候適宜性指標的制訂，并在此基礎上進行元江杧果種植氣候適宜性分析。在杧果初花期和末花期溫度指標的基礎上，根據生產實際，將元江杧果種植區劃分為適宜、次適宜和不適宜氣候區，具體指標見表4。

2.4" 杧果種植精細化氣候適宜性分析

按照杧果初花期和末花期分別整理32個氣象觀測站點溫度觀測資料，對數據進行標準化處理，使用ArcGIS空間分析功能進行反距離權重插值運算，結合研究區DEM數字高程模型進行空間疊加計算，對結果進行小地形訂正后，得到元江杧果種植氣候適宜性分布網格圖（見圖2）。

從杧果種植氣候適宜性分析結果可以看出：1）元江杧果種植適宜區主要集中在元江河（紅河流域）周邊的澧江、甘莊街道及曼來鎮的低熱河谷區，分布面積約1.2萬hm2；2）次適宜區位于澧江、甘莊街道、曼來鎮海拔較高地段，以及龍潭、洼垤、咪哩鄉的少部分區域，分布面積約4 000 hm2；3）元江縣域內杧果適宜種植區占縣域面積比例較小，杧果適宜種植區和次適宜種植區面積占元江水果種植面積的52%左右。

3" 討論

通過杧果生產與氣象要素的相關分析得出，溫度是影響杧果生長的主要氣候因子。分析杧果生長各物候期溫度指標，使用反距離權重插值方法，結合下墊面地形因子進行空間模擬計算，較合理地分析了元江杧果適宜、次適宜和不適宜種植區，結果與實際較一致。

在分析指標的選取上，氣象要素只考慮了相關性較高的溫度這個主要因子，杧果品種選擇了資料較全的貴妃杧和三年杧，因此分析結果有一定的局限性。今后將逐步分析更多的氣候要素（如降水、日照等）對杧果生產的影響，針對不同的杧果品種，建立復合型空間計算指標系統，對分析結果進行優化和完善，使其更加符合生產實際。

杧果適宜種植區也存在遭受低溫、干旱等氣象災害影響的可能。因此，實際生產中應根據實際情況，采取適當的防護措施應對不利氣候事件造成的危害，做到科學種植。

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（責任編輯：易" 婧）

基金項目：國家自然科學基金項目（42061038）。

作者簡介：王寶（1972—），碩士，高級工程師，主要從事應用氣象研究。E-mail：18108776501@163.com。