基于GIS的營口蓋州蘋果氣候區(qū)劃

崔修來，孫瑤，徐亞琪，張秀艷

（1.營口市氣象局，遼寧 營口 115001；2.蓋州市氣象局，遼寧 營口蓋州 115200）

蓋州蘋果栽培歷史悠久，迄今已有百年歷史，面積、產(chǎn)量曾居全國縣級(jí)之首，被譽(yù)為“蘋果之鄉(xiāng)”。近年來，蓋州市大力實(shí)施“以果興農(nóng)、以果興市”戰(zhàn)略，強(qiáng)力推進(jìn) “一縣一業(yè)”建設(shè)，使蘋果產(chǎn)業(yè)再次成為特色鮮明的富民支柱產(chǎn)業(yè)。蘋果生產(chǎn)作為蓋州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要支柱產(chǎn)業(yè)，受氣象條件的影響較大，因此研究氣象災(zāi)害對(duì)蘋果生產(chǎn)的影響對(duì)提高蘋果產(chǎn)量和質(zhì)量及制定科學(xué)防御措施具有重要意義。為減輕氣象災(zāi)害對(duì)蘋果生產(chǎn)的影響，利用氣候區(qū)劃使蘋果在最為適宜的氣候條件下種植，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)果樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，提高效益。在多年的蘋果物候期觀測資料基礎(chǔ)上，結(jié)合氣象資料開展區(qū)劃，嘗試為蘋果等特色作物提供全方位的氣象服務(wù)，最終達(dá)到提高蘋果產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1 資料和方法

1.1 資料來源

氣象數(shù)據(jù)選用蓋州地區(qū)2008年～2019年27個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)氣象站逐日平均氣溫、最低氣溫、降水資料以及旬平均氣溫。

蘋果物候期觀測數(shù)據(jù)是利用蓋州地區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)站提供的蘋果物候期觀測資料、產(chǎn)業(yè)信息、各種氣象災(zāi)害的災(zāi)情信息。

所用的基礎(chǔ)地理信息資料來源于國家基礎(chǔ)地理信息中心（NGCC），其比例尺為1：250000，處理軟件為ArcGIS10.1。

1.2 研究內(nèi)容和方法

1.2.1 研究內(nèi)容

該課題的主要研究內(nèi)容是根據(jù)蓋州地區(qū)蘋果物候期觀測數(shù)據(jù)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)站氣象數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)相關(guān)氣象資料要素的篩選和相關(guān)性分析，提煉蘋果物候期氣象服務(wù)指標(biāo)，對(duì)主要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行區(qū)劃，為蘋果生產(chǎn)提供全方位的氣象服務(wù)。

1.2.2 研究方法

利用Vb語言從蓋州國家一般氣象站、鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)站a文件中提取數(shù)據(jù)，利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。選取了12月和次年1月的最低氣溫、4月下旬、5月上中旬的最低氣溫，4-9月平均氣溫和降水量、蓋州國家一般氣象站5-8月平均相對(duì)濕度等氣象指標(biāo)進(jìn)行分析。對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)站搜集的蘋果物候期和產(chǎn)業(yè)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分類別分年份做成EXCEL表格形式。

根據(jù)相關(guān)氣象資料、蘋果物候期、產(chǎn)業(yè)信息數(shù)據(jù)，利用EXCEL進(jìn)行相關(guān)性分析，得出生育期適宜指標(biāo)。同樣采用蓋州地區(qū)自動(dòng)氣象站2008年以來的氣象資料以及根據(jù)蘋果氣候適宜指標(biāo)得出氣候適宜系數(shù)。利用ArcGIS分析，得出蓋州市紅富士農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃。

根據(jù)相關(guān)氣象資料、蘋果物候期，利用EXCEL進(jìn)行相關(guān)性分析，得出風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃因子。采用蓋州地區(qū)自動(dòng)氣象站2008年以來的氣象資料，以紅富士為例，從致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性以及抗災(zāi)能力等四個(gè)方面，綜合評(píng)估蓋州市蘋果花期凍害風(fēng)險(xiǎn)程度。將蓋州地區(qū)花期凍害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃分為5級(jí)：高、次高、中等、次低及低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。運(yùn)用ArcGIS控件分析模塊中的內(nèi)插分析、柵格運(yùn)算、自然段點(diǎn)等分級(jí)方法，完成蓋州市紅富士花期凍害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。

2 研究成果

2.1 基礎(chǔ)信息

蓋州地貌特征為“六山三水一分田”，屬遼南丘陵地帶，地勢東高西低，東部和南部為高山和丘陵，西部和北部為平原等多種地貌。境內(nèi)地形復(fù)雜，氣候資源具有明顯的地域差異，屬于“暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)”，氣候條件優(yōu)越，具有大范圍生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋果的自然優(yōu)勢。研究地形地貌的數(shù)字地形信息，從而了解蓋州各地區(qū)的蘋果種植信息。

地形地貌信息包括蓋州市數(shù)字地形信息以及土地利用信息。數(shù)字地形信息是利用蓋州地圖直觀的體現(xiàn)蓋州地區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地形地貌特征圖。土地利用信息利用ArcGIS制作蓋州地區(qū)蘋果種植面積分布圖。

2.2 氣候風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指標(biāo)

通過蓋州地區(qū)蘋果生產(chǎn)受氣候條件影響情況分析，確定蓋州地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃因子，主要包括生育期平均氣溫、年降水量、生育期平均低溫、自然光強(qiáng)、5-8月平均相對(duì)濕度、土壤相對(duì)濕度。根據(jù)氣候條件以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出相關(guān)因子的風(fēng)險(xiǎn)范圍。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖

運(yùn)用ArcGIS控件分析模塊中的內(nèi)插分析、柵格運(yùn)算、自然段點(diǎn)等分級(jí)方法，完成蓋州市紅富士花期凍害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。結(jié)果顯示蓋州大部地區(qū)紅富士花期凍害為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，少部地區(qū)為次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)：榜式堡鎮(zhèn)部分地區(qū)、歸州鎮(zhèn)大部、九寨鎮(zhèn)大部、陳屯鎮(zhèn)部分地區(qū)、楊運(yùn)鎮(zhèn)部分地區(qū)、什字街鎮(zhèn)部分地區(qū)、礦洞溝鎮(zhèn)部分地區(qū)。

高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)：榜式堡鎮(zhèn)局部、歸州鎮(zhèn)東部、九寨鎮(zhèn)東南部、楊運(yùn)鎮(zhèn)部分地區(qū)、什字街鎮(zhèn)部分地區(qū)、礦洞溝鎮(zhèn)部分地區(qū)。

其他地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)較小，分別為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

2.4 蓋州市紅富士農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃

同樣采用蓋州地區(qū)自動(dòng)氣象站2008年以來的氣象資料以及根據(jù)蘋果氣候適宜指標(biāo)得出氣候適宜系數(shù)。利用ArcGIS分析，得出蓋州市紅富士農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，結(jié)果顯示蓋州除了東部山區(qū)部分地區(qū)大部分都適宜種植紅富士。適宜種植區(qū)：蓋州市區(qū)、青石嶺鎮(zhèn)、團(tuán)甸鎮(zhèn)、沙崗鎮(zhèn)、徐屯鎮(zhèn)、暖泉鎮(zhèn)、高屯鎮(zhèn)、雙臺(tái)鎮(zhèn)、果園鄉(xiāng)、九壟地鎮(zhèn)、歸州鎮(zhèn)、二臺(tái)鄉(xiāng)、陳屯鎮(zhèn)大部、九寨鎮(zhèn)大部、楊運(yùn)鎮(zhèn)大部、小石棚鎮(zhèn)大部、什字街鎮(zhèn)大部、梁屯鎮(zhèn)大部、萬福鎮(zhèn)大部、榜式堡鎮(zhèn)大部、臥龍泉鎮(zhèn)大部和礦洞溝鎮(zhèn)大部等地區(qū)。次適宜種植區(qū)：陳屯鎮(zhèn)局部、九寨鎮(zhèn)東南部、楊運(yùn)鎮(zhèn)部分地區(qū)、小石棚鎮(zhèn)部分地區(qū)、什字街鎮(zhèn)局部、梁屯鎮(zhèn)東部、萬福鎮(zhèn)東南部、榜式堡鎮(zhèn)南部部分地區(qū)、臥龍泉鎮(zhèn)部分地區(qū)和礦洞溝鎮(zhèn)部分地區(qū)等。

3 結(jié)語

蓋州大部地區(qū)紅富士花期凍害為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，少部地區(qū)為次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

蓋州除了東部山區(qū)部分地區(qū)大部分都適宜種植紅富士。

蘋果資料年代較短，需在今后的應(yīng)用過程中，逐年進(jìn)行修定各項(xiàng)指標(biāo)，完善區(qū)劃圖。