李艷春，謝映海，蔣欣蕓

（紅河州氣象局，云南 蒙自661199）

元陽縣地處云南南部，哀牢山脈南段，紅河南岸。地處低緯度高海拔地區(qū)，境內(nèi)層巒疊嶂，溝壑縱橫，山地連綿，無一平川。最低海拔144 m，最高海拔2 939.6 m，海拔差異明顯。特殊的地理特點(diǎn)造就元陽境內(nèi)立體氣候顯著，行政區(qū)內(nèi)13個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）降雨分布極為不均，各氣象要素也有明顯的差異[1]。對元陽縣甘蔗種植的氣候適宜性和甘蔗干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析顯得尤為重要。精細(xì)的區(qū)劃分析出元陽縣甘蔗種植最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)、不適宜區(qū)，以及元陽縣甘蔗干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的高低區(qū)，為元陽縣甘蔗種植以及生產(chǎn)提供氣候條件依據(jù)。

1 資料來源及分析方法

1.1 資料來源

氣象資料為云南省1986—2015年125個(gè)地面氣象站點(diǎn)逐日地面觀測資料，包括平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、降水量、最高氣溫、最低氣溫、極端最低氣溫、積溫、年穩(wěn)定通過15℃積溫、10℃積溫、0℃積溫、年穩(wěn)定通過15℃日數(shù)、10℃日數(shù)、0℃日數(shù)、累年最長連續(xù)無降水日數(shù)等。分析中使用1∶25萬的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和土地利用類型數(shù)據(jù)，主要包括元陽縣鄉(xiāng)行政邊界、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、經(jīng)度、緯度、海拔、坡向、坡度和不同土地利用類型等。用GIS技術(shù)通過SRTM網(wǎng)站上提供的90 m分辨率數(shù)字高程模型（DEM）獲取[2-3]。

1.2 分析方法

使用云南?。?986—2015年）氣象資料和元陽縣地理信息數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度、海拔高度、坡向和坡度等），按照氣候?qū)W基本規(guī)則，結(jié)合相應(yīng)生態(tài)背景，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，計(jì)算不同氣候要素并進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣候資源空間分布推算；應(yīng)用多元回歸+殘差訂正法等函數(shù)統(tǒng)計(jì)模型空間插值方法，使用軟件ArcGis將氣候要素空間插值（90 m×90 m），綜合考慮相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，建立空間柵格數(shù)據(jù)集。利用高分辨率的氣候要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行種植適宜性指標(biāo)空間推算，同時(shí)考慮坡度和土地利用資料對區(qū)劃分析結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)化分析[4]。

2 元陽縣甘蔗種植適宜性區(qū)劃分析

2.1 元陽縣甘蔗種植氣候適宜性分析指標(biāo)

甘蔗在整個(gè)生長期要求年平均氣溫18～30℃、年≥10℃活動積溫5 500～8 500℃、無霜期≥330 d、年均空氣濕度≥60%、年降水量≥1 000 mm、日照時(shí)數(shù)≥1 195 h。通過對元陽縣各氣象資料的分析得出，元陽縣絕大部分地區(qū)年相對濕度≥74%，降水量≥1 000 mm，日照時(shí)數(shù)≥1 500 h，故考慮氣候適宜性區(qū)劃分析時(shí)，不再考慮這幾個(gè)氣候要素，而選擇年平均氣溫、年≥20℃活動積溫和年極端最低氣溫平均值3個(gè)影響甘蔗生產(chǎn)的主要?dú)夂蛞蜃?，作為元陽縣甘蔗種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)，并按最適宜、適宜、次適宜、不適宜進(jìn)行分級[5-6]。元陽縣甘蔗種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)見表1。

2.2 元陽縣甘蔗種植地形因素和土地利用適宜性指標(biāo)

有研究表明，海拔、坡度、地形等對甘蔗生長也是有影響的。由于元陽縣海拔的變化與溫度的變化非常契合，氣候適宜性分析指標(biāo)選了溫度，因此在考慮地形影響時(shí)，就只選取坡度作為元陽縣甘蔗種植地形適宜性分析指標(biāo)，最適宜坡度0°～15°、適宜坡度15°～25°、次適宜坡度25°～35°、不適宜坡度≥35°。適宜性分析時(shí)也考慮土地利用不同類型對甘蔗種植所造成的影響[7-8]。

表1元陽縣甘蔗種植氣候適宜性分析指標(biāo)

2.3 元陽縣甘蔗種植氣候區(qū)劃適應(yīng)性指標(biāo)因子分析2.3.1年平均氣溫適宜性指標(biāo)的分析

根據(jù)甘蔗種植年平均氣溫適宜性指標(biāo)，元陽縣甘蔗種植最適宜區(qū)面積大，分布廣，主要集中在3個(gè)地帶，北部紅河沿線一帶，沙拉托至黃茅嶺一帶，俄扎至黃草嶺一帶；其中南沙鎮(zhèn)面積最大，幾乎全鎮(zhèn)均為最適宜區(qū)。適宜區(qū)沿最適宜區(qū)邊緣向外擴(kuò)展，延伸面積亦較大。次適宜區(qū)基本沿適宜區(qū)邊緣向外擴(kuò)展一小部分。不適宜區(qū)面積最小，均為元陽縣海拔較高的地區(qū)。

2.3.2 年≥20℃積溫適宜性指標(biāo)的分析

元陽縣甘蔗種植年≥20℃積溫適宜性指標(biāo)分析得出（圖1），最適宜區(qū)主要分布在北部紅河沿岸從馬街到上新城一帶，以及黃茅嶺中部。南沙鎮(zhèn)分布最多，全境幾乎均為最適宜區(qū)。適宜區(qū)主要沿最適宜區(qū)邊緣向外擴(kuò)展，除在2個(gè)最適宜區(qū)向外擴(kuò)展外，在黃草嶺、大坪、逢春嶺也有部分分布。次適宜主要沿適宜區(qū)邊緣向外擴(kuò)展。不適宜區(qū)主要分布在新街、嘎娘、上新城、小新街、逢春嶺一帶的中南部地區(qū)，以及大坪的大部，在馬街、牛角寨、沙拉托、俄扎、黃草嶺也有較大面積的分布，主要集中在元陽縣西部。

2.3.3 年極端最低氣溫平均值適宜性指標(biāo)的分析

元陽縣甘蔗種植年極端最低氣溫平均值適宜性分析（圖2）得出，最適宜區(qū)主要分布在北部紅河沿岸一帶、沙拉托至黃茅嶺一帶、俄扎至黃草嶺一帶，在大坪也有小部分分布。適宜區(qū)分布面積在可種植區(qū)內(nèi)面積最大，主要沿最適宜區(qū)邊緣向外擴(kuò)展，且擴(kuò)展面積較多。次適宜區(qū)分布最少，只在適宜區(qū)的邊緣外圍有少量擴(kuò)展分布。不適宜區(qū)主要分布在新街、嘎娘、上新城、小新街、大坪一帶的中南部，攀枝花、黃茅嶺的北部，馬街和牛角寨的部分區(qū)域，元陽縣西南沿線也有部分分布，這些地區(qū)均為海拔較高的地區(qū)。

2.4 元陽縣甘蔗種植綜合適宜性分析

根據(jù)元陽縣甘蔗種植的氣候區(qū)劃適應(yīng)性指標(biāo)因子分析結(jié)果，并使用權(quán)重法，充分考慮氣候條件、地形因素（坡度）及土地利用類型等多項(xiàng)因子，可將元陽縣甘蔗種植區(qū)域劃分為最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)以及不適宜區(qū)4個(gè)區(qū)域（圖3）。元陽縣最適宜區(qū)在可種植區(qū)中面積最大，主要集中分布在3個(gè)地帶：北部紅河沿岸一帶，分布面積最大，其中南沙鎮(zhèn)全境絕大部分為最適宜區(qū)；沙拉托至黃茅嶺一帶；俄扎至黃草嶺一帶；除此以外，大坪南部有小部分分布。適宜區(qū)主要沿最適宜區(qū)邊緣向外擴(kuò)展，面積也較大。次適宜區(qū)在適宜區(qū)的邊緣地帶有少量分布，在可種植區(qū)域中面積最小。不適宜區(qū)主要集中分布在元陽縣的中部地區(qū)，自西向東，囊括了馬街、沙拉托、牛角寨、新街、嘎娘、上新城、小新街、逢春嶺、大坪等鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的部分區(qū)域，在俄扎、黃茅嶺等鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）也有較大面積的分布?？傮w而言，元陽縣可種植甘蔗的區(qū)域與不適宜種植區(qū)域的面積相差不大，最適宜種植的地區(qū)主要分布在北部紅河沿岸一帶，在西南地區(qū)亦有大面積分布。

3 元陽縣甘蔗種植的氣候適宜性及干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分析

3.1 元陽縣甘蔗種植氣候適宜性分析指標(biāo)

根據(jù)甘蔗生長發(fā)育特點(diǎn)和干旱災(zāi)害特征，充分考慮元陽縣甘蔗生產(chǎn)情況，以綜合干旱指數(shù)、累年最長連續(xù)無降水日數(shù)2個(gè)指標(biāo)作為元陽縣甘蔗干旱災(zāi)害區(qū)劃指標(biāo)?？紤]地形條件對甘蔗種植干旱災(zāi)害的影響，確定坡度作為元陽縣甘蔗干旱災(zāi)害區(qū)劃指標(biāo)。并按照輕度、中度、重度進(jìn)行分級（表2）。

表2元陽縣甘蔗種植干旱災(zāi)害區(qū)劃分析指標(biāo)

3.2 元陽縣甘蔗種植氣候適宜性分析指標(biāo)

首先通過對各站點(diǎn)累年最長連續(xù)無降水日數(shù)與經(jīng)度、緯度、海拔的相關(guān)分析，建立基于經(jīng)度、緯度和海拔的累年最長連續(xù)無降水日數(shù)推算模型。再通過對各站點(diǎn)MCI綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)與經(jīng)度、緯度和海拔的相關(guān)分析，建立基于經(jīng)度、緯度和海拔的MCI綜合干旱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)格點(diǎn)化推算模型。利用氣候、坡度、土地利用共4個(gè)因子，使用權(quán)重法，然后按照圖層疊加系數(shù)運(yùn)算得到元陽縣干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，可將元陽縣甘蔗種植干旱風(fēng)險(xiǎn)劃分為低、中、高3級以及非適宜用地（圖4）。

低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布較廣，亦比較破碎，主要分布在元陽縣的中、南部地區(qū)。中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在元陽縣北部紅河沿岸，西部地區(qū)分布亦較多，在3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)中面積最大。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)面積最少，主要分布在馬街、新街、南沙等鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），上新城至逢春嶺一線的北部、沙拉托至黃茅嶺一線也有狹長的分布。非適宜用地只是針對土地利用類型來講，主要是河渠、有林地、居民點(diǎn)、水田、山地等，分布比較破碎，在各個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）均有分布，在牛角寨至大坪一線分布比較多。

4 討論

（1）本研究直觀地將元陽縣甘蔗種植區(qū)域劃分為最適宜區(qū)、適宜區(qū)、次適宜區(qū)、不適宜區(qū)以及非農(nóng)用地5個(gè)區(qū)域，可操作性較強(qiáng)，為元陽縣甘蔗的種植布局提供氣象科學(xué)依據(jù)。

（2）對元陽縣甘蔗干旱災(zāi)害發(fā)生的低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行了詳細(xì)直觀的劃分，為元陽縣甘蔗種植干旱災(zāi)害的研判提供氣象依據(jù)。

（3）在利用氣象資料建立空間氣候模型時(shí)，元陽縣氣象資料站點(diǎn)密度還太稀疏，不能夠較好地模擬山地氣候特征，由于數(shù)據(jù)精度和分辨率的限制，本研究的結(jié)果也有待于進(jìn)一步詳細(xì)驗(yàn)證。