基于GIS技术的崇左市宽皮柑橘种植气候区划

蒋亚平，张玲玲，詹莹玉，李华实，农明哲

(1.广西壮族自治区崇左市气象局，广西 崇左 532200；2.广西壮族自治区人工影响天气办公室,广西 南宁 530000)

0 引言

近年来，国内外众多学者对于气象促进农业生产方面的研究越来越多，詹沛刚[1]等在研究安顺市山药栽培气候资源利用率时发现将山药播种期从传统的3月11日—31日提前至2月23日—3月14日，可多获得早春39 h日照时间，可提高山药产量；赵晨曦[2]等在利用GIS技术研究贵州番茄需水量时空分布特征时发现贵州番茄需水量空间分布呈现由西南到东北逐渐减小的趋势，为番茄生产供水提供了一定的指导意义。本文主要是针对广西崇左市宽皮柑橘种植区划研究。

柑橘是世界上种植最多的一种果树，其颜色鲜亮、口味甜美、营养价值高，而宽皮柑橘是柑橘种类中最重要的一种，具有较高的经济价值，且其易于剥皮食用广受大家喜爱；我国宽皮柑橘种植分布主要位于20°～40°N，主要种植区包括：湖南、广西、广东、重庆、江西等地；崇左市位于广西西南边陲，毗邻越南，辖内气候适宜，非常有利于种植宽皮柑橘，且具有较多的边境口岸。近年来，随着一大批优质宽皮柑橘品种的的引进，崇左市柑橘产业快速发展，逐渐成为宽皮柑橘种植大市，每年均有大量的橘子销往各地，柑橘经济收益成为农民的重要收入来源，鼓励和促进崇左市柑橘种植业的发展也是政府的一项重要工作。

本文通过GIS技术对崇左市宽皮柑橘种植作出气候区划，在一定程度上说明了崇左市种植宽皮柑橘的优厚条件，可为崇左市宽皮柑橘品种种植布局提供一定的科学依据，对促进崇左市的经济发展具有重大意义。

1 崇左市基本情况

1.1 地理位置及地形地貌

崇左市位于广西壮族自治区西南部，地里坐标在21°36′～23°22′N、106°33′～108°6′E之间，东及东南部与广西南宁市、钦州市相接，北邻广西百色市，西部与越南接壤，是广西边境线最长的地级市，也是中国边境口岸最多的城市。

崇左市山区多，且多是喀斯特地貌，地形复杂，地势大致呈西北及西南略高，向东倾斜，中部被左江及支流切割，形成错综合颁的丘陵平原。

1.2 气候概况

崇左市地处北回归线以南，属亚热带湿润季风气候区，气候特点是：气温高，日照充足，雨量充沛但分布不均匀，长夏无冬，春秋相连，无霜期长。主要气象灾害有：暴雨、台风、干旱、洪涝、高温、霜冻、冰雹和大风等。

降水：平均年降水量为1 279 mm，年雨日平均为154 d。干、湿季节变化明显，降水各季节分布不均匀，降水量集中于夏半年。

气温：崇左市年平均气温为21.7 ℃。最热月为7月，平均气温为28.0 ℃，最冷月为1月，平均气温为13.4 ℃，极端最高气温为41.6 ℃，极端低温为-1.3 ℃。

日照：平均年日照时数为1 603 h。8月最多，月平均日照时数为193 h，2月最少，日照时数为仅58 h。

(7)为避免可能出现的底流排放管道和阀门的堵塞，新装备采用了底流无障碍排放装置设计，减少和避免阀门和管道的堵塞和磨损，达到最好的使用效果。

1.3 崇左市宽皮柑橘种植情况

近年来，随着一大批优质宽皮柑橘品种的引进，崇左市柑橘产业快速发展，农业部门统计，到2018年11月，全市共种植柑橘9 466.7 hm2，其中宽皮柑橘6 900 hm2，种植地主要集中在江州区和扶绥县。

2 宽皮柑橘生长发育特点及气候条件分析

宽皮柑橘，又名黄果、广柑、橘子等，是云香科柑橘亚科中的一种常绿果树，果如其名，果皮相当的宽松。宽皮柑橘性喜温暖湿润，适应于日照充足、降水较多、冬无严寒、夏无酷暑的地区生长，因此广泛栽培于热带、亚热带和亚热带与温带的交界地区，我国较著名的品种有：椪柑、蜜橘、砂糖桔等。

宽皮柑橘果树生长发育、开花结果与温度、日照、水分(湿度)、土壤以及风、海拔、地形和坡向等环境条件紧密相关。

2.1 温度

柑橘生长发育要求12.5～37 ℃的温度。秋季花芽分化要求昼夜温度分别为20 ℃左右和10 ℃左右，根系生长的土温与地上部大致相同。高低温均不利于宽皮柑橘的生长发育,气温、土温高于37 ℃时，果实和根系停止生长。

2.2 光照

宽皮柑橘是耐阴性较强的树种，但要优质丰产需要足够的日照。宽皮柑橘在生长发育过程中平均日照一般要求在1 200～2 200 h·a-1左右，且不同生育期对日照的要求不同；较好的日照条件会让柑橘的糖分含量变高，酸度含量变低，这样会让柑橘的品质得到保证。

2.3 水分

宽皮柑橘在生长发育过程中，需要正常年降雨量在1 000 mm左右，最适宜在900～1 300 mm，土壤的含水量在60%～80%最为适合，种植柑橘，需注意控制好土壤水分，防止出现积水。

2.4 土壤

柑橘对土壤的适应范围较广，紫色土、红黄壤、沙滩和海涂，PH值4.5～8均可生长，以PH值5.5～6.5为最适宜。柑橘根系生长要求较高的含氧量，以土壤质地疏松，结构良好，有机质含量2%～3%，排水良好的土壤最适宜。

3 数据来源及处理

3.1 气象资料来源

基础气象资料为崇左市内及周边共20个国家气象站累积30 a历史资料，资料年限为1986—2015年，各自动站历史资料包括温度、湿度、降水量、日照等气象资料。

3.2 地理信息资料来源

采用国家基础地理信息中心提供的1∶25万崇左市基础地理数据和30 m×30 m分辨率的广西数字高程模型数据(DEM)。利用ArcGIS软件将图片格式的崇左市各县(区、市)边界转换成便于处理的地理信息数据点文件，另外，经度、纬度、坡度、坡向和高度均通过ArcGIS软件中的空间分析工具提取，并按照相关要求处理。

3.3 数据处理

通过编程对历史资料进行处理，获得所需数据，利用SPSS多元回归确定指标模型，利用ArcGIS对资料进行处理，如数据格式转换、拼接，矢量和栅格数据生成和筛选，坡度、坡向的计算等，其中差值方法使用反距离权重差值(IDW)，并最终将各指标模型的空间分布图画出。

4 指标

影响宽皮柑橘生长的要素有很多，本文主要考虑影响柑橘生长的气候条件，并结合本地柑橘多年生长特点和实际种植情况，一般来说年日照在1 200～2 200 ℃左右最为适宜，但根据近几年崇左市柑橘产量与年日照对比情况，参考相关书籍和文献[3-5,7,9]的研究成果，咨询本地专家和种植户，确定了崇左市宽皮柑橘种植最适宜年日照在1 285～2 200 ℃；其他指标均采用此类方法，最终确定了崇左市宽皮柑橘种植气候区划指标(表1)，而前文提及宽皮柑橘在生长发育过程中，需要正常年降雨量在1 000 mm左右,最适宜在900～1 300 mm，崇左市各地年降雨量几乎均在最适宜种植范围内，因此不予考虑年降雨量区划因子。

表1 崇左市宽皮柑橘种植气候区划指标Tab.1 Climate regionalization indicators of wide-skinned citrus planting in Chongzuo City

根据柑橘生长发育特点及前文区划指标，利用SPSS统计软件，采用多元线性回归分析方法，最终确定了指标模型(表2)，本文主要考虑的影响因子有：经度、纬度、海拔高度、坡度和坡向。本文选取的数据资料来源于崇左市内及周边共20个国家气象站，因此分析的样本数量为20；从表2可以看出，决定系数R2均较大，表明模型方程具有较好的拟合优度，F值均较大，说明方程的显著较好。

表2 指标模型Tab.2 Index model

注：Y为各区划因子，h为海拔高度，φ为经度，λ为纬度，κ为坡度，μ为坡向。

5 主要技术方法简介

本文区划图制作主要是基于ArcGIS软件，首先收集相关数据资料并进行预处理，数据资料主要包括：崇左市基础地理信息数据、崇左市辖内及周边气象数据、宽皮柑橘种植气候条件数据等，然后选择区划因子并确定区划指标，利用SPSS软件中多元回归分析确定分析模型，利用ArcGIS获取各个气候要素的空间栅格图像，并进行空间叠置分析，最终得出崇左市宽皮柑橘种植气候区划图。具体技术路线见图1。

图1 崇左市宽皮柑橘种植气候区划技术路线Fig.1 Technology roadmap of wide-skinned citrus planting in Chongzuo City

6 区划结果

将崇左市宽皮柑橘种植气候区分为：最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区4个等级；根据上述分析方法，最终得到崇左市宽皮柑橘种植气候区划结果，如图2。

崇左市大部分地区均为气候条件适宜种植区，次适宜区和不适宜区分布较少。

最适宜种植区：从图中可以看出崇左市宽皮柑橘的最适宜种植区主要位于崇左市天等县大部、大新县北部和东部、宁明县南部，这些地方热量资源均较丰富，光照充足，且全年温度均较适宜，利于宽皮柑橘的生长发育。

适宜种植区：主要分布于崇左市的扶绥县、龙州县、江州区、凭祥市的大部。

图2 崇左市宽皮柑橘种植气候区划Fig.2 Climate regionalization of wide-skinned citrus planting in Chongzuo City

7 结论与不足

本文通过利用GIS技术对崇左市宽皮柑橘种植气候区划的研究，发现：

①气候条件对于宽皮柑橘的生长发育具有很大的影响，其中最重要是温度和光照，宽皮柑橘最适合种植在温度适宜，光照充足的地方。

②通过区划结果我们发现，崇左市大部分地区均为宽皮柑橘较适宜种植区，最适宜种植区分布在崇左市北部的天等、大新和南部的宁明南部等地。

③崇左市为宽皮柑橘种植大市，每年均有大量的橘子销往全国各地，柑橘经济收益成为农民的重要收入来源，鼓励和促进崇左市柑橘种植业的发展也是政府的一项重要工作；本文通过GIS技术对崇左市宽皮柑橘种植作出气候区划，在一定程度上说明了崇左市种植宽皮柑橘的优厚条件，可为崇左市宽皮柑橘品种种植布局提供一定的科学依据，对促进崇左市的经济发展具有重大意义。

本文区划主要以气候因子作为主要指标，但崇左市地形地貌复杂多样，且宽皮柑橘的生长除与气候条件有关外，还与热量、地质、土壤、种植技术等多种因素有关，综合考虑各方面因素影响的区划结果可能更准确，与实际更相符。