王雪麗+錢慧慧+陳雨琪+黃智剛

摘要：為提高廣西甘蔗生產(chǎn)水平，合理開(kāi)發(fā)自然資源，在GIS技術(shù)和FAO農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域法（AEZ）的支持下對(duì)廣西甘蔗生產(chǎn)的光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行估算。結(jié)果表明，廣西甘蔗光合生產(chǎn)潛力的均值為183.27 t/hm2，理論值范圍為169.03～201.33 t/hm2，開(kāi)發(fā)度均值為37.31%；光溫生產(chǎn)潛力均值為175.51 t/hm2，理論值范圍為154.19～200.75 t/hm2，開(kāi)發(fā)度均值為39.12%；氣候生產(chǎn)潛力均值為165.88 t/hm2，理論值范圍為142.94～197.21 t/hm2，開(kāi)發(fā)度均值為41.71%。由此可知，廣西甘蔗生產(chǎn)潛力理論值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，開(kāi)發(fā)前景廣闊。

關(guān)鍵詞：ArcGIS；AEZ模型；甘蔗生產(chǎn)潛力；開(kāi)發(fā)度；廣西壯族自治區(qū)

中圖分類號(hào)：S566.1；F301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）19-4614-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.19.028

Evaluation of the Potential Productivity of Sugarcane in Guangxi Zhuang Autonomous Region based on the GIS

WANG Xue-li， QIAN Hui-hui， CHEN Yu-qi， HUANG Zhi-Gang

（College of Agricultural Science， Guangxi University， Nanning 530004， China）

Abstract： In order to improve the production level of sugarcane in Guangxi Zhuang Autonomous Region and promote the rational exploitation， the sugarcane production potentialities of photosynthesis， temperature， climate were estimated under the support of GIS and FAO in Guangxi. Results showed that the average potential of photosynthetic production was 183.27 t/hm2. The theoretical value of photo-thermal potential for sugarcane production in Guangxi was 169.03～201.33 t/hm2. The average potential of development capacity was 37.31%. The average photo-thermal potential was 175.51 t/hm2. The theoretical value of photo-thermal potential for sugarcane production in Guangxi was 154.19～200.75 t/hm2. The average potential development capacity was 39.12%. The average climatic productivity potential was 165.88 t/hm2. The theoretical value of climatic potential for sugarcane production in Guangxi was 142.94～197.21 t/hm2. The average potential of development capacity was 41.71%. The difference between practical sugarcane productivity and potential sugarcane productivity was still big， indicating that there was wide prospect in the development and utilization of sugarcane.

Key words： ArcGIS；AEZ model；sugarcane potential productivity；development degree； Guangxi Zhuang Autonomous Region

作物生產(chǎn)潛力是指一個(gè)地區(qū)的作物在理想的環(huán)境下所能達(dá)到的最高理論產(chǎn)量[1]。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)作物生產(chǎn)潛力進(jìn)行了大量研究[2-4]，提出并推廣了多種潛力估算模型，其中應(yīng)用最為普遍的是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦的農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)劃法模型。近年來(lái)，為給作物生產(chǎn)潛力的研究提供有效的手段和方法，已有很多學(xué)者嘗試將農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)劃法模型與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，成為目前生產(chǎn)潛力研究的焦點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)約有35%的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力評(píng)估采用AEZ模型[5]。

甘蔗是中國(guó)最主要的糖料作物，以甘蔗為主要原料的蔗糖產(chǎn)業(yè)已成為廣西發(fā)展的優(yōu)勢(shì)和特色產(chǎn)業(yè)[6]，廣西作為全國(guó)重點(diǎn)糖業(yè)生產(chǎn)基地，糖蔗產(chǎn)量、產(chǎn)糖量及種植面積近年來(lái)已躍居全國(guó)第一位，成為中國(guó)最大的糖業(yè)生產(chǎn)基地。廣西糖料蔗種植面積98.9萬(wàn)hm2，年產(chǎn)糖量941萬(wàn)t，廣西甘蔗種植面積占全國(guó)甘蔗種植總面積的63.0%，甘蔗糖產(chǎn)量占全國(guó)甘蔗糖總產(chǎn)量的68.6%。近年來(lái)，廣西的糖料蔗生產(chǎn)已成為大部分市（縣）的支柱產(chǎn)業(yè)和特色產(chǎn)業(yè)。為確保甘蔗產(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和高收益，挖掘甘蔗的生產(chǎn)潛力是關(guān)鍵。另一方面，對(duì)廣西甘蔗的生產(chǎn)潛力的研究較少，也無(wú)系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力資源利用效率評(píng)價(jià)。為此，以廣西氣象資料為基礎(chǔ)，在GIS支持下，采用AEZ模型定量計(jì)算廣西甘蔗作物的各層次生產(chǎn)潛力，并結(jié)合大田生產(chǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出基于縣域尺度的各層次甘蔗的生產(chǎn)潛力和生產(chǎn)潛力的開(kāi)發(fā)度，以期為廣西甘蔗生產(chǎn)的研究打下一定的基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)自然環(huán)境條件及種植概況

廣西壯族自治區(qū)地處中國(guó)華南沿海地區(qū)，位于104°26′—112°04′E，20°54′—26°24′N之間，北回歸線貫穿全區(qū)中部。處于被稱為中國(guó)地勢(shì)第二級(jí)階梯的云貴高原的東南邊緣，兩廣丘陵的西部，南邊朝向北部灣。整個(gè)地勢(shì)為四周多山地與高原，而中部與南部多為平地，因此地勢(shì)自西北向東南傾斜，西北與東南之間呈盆地狀，素有“廣西盆地”之稱。廣西地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤(rùn)，熱量豐富。各地年≥10℃積溫5 000～8 000 ℃，是全國(guó)最高積溫省區(qū)之一。如此豐富的熱量資源，為廣西甘蔗的種植提供了有利條件。

試驗(yàn)以國(guó)家氣象局提供的廣西壯族自治區(qū)15個(gè)氣象站點(diǎn)（圖1）1980—2005年日氣象資料為基礎(chǔ)，采用AEZ法定量計(jì)算甘蔗的光合、光溫生產(chǎn)潛力，并結(jié)合《廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》1980—2012年的各縣（市）大田生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在ArcGIS 10.0軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)廣西甘蔗生育期的光合、光溫資源利用效率的空間分析與評(píng)價(jià)。

2 廣西甘蔗生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)模型

計(jì)算作物生產(chǎn)潛力的AEZ模型是世界上最廣泛使用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)模型。該模型是由Kassam等在Wageningen模型的基礎(chǔ)上，于20世紀(jì)70年代在IIASA及FAO等機(jī)構(gòu)的支持下，為農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域項(xiàng)目制定的計(jì)算作物光、溫、水潛力的一種方法。AEZ方法不僅同時(shí)涉及了光、溫、水、土等影響生物產(chǎn)量形成的因素及指標(biāo)，還考慮了作物類型在不同生長(zhǎng)條件下產(chǎn)量形成的差異，使估算結(jié)果更接近實(shí)際，因而世界上不少國(guó)家采用此方法開(kāi)展了相關(guān)研究[7]。同時(shí)AEZ方法的基礎(chǔ)資料較易獲得，計(jì)算方便，其結(jié)果能夠較好地反映地區(qū)作物生產(chǎn)潛力的多年平均狀況，據(jù)此制定農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略決策科學(xué)可行。經(jīng)過(guò)30多年的推廣和應(yīng)用，該模型在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用[8]。因此，本研究將AEZ方法和ArcGIS結(jié)合對(duì)廣西甘蔗的生產(chǎn)潛力進(jìn)行估算。

2.1 光合生產(chǎn)潛力

在作物群體結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)勢(shì)、農(nóng)業(yè)措施及環(huán)境條件均處于最佳狀態(tài)時(shí)，由作物的光合效率所決定的單位面積的最高產(chǎn)量，稱為光合生產(chǎn)潛力（yo），亦稱為作物生物學(xué)產(chǎn)量。

2.1.1 日傾角？啄 日傾角計(jì)算見(jiàn)公式（1）。

？啄=0.040 93sin■（1）

式中，J是日序數(shù)，逐日累加。

2.1.2 日照時(shí)數(shù)角？覣s日照時(shí)數(shù)角計(jì)算見(jiàn)公式（2）。

？覣s=cos-1（-tan？準(zhǔn)tan？啄）（2）

式中，？準(zhǔn)是地理緯度。

2.1.3 大氣邊緣輻射Ra大氣邊緣輻射計(jì)算見(jiàn)公式（3）和公式（4）。

？覣s=37.6dr（sin？準(zhǔn)sin？啄+cos？準(zhǔn)cos？啄sin？覣s）（3）

dr=1+0.033cos■（4）

式中，dr為日地距離。

2.1.4 實(shí)測(cè)射入的短波輻射Rg實(shí)測(cè)射入的短波輻射計(jì)算見(jiàn)公式（5）。

Rg=Kr（Tmax-Tmin）0.5Ra（5）

式中，Rg為實(shí)測(cè)射入的短波輻射，Tmax為日最高氣溫（℃），Tmin為日最低氣溫（℃），Kr是溫度調(diào)節(jié)系數(shù)（℃-1/2），沿海地區(qū)為0.19，在內(nèi)陸地區(qū)通常取0.17。

2.1.5 光合生產(chǎn)潛力 光合生產(chǎn)潛力計(jì)算見(jiàn)公式（6）和公式（7）。

YO=foyo+（1-fo）yc （6）

fo=（Ac-0.5Rg）/0.8Ac （7）

計(jì)算甘蔗在給定地區(qū)全晴天的日同化速率（yc）和全陰天的日同化速率（yo），最后用云遮日的時(shí)間（fo）來(lái)校正，得到作物每日總干物質(zhì)生產(chǎn)量（YO）。式中，Ae為晴天最大有效射入短波輻射[J/（cm2·d）]，yo、yc、Ae查表可得。

2.2 光溫生產(chǎn)潛力

光溫生產(chǎn)潛力是在一定的光、溫條件下，其他因素處于最適宜狀態(tài)，作物利用當(dāng)?shù)氐墓狻刭Y源的潛在生產(chǎn)力。本研究采用AEZ模型計(jì)算：

1）當(dāng)ym>20 kg/（hm2·h）時(shí)，

Ymp=cLcNcHG[F（0.8+0.011ym）yo+（1-F）（0.5+0.025ym）yc] （8）

2）當(dāng)ym<20 kg/（hm2·h）時(shí)，

Ymp=cLcNcHG[F（0.5+0.025ym）yo+（1-F）×0.05ymyc] （9）

式中，Ymp為作物的光溫生產(chǎn)潛力（kg/hm2）；cL為作物在時(shí)間上和葉面積上的生長(zhǎng)校正系數(shù)；cN為凈干物質(zhì)生產(chǎn)量的校正系數(shù)；cH為作物收獲指數(shù)；G為作物的全生育期天數(shù)；ym為作物的干物質(zhì)生產(chǎn)率[kg/（hm2·d）]；yo、yc參照公式（1）。表1數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[9]和[10]。

2.3 氣候生產(chǎn)潛力

氣候生產(chǎn)潛力是光溫生產(chǎn)潛力受自然降水條件限制而衰減后的作物生產(chǎn)量，故也稱作光溫水生產(chǎn)潛力。

2.3.1 參考作物蒸散量ET0 由于氣溫對(duì)參考作物蒸散量的影響較大，在氣象數(shù)據(jù)不全，只有氣溫?cái)?shù)據(jù)的條件下，通常采用Hargreaves方法來(lái)計(jì)算參考作物蒸散量。公式（10）中：C0=0.000 939

Hargreaves公式為：

ET0（Har）=C0（Tmax-Tmin）0.5（T+17.8）Ra （10）

2.3.2 氣候生產(chǎn)潛力Yc 采用AEZ模型計(jì)算：

Yc=Ymp■Iyi （11）

Iyi=[1-Kyi（1-■）] （12）

式中，Yc是氣候生產(chǎn)潛力（kg/hm2）；r為作物生育期的階段個(gè)數(shù)；i=1，2，…，r，Ky產(chǎn)量反映系數(shù)；ETa是實(shí)際蒸散量；ET0是參照作物蒸散量。

2.4 光合、光溫、氣候潛力及開(kāi)發(fā)度

目前廣西甘蔗生產(chǎn)的水分利用效率由于受生產(chǎn)環(huán)境和種植措施等多種因素的綜合影響，部分地區(qū)較高，但是大部分地區(qū)還較低，主要表現(xiàn)為甘蔗的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力與氣候生產(chǎn)潛力之間差距較大。潛力的開(kāi)發(fā)度（即作物的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力占潛在生產(chǎn)力的百分率）不僅可作為衡量農(nóng)田作物生產(chǎn)潛力利用程度的量化指標(biāo)， 而且還可作為農(nóng)業(yè)資源利用效率和農(nóng)業(yè)技術(shù)水平高低的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。其計(jì)算公式為：

R=YA/YP×100% （13）

式中，R為生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度（%），YA為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力（t/hm2），YP為光合、光溫、氣候、現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)潛力（t/hm2）。

表2中的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力是《2012年廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》中各地（市）的甘蔗平均產(chǎn)量，2012年廣西甘蔗總產(chǎn)量是1949—2012年多年來(lái)甘蔗總產(chǎn)量的最大值，因此采用2012年各市甘蔗產(chǎn)量的平均單產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比，能更好地探查廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力的開(kāi)發(fā)程度，掌握了解目前現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力與氣候生產(chǎn)潛力的差距。

3 廣西甘蔗的生產(chǎn)潛力

3.1 光合生產(chǎn)潛力

廣西不同地（市）甘蔗光合生產(chǎn)潛力理論值見(jiàn)表2。由表2可以看出，廣西甘蔗光合生產(chǎn)潛力均值為183.27 t/hm2，理論值范圍為169.03～201.33 t/hm2；光合生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度均值為37.31%，最大值出現(xiàn)在玉林，為49.44%，最小值出現(xiàn)在百色，為29.54%。

由圖2可知，整個(gè)廣西的光合生產(chǎn)潛力是南高北低，從北向南呈遞增趨勢(shì)?；趶V西所有縣域尺度的光合生產(chǎn)潛力中，39.77%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值高于廣西的均值；23.86%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值介于160～170 t/hm2之間，36.36%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值在170～180 t/hm2之間，這部分縣（市）是光合生產(chǎn)潛力在未來(lái)增長(zhǎng)較高的區(qū)域。光合生產(chǎn)潛力位于均值以下的縣（市）有53個(gè)，這些縣（市）是光合生產(chǎn)潛力值增長(zhǎng)潛力較高的區(qū)域。其中有50%以上的甘蔗種植區(qū)光合生產(chǎn)潛力利用率低于平均值，由此可知廣西甘蔗的光合生產(chǎn)潛力利用率普遍較低。

3.2 光溫生產(chǎn)潛力

廣西不同地（市）甘蔗光溫生產(chǎn)潛力理論值見(jiàn)表2。由表2可以看出，廣西甘蔗光溫生產(chǎn)潛力的均值為175.51 t/hm2，理論值范圍為154.19～200.75 t/hm2。廣西甘蔗光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度均值為39.12%，最大值出現(xiàn)在玉林，為52.51%，最小值出現(xiàn)在百色，為30.76%，其中有50%以上的甘蔗種植區(qū)光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度低于平均值，由此可知廣西甘蔗的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度普遍較低。其中梧州市的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為34.52%，其生產(chǎn)潛力理論值最大，為200.75 t/hm2。桂林的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為49.58%，生產(chǎn)潛力理論值最小，為154.19 t/hm2，其他地區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力居中。

由圖3可知，在廣西有27個(gè)縣（市）的光溫生產(chǎn)潛力的值位于140～154 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市點(diǎn)的7.95%，這部分縣市是全區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力值增長(zhǎng)最快的區(qū)域；有46個(gè)縣（市）的光溫生產(chǎn)潛力值位于154～168 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市點(diǎn)的52.27%；有17個(gè)縣市的光溫生產(chǎn)潛力值位于168～182 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的19.32%；有11.36%的縣市的光溫生產(chǎn)潛力值位于182～196 t/hm2之間；其余8個(gè)縣市的光溫生產(chǎn)潛力值則位于196～210 t/hm2之間。有60.23%的縣市級(jí)的光溫生產(chǎn)潛力值位于均值以下，這部分縣市是光溫生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)率最高的區(qū)域。

3.3 氣候生產(chǎn)潛力

氣候生產(chǎn)潛力是對(duì)現(xiàn)階段某地區(qū)甘蔗最大的生產(chǎn)能力的反映，即理論生產(chǎn)力。由表2可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論值范圍在142.94～197.21 t/hm2之間，其平均值為165.88 t/hm2，其中甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論最大值出現(xiàn)在欽州，為197.21 t/hm2，最小值出現(xiàn)在玉林，為142.94 t/hm2。

由圖4可知，在廣西所有的縣市中，有5個(gè)縣市的氣候生產(chǎn)潛力位于90～120 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的5.68%；有31個(gè)縣市的氣候生產(chǎn)潛力值位于120～150 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的35.23%；有40個(gè)縣市位于150～180 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的45.45%，其余的占全區(qū)13.64%的12個(gè)縣市則在180～210 t/hm2之間。在廣西所有縣市中有48.86%位于均值以下，這部分縣市是氣候生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)率最大的區(qū)域。

由表2可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度平均值為41.71%，其中有近50%的甘蔗種植區(qū)生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度低于平均值。玉林甘蔗的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力最高，其氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為60.89%。欽州的甘蔗氣候生產(chǎn)潛力最高，其甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為32.59%。廣西的甘蔗主要分布在灌溉不便的山上，其中河池位于廣西的中北部，是廣西降水最少的地方，又易受寒冷凍害的影響，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力在全廣西最低的地方，其甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為33.44%，表明其甘蔗現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力還有很大的開(kāi)發(fā)空間。由以上分析可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，其氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)前景廣闊。

4 小結(jié)與建議

應(yīng)用農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)劃法模型并結(jié)合GIS對(duì)廣西甘蔗生產(chǎn)的光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行估算，結(jié)果表明，廣西不同地（市）甘蔗光合、氣候生產(chǎn)潛力差異較大，光合、氣候生產(chǎn)潛力利用效率有待提高。廣西甘蔗的光合、光溫生產(chǎn)潛力表現(xiàn)為空間分布規(guī)律的一致性，廣西南西部、南部的光合、光溫生產(chǎn)潛力和開(kāi)發(fā)度都相對(duì)較高，如光合、光溫生產(chǎn)潛力和開(kāi)發(fā)度都相對(duì)較高的北海就位于廣西的南部，東北部的光合、光溫生產(chǎn)潛力相對(duì)較低，如河池，其光合、光溫開(kāi)發(fā)度都很低，開(kāi)發(fā)空間較大；氣候生產(chǎn)潛力表現(xiàn)為中南部較高，東北部較低，如桂林、河池等。這就要求在廣西西南部、南部地區(qū)要選擇高產(chǎn)品種，充分發(fā)揮該區(qū)光合、光溫資源潛力，進(jìn)一步提高光能利用率；在東北部地區(qū)要選擇耐寒抗旱的品種，調(diào)整布局，借助現(xiàn)代化學(xué)抗旱技術(shù)提高農(nóng)田水分利用效率，抗旱保水化學(xué)制劑具有增強(qiáng)作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸發(fā)或減少植物葉面蒸騰等作用，可有效提高農(nóng)田水分利用效率，以及因地制宜改變單一的品種種植結(jié)構(gòu)，推行先進(jìn)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)[11]?？傮w而言，廣西各地（市）甘蔗氣候生產(chǎn)潛力值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度不同，平均開(kāi)發(fā)度僅為41.71%，開(kāi)發(fā)潛力空間很大。

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[5] 畢繼業(yè)， 朱道林， 王秀芬， 等. 基于GIS的縣域糧食生產(chǎn)資源利用效率評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008， 24（1）：94-99.

[6] 韋明珠， 黃吉森， 徐 林， 等. 廣西甘蔗科技現(xiàn)狀及建議[J].廣西蔗糖，2011（2）：15-18.

[7] 王秀芬， 尤 飛， 楊艷昭. 基于AEZ模型的黑龍江省玉米生產(chǎn)潛力變化分析[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，40（6）：59-64.

[8] 封志明， 楊艷昭， 張 晶， 等. 從柵格到縣域：中國(guó)糧食生產(chǎn)的資源潛力區(qū)域差異分析[J].自然資源學(xué)報(bào)，2007，22（5）：747-755.

[9] 曲曼麗， 王恩利， 孟兆華， 等. 黃淮海地區(qū)糧棉作物生產(chǎn)力的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1992，7（3）：104-109.

[10] 楊改河， 杜恩社， 徐正余， 等. 西藏土地資源生產(chǎn)能力及人口承載量研究[M].拉薩：西藏人民出版社，1995.

[11] 王龍昌， 謝小玉， 王立祥， 等. 寧南旱區(qū)農(nóng)田作物生產(chǎn)潛力綜合評(píng)價(jià)及其開(kāi)發(fā)對(duì)策[J]. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2004，20（2）：85-88.

目前廣西甘蔗生產(chǎn)的水分利用效率由于受生產(chǎn)環(huán)境和種植措施等多種因素的綜合影響，部分地區(qū)較高，但是大部分地區(qū)還較低，主要表現(xiàn)為甘蔗的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力與氣候生產(chǎn)潛力之間差距較大。潛力的開(kāi)發(fā)度（即作物的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力占潛在生產(chǎn)力的百分率）不僅可作為衡量農(nóng)田作物生產(chǎn)潛力利用程度的量化指標(biāo)， 而且還可作為農(nóng)業(yè)資源利用效率和農(nóng)業(yè)技術(shù)水平高低的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。其計(jì)算公式為：

R=YA/YP×100% （13）

式中，R為生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度（%），YA為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力（t/hm2），YP為光合、光溫、氣候、現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)潛力（t/hm2）。

表2中的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力是《2012年廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》中各地（市）的甘蔗平均產(chǎn)量，2012年廣西甘蔗總產(chǎn)量是1949—2012年多年來(lái)甘蔗總產(chǎn)量的最大值，因此采用2012年各市甘蔗產(chǎn)量的平均單產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比，能更好地探查廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力的開(kāi)發(fā)程度，掌握了解目前現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力與氣候生產(chǎn)潛力的差距。

3 廣西甘蔗的生產(chǎn)潛力

3.1 光合生產(chǎn)潛力

廣西不同地（市）甘蔗光合生產(chǎn)潛力理論值見(jiàn)表2。由表2可以看出，廣西甘蔗光合生產(chǎn)潛力均值為183.27 t/hm2，理論值范圍為169.03～201.33 t/hm2；光合生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度均值為37.31%，最大值出現(xiàn)在玉林，為49.44%，最小值出現(xiàn)在百色，為29.54%。

由圖2可知，整個(gè)廣西的光合生產(chǎn)潛力是南高北低，從北向南呈遞增趨勢(shì)?；趶V西所有縣域尺度的光合生產(chǎn)潛力中，39.77%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值高于廣西的均值；23.86%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值介于160～170 t/hm2之間，36.36%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值在170～180 t/hm2之間，這部分縣（市）是光合生產(chǎn)潛力在未來(lái)增長(zhǎng)較高的區(qū)域。光合生產(chǎn)潛力位于均值以下的縣（市）有53個(gè)，這些縣（市）是光合生產(chǎn)潛力值增長(zhǎng)潛力較高的區(qū)域。其中有50%以上的甘蔗種植區(qū)光合生產(chǎn)潛力利用率低于平均值，由此可知廣西甘蔗的光合生產(chǎn)潛力利用率普遍較低。

3.2 光溫生產(chǎn)潛力

廣西不同地（市）甘蔗光溫生產(chǎn)潛力理論值見(jiàn)表2。由表2可以看出，廣西甘蔗光溫生產(chǎn)潛力的均值為175.51 t/hm2，理論值范圍為154.19～200.75 t/hm2。廣西甘蔗光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度均值為39.12%，最大值出現(xiàn)在玉林，為52.51%，最小值出現(xiàn)在百色，為30.76%，其中有50%以上的甘蔗種植區(qū)光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度低于平均值，由此可知廣西甘蔗的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度普遍較低。其中梧州市的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為34.52%，其生產(chǎn)潛力理論值最大，為200.75 t/hm2。桂林的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為49.58%，生產(chǎn)潛力理論值最小，為154.19 t/hm2，其他地區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力居中。

由圖3可知，在廣西有27個(gè)縣（市）的光溫生產(chǎn)潛力的值位于140～154 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市點(diǎn)的7.95%，這部分縣市是全區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力值增長(zhǎng)最快的區(qū)域；有46個(gè)縣（市）的光溫生產(chǎn)潛力值位于154～168 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市點(diǎn)的52.27%；有17個(gè)縣市的光溫生產(chǎn)潛力值位于168～182 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的19.32%；有11.36%的縣市的光溫生產(chǎn)潛力值位于182～196 t/hm2之間；其余8個(gè)縣市的光溫生產(chǎn)潛力值則位于196～210 t/hm2之間。有60.23%的縣市級(jí)的光溫生產(chǎn)潛力值位于均值以下，這部分縣市是光溫生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)率最高的區(qū)域。

3.3 氣候生產(chǎn)潛力

氣候生產(chǎn)潛力是對(duì)現(xiàn)階段某地區(qū)甘蔗最大的生產(chǎn)能力的反映，即理論生產(chǎn)力。由表2可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論值范圍在142.94～197.21 t/hm2之間，其平均值為165.88 t/hm2，其中甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論最大值出現(xiàn)在欽州，為197.21 t/hm2，最小值出現(xiàn)在玉林，為142.94 t/hm2。

由圖4可知，在廣西所有的縣市中，有5個(gè)縣市的氣候生產(chǎn)潛力位于90～120 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的5.68%；有31個(gè)縣市的氣候生產(chǎn)潛力值位于120～150 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的35.23%；有40個(gè)縣市位于150～180 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的45.45%，其余的占全區(qū)13.64%的12個(gè)縣市則在180～210 t/hm2之間。在廣西所有縣市中有48.86%位于均值以下，這部分縣市是氣候生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)率最大的區(qū)域。

由表2可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度平均值為41.71%，其中有近50%的甘蔗種植區(qū)生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度低于平均值。玉林甘蔗的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力最高，其氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為60.89%。欽州的甘蔗氣候生產(chǎn)潛力最高，其甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為32.59%。廣西的甘蔗主要分布在灌溉不便的山上，其中河池位于廣西的中北部，是廣西降水最少的地方，又易受寒冷凍害的影響，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力在全廣西最低的地方，其甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為33.44%，表明其甘蔗現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力還有很大的開(kāi)發(fā)空間。由以上分析可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，其氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)前景廣闊。

4 小結(jié)與建議

應(yīng)用農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)劃法模型并結(jié)合GIS對(duì)廣西甘蔗生產(chǎn)的光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行估算，結(jié)果表明，廣西不同地（市）甘蔗光合、氣候生產(chǎn)潛力差異較大，光合、氣候生產(chǎn)潛力利用效率有待提高。廣西甘蔗的光合、光溫生產(chǎn)潛力表現(xiàn)為空間分布規(guī)律的一致性，廣西南西部、南部的光合、光溫生產(chǎn)潛力和開(kāi)發(fā)度都相對(duì)較高，如光合、光溫生產(chǎn)潛力和開(kāi)發(fā)度都相對(duì)較高的北海就位于廣西的南部，東北部的光合、光溫生產(chǎn)潛力相對(duì)較低，如河池，其光合、光溫開(kāi)發(fā)度都很低，開(kāi)發(fā)空間較大；氣候生產(chǎn)潛力表現(xiàn)為中南部較高，東北部較低，如桂林、河池等。這就要求在廣西西南部、南部地區(qū)要選擇高產(chǎn)品種，充分發(fā)揮該區(qū)光合、光溫資源潛力，進(jìn)一步提高光能利用率；在東北部地區(qū)要選擇耐寒抗旱的品種，調(diào)整布局，借助現(xiàn)代化學(xué)抗旱技術(shù)提高農(nóng)田水分利用效率，抗旱保水化學(xué)制劑具有增強(qiáng)作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸發(fā)或減少植物葉面蒸騰等作用，可有效提高農(nóng)田水分利用效率，以及因地制宜改變單一的品種種植結(jié)構(gòu)，推行先進(jìn)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)[11]?？傮w而言，廣西各地（市）甘蔗氣候生產(chǎn)潛力值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度不同，平均開(kāi)發(fā)度僅為41.71%，開(kāi)發(fā)潛力空間很大。

參考文獻(xiàn)：

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[8] 封志明， 楊艷昭， 張 晶， 等. 從柵格到縣域：中國(guó)糧食生產(chǎn)的資源潛力區(qū)域差異分析[J].自然資源學(xué)報(bào)，2007，22（5）：747-755.

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目前廣西甘蔗生產(chǎn)的水分利用效率由于受生產(chǎn)環(huán)境和種植措施等多種因素的綜合影響，部分地區(qū)較高，但是大部分地區(qū)還較低，主要表現(xiàn)為甘蔗的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力與氣候生產(chǎn)潛力之間差距較大。潛力的開(kāi)發(fā)度（即作物的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力占潛在生產(chǎn)力的百分率）不僅可作為衡量農(nóng)田作物生產(chǎn)潛力利用程度的量化指標(biāo)， 而且還可作為農(nóng)業(yè)資源利用效率和農(nóng)業(yè)技術(shù)水平高低的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。其計(jì)算公式為：

R=YA/YP×100% （13）

式中，R為生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度（%），YA為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力（t/hm2），YP為光合、光溫、氣候、現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)潛力（t/hm2）。

表2中的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力是《2012年廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》中各地（市）的甘蔗平均產(chǎn)量，2012年廣西甘蔗總產(chǎn)量是1949—2012年多年來(lái)甘蔗總產(chǎn)量的最大值，因此采用2012年各市甘蔗產(chǎn)量的平均單產(chǎn)進(jìn)行對(duì)比，能更好地探查廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力的開(kāi)發(fā)程度，掌握了解目前現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力與氣候生產(chǎn)潛力的差距。

3 廣西甘蔗的生產(chǎn)潛力

3.1 光合生產(chǎn)潛力

廣西不同地（市）甘蔗光合生產(chǎn)潛力理論值見(jiàn)表2。由表2可以看出，廣西甘蔗光合生產(chǎn)潛力均值為183.27 t/hm2，理論值范圍為169.03～201.33 t/hm2；光合生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度均值為37.31%，最大值出現(xiàn)在玉林，為49.44%，最小值出現(xiàn)在百色，為29.54%。

由圖2可知，整個(gè)廣西的光合生產(chǎn)潛力是南高北低，從北向南呈遞增趨勢(shì)。基于廣西所有縣域尺度的光合生產(chǎn)潛力中，39.77%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值高于廣西的均值；23.86%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值介于160～170 t/hm2之間，36.36%的縣（市）光合生產(chǎn)潛力值在170～180 t/hm2之間，這部分縣（市）是光合生產(chǎn)潛力在未來(lái)增長(zhǎng)較高的區(qū)域。光合生產(chǎn)潛力位于均值以下的縣（市）有53個(gè)，這些縣（市）是光合生產(chǎn)潛力值增長(zhǎng)潛力較高的區(qū)域。其中有50%以上的甘蔗種植區(qū)光合生產(chǎn)潛力利用率低于平均值，由此可知廣西甘蔗的光合生產(chǎn)潛力利用率普遍較低。

3.2 光溫生產(chǎn)潛力

廣西不同地（市）甘蔗光溫生產(chǎn)潛力理論值見(jiàn)表2。由表2可以看出，廣西甘蔗光溫生產(chǎn)潛力的均值為175.51 t/hm2，理論值范圍為154.19～200.75 t/hm2。廣西甘蔗光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度均值為39.12%，最大值出現(xiàn)在玉林，為52.51%，最小值出現(xiàn)在百色，為30.76%，其中有50%以上的甘蔗種植區(qū)光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度低于平均值，由此可知廣西甘蔗的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度普遍較低。其中梧州市的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為34.52%，其生產(chǎn)潛力理論值最大，為200.75 t/hm2。桂林的光溫生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為49.58%，生產(chǎn)潛力理論值最小，為154.19 t/hm2，其他地區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力居中。

由圖3可知，在廣西有27個(gè)縣（市）的光溫生產(chǎn)潛力的值位于140～154 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市點(diǎn)的7.95%，這部分縣市是全區(qū)的光溫生產(chǎn)潛力值增長(zhǎng)最快的區(qū)域；有46個(gè)縣（市）的光溫生產(chǎn)潛力值位于154～168 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市點(diǎn)的52.27%；有17個(gè)縣市的光溫生產(chǎn)潛力值位于168～182 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的19.32%；有11.36%的縣市的光溫生產(chǎn)潛力值位于182～196 t/hm2之間；其余8個(gè)縣市的光溫生產(chǎn)潛力值則位于196～210 t/hm2之間。有60.23%的縣市級(jí)的光溫生產(chǎn)潛力值位于均值以下，這部分縣市是光溫生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)率最高的區(qū)域。

3.3 氣候生產(chǎn)潛力

氣候生產(chǎn)潛力是對(duì)現(xiàn)階段某地區(qū)甘蔗最大的生產(chǎn)能力的反映，即理論生產(chǎn)力。由表2可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論值范圍在142.94～197.21 t/hm2之間，其平均值為165.88 t/hm2，其中甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論最大值出現(xiàn)在欽州，為197.21 t/hm2，最小值出現(xiàn)在玉林，為142.94 t/hm2。

由圖4可知，在廣西所有的縣市中，有5個(gè)縣市的氣候生產(chǎn)潛力位于90～120 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的5.68%；有31個(gè)縣市的氣候生產(chǎn)潛力值位于120～150 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的35.23%；有40個(gè)縣市位于150～180 t/hm2之間，占全區(qū)所有縣市的45.45%，其余的占全區(qū)13.64%的12個(gè)縣市則在180～210 t/hm2之間。在廣西所有縣市中有48.86%位于均值以下，這部分縣市是氣候生產(chǎn)潛力增長(zhǎng)率最大的區(qū)域。

由表2可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度平均值為41.71%，其中有近50%的甘蔗種植區(qū)生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度低于平均值。玉林甘蔗的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力最高，其氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為60.89%。欽州的甘蔗氣候生產(chǎn)潛力最高，其甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為32.59%。廣西的甘蔗主要分布在灌溉不便的山上，其中河池位于廣西的中北部，是廣西降水最少的地方，又易受寒冷凍害的影響，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力在全廣西最低的地方，其甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度為33.44%，表明其甘蔗現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力還有很大的開(kāi)發(fā)空間。由以上分析可知，廣西甘蔗氣候生產(chǎn)潛力理論值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，其氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)前景廣闊。

4 小結(jié)與建議

應(yīng)用農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)劃法模型并結(jié)合GIS對(duì)廣西甘蔗生產(chǎn)的光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行估算，結(jié)果表明，廣西不同地（市）甘蔗光合、氣候生產(chǎn)潛力差異較大，光合、氣候生產(chǎn)潛力利用效率有待提高。廣西甘蔗的光合、光溫生產(chǎn)潛力表現(xiàn)為空間分布規(guī)律的一致性，廣西南西部、南部的光合、光溫生產(chǎn)潛力和開(kāi)發(fā)度都相對(duì)較高，如光合、光溫生產(chǎn)潛力和開(kāi)發(fā)度都相對(duì)較高的北海就位于廣西的南部，東北部的光合、光溫生產(chǎn)潛力相對(duì)較低，如河池，其光合、光溫開(kāi)發(fā)度都很低，開(kāi)發(fā)空間較大；氣候生產(chǎn)潛力表現(xiàn)為中南部較高，東北部較低，如桂林、河池等。這就要求在廣西西南部、南部地區(qū)要選擇高產(chǎn)品種，充分發(fā)揮該區(qū)光合、光溫資源潛力，進(jìn)一步提高光能利用率；在東北部地區(qū)要選擇耐寒抗旱的品種，調(diào)整布局，借助現(xiàn)代化學(xué)抗旱技術(shù)提高農(nóng)田水分利用效率，抗旱保水化學(xué)制劑具有增強(qiáng)作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸發(fā)或減少植物葉面蒸騰等作用，可有效提高農(nóng)田水分利用效率，以及因地制宜改變單一的品種種植結(jié)構(gòu)，推行先進(jìn)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)[11]?？傮w而言，廣西各地（市）甘蔗氣候生產(chǎn)潛力值與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力之間的差距較大，甘蔗氣候生產(chǎn)潛力開(kāi)發(fā)度不同，平均開(kāi)發(fā)度僅為41.71%，開(kāi)發(fā)潛力空間很大。

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