基于GIS技术的广西冬种马铃薯气候区划研究

摘要

广西由于具有优越的冬季气候条件、充足的冬闲土地以及时令、区位的优势，成为我国冬季马铃薯生产第一大省区。在广西全区进行冬种马铃薯气候适宜性区划，对于充分发挥全区丰富的气候资源优势、调整种植布局、实现冬种马铃薯高产稳产、促进冬种马铃薯经济效益的提高、保障广西粮食安全均具有十分重要的意义。本研究以马铃薯气候生态条件和广西冬季气候资源数据为基础，结合前人研究和生产实际资料，选取冬种马铃薯气候区划指标因子，包括80％保证率的极端最低气温和霜日数、1～2月的平均气温、80％保证率的日平均气温≥5℃的积温、80％保证率的日平均气温≥10℃的日数、11～3月降水量;利用逐步回归统计方法建立各个区划指标的空间推算模型，空间分析模型考虑了台站经纬度、海拔高度等地理因子的影响，应用GIS技术实现区划指标的精细化，突破了传统气候区划中气象资料以点代面的局限，使区划结果比传统区划更为精细、更符合实际，更有利于指导冬种马铃薯高产稳产优质和优化布局。每个区划指标分4个等级，即最适宜、适宜、次适宜、不适宜。应用GIS技术进行区划指标的小网格推算及冬种马铃薯气候适宜区的精细划分，最后探讨了未来气候变暖背景下冬种马铃薯气候适宜区划的建议。所获主要结果如下:
　　 (1)广西冬耕季农业气候资源地域分布特点:平均温度由南向北递减，由河谷、平原向丘陵山区递减;积温南多北少，河谷平原多，丘陵山区少。热量资源优势地区主要在南部，以及右江河谷一带。降水量的分布具有东多西少，北多南少的特点，降水量多的地区主要在东部和东北部，而左、右江河谷地区及桂西北降水较少。日照时数的分布具有南多北少，河谷平原多，丘陵山区少的特点，光资源优势地区主要在东南部、西北部和南部沿海一带。
　　 (2)广西冬耕季农业气候资源年际变化特征:全区气温呈明显的上升趋势，其中平均最低气温升温比较显著。气温增高，热量资源也呈增加趋势。月平均气温、平均最高气温增幅最大主要在桂东和桂南，平均最低气温、日平均气温≥10℃日数增幅最大主要在桂西和桂北。降水量呈微弱增多趋势，增幅明显的区域主要在桂东和桂西南，沿海、桂西北及河池市东部的降水量减少。日照时数呈减少趋势，减幅最大主要在横县、南宁、来宾和玉林等地。
　　 (3)广西冬种马铃薯最适宜的地区以沿海地区、桂东南及南宁市的部分县市为主，可发展为大面积推广种植的主产区，充分发挥该区冬季的气候资源优势，进一步提高马铃薯的经济效益。适宜区以桂东南、桂西南地区为主，宜推广抗寒品种进行适度规模种植，同时需加强防寒防冻、保水和灌溉措施，确保马铃薯稳产高产。次适宜区以桂西南和河池市及右江河谷的部分县（区）为主，该区冬种马铃薯风险大，可零星种植抗寒、抗旱性强的马铃薯品种。不适宜区以桂中以北大部地区、百色市高寒山区为主。
　　 (4)气候变化背景下，未来30年广西冬种马铃薯种植气候最适宜区、适宜区和次适宜区有较为明显的向北迁移、向低纬高海拔地区迁移之动态变化趋势，并且面积也在逐渐增加;而不适宜区面积大幅度减少。因此，应调整冬种马铃薯的布局，扩大马铃薯种植面积，优化和调整马铃薯生产基地的种植规划。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．1．1 研究区概况

1．1．2 广西冬种马铃薯历史沿革、现状

1．2 研究的目的与意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 农业气候区划研究进展

1．3．2 基于GIS的农业气候区划研究进展

1．3．3 马铃薯气候区划研究进展

1．4 主要研究内容与技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 研究技术路线

2 材料与方法

2．1 应用数据

2．1．1 气象数据

2．1．2 基础地理信息数据

2．2 研究方法

2．2．1 气象数据分析方法

2．2．2 气候区划指标确定及气候适宜区的划分方法

2．2．3 空间分析模型的建立

2．2．4 冬种马铃薯专题区划图制作

3 马铃薯与气候条件的关系

3．1 马铃薯与热量条件的关系

3．2 马铃薯与水分条件的关系

3．3 马铃薯与光照条件的关系

3．4 影响马铃薯生长发育的主要气象灾害

3．4．1 寒害和冻害

3．4．2 干旱

3．4．3 连阴雨

4 结果与分析

4．1 广西冬耕季农业气候资源的时空特征分析

4．1．1 广西冬耕季农业气候资源空间分布特征

4．1．2 广西冬耕季农业气候资源时间变化特征

4．2 广西冬种马铃薯主产地气候适宜性分析

4．2．1 热量条件对马铃薯生产的影响

4．2．2 水分条件对马铃薯生产的影响

4．2．3 光照条件对马铃薯生产的影响

4．3 基于GIS技术的广西冬种马铃薯气候区划

4．3．1 广西冬种马铃薯气候区划指标的确定

4．3．2 区划指标的空间分析模型建立

4．3．3 区划指标的小网格推算及专题图制作

4．3．4 区划结果分析

4．4 未来气候变化对广西冬种马铃薯区划的影响及建议

4．4．1 未来气候变化情景下广西冬季气候资源预估

4．4．2 未来气候变化对广西冬种马铃薯区划的影响

4．4．3 气候变化背景下，未来广西冬种马铃薯优化布局的建议

5 全文结论与讨论

5．1 结论

5．2 讨论与展望

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间科研、学术活动、论文发表和专利发明等情况