基于GIS 的呼圖壁縣制種玉米精細(xì)化氣候區(qū)劃

王 森，張山清，劉紀(jì)疆，李戰(zhàn)超，葉爾克江·霍依哈孜

（1.新疆農(nóng)業(yè)氣象臺，新疆 烏魯木齊830002；2.昌吉州氣象局，新疆 昌吉831100）

新疆呼圖壁縣是天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的核心區(qū)域，是國家重要玉米制種基地。2013 年呼圖壁縣被確定為國家級玉米雜交制種基地，被農(nóng)業(yè)部列為國家農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)示范縣。近年來，呼圖壁縣制種玉米面積逐年增加，至2017 年，制種玉米種植面積達(dá)10 000 hm2，占呼圖壁縣商品玉米總面積的92.7%。但由于呼圖壁縣地形地貌復(fù)雜，地勢高差懸殊，最大高差可達(dá)4 600 m，從而導(dǎo)致該地氣候類型多樣，制種玉米種植區(qū)的氣候區(qū)域各異。此外，制種玉米規(guī)模不斷擴(kuò)大，品種類型增多，不同品種的氣候適應(yīng)性存在差異。種植區(qū)域布局的不合理不僅會影響種子的產(chǎn)量和品質(zhì)，而且增大了生產(chǎn)風(fēng)險。為了充分合理利用呼圖壁縣氣候資源，因地制宜地發(fā)展制種玉米產(chǎn)業(yè)，使呼圖壁縣制種玉米生產(chǎn)持續(xù)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)高效，有必要利用地理信息系統(tǒng)（GIS）等新技術(shù)新方法對當(dāng)?shù)刂品N玉米種植布局進(jìn)行精細(xì)化氣候適宜性區(qū)劃研究，為相關(guān)部門指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)參考依據(jù)。

國內(nèi)外學(xué)者利用GIS 技術(shù)在氣候資源區(qū)劃、作物區(qū)劃、災(zāi)害區(qū)劃等方面開展了大量研究。如Bazgeer[1]等開展了伊朗庫爾德斯坦省干旱地區(qū)小麥的氣候區(qū)劃，Inthavong[2]、Patel[3]等采用 GIS 技術(shù)、AEZ 法對大田作物和甘蔗進(jìn)行了氣候適宜分區(qū)，周治國[4]等構(gòu)建了基于GIS 的作物生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，何燕[5]、涂方旭[6]、魏興萍[7]等采用 GIS 技術(shù)對廣西陸稻、重慶水稻的合理布局進(jìn)行氣候區(qū)劃研究，何燕[8-10]等利用GIS 技術(shù)對廣西早稻和晚稻的低溫冷害和寒露風(fēng)災(zāi)害區(qū)劃進(jìn)行研究；魏麗[11]等在GIS 系統(tǒng)支持下以穩(wěn)定通過10～20 ℃的有效積溫和早稻抽穗—灌漿成熟期日平均氣溫≥27 ℃的天數(shù)作為氣候區(qū)劃指標(biāo)，對江西省優(yōu)質(zhì)早稻試用種植區(qū)進(jìn)行劃分和評價；張山清等利用GIS 技術(shù)研究分析了氣候變化背景下新疆紅棗[12]、杏子[13]、蘋果[14]、棉花[15]和釀酒葡萄[16]等氣候適宜性區(qū)劃及其影響。而有關(guān)縣級制種玉米的氣候適宜性區(qū)劃目前未見報道，因此，本研究采用新疆呼圖壁縣及周邊15 個氣象站近58 a 的氣候資料數(shù)據(jù)和1∶50 000 新疆呼圖壁縣基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，通過數(shù)理統(tǒng)計回歸分析，采用GIS 技術(shù)進(jìn)行氣候資源的細(xì)網(wǎng)格推算，在分析呼圖壁縣氣候資源空間分布的基礎(chǔ)上，結(jié)合制種玉米氣候區(qū)劃指標(biāo)等級，獲得呼圖壁制種玉米氣候適宜性區(qū)劃，對指導(dǎo)制種玉米生產(chǎn)合理利用氣候資源和更科學(xué)地規(guī)劃優(yōu)化生產(chǎn)布局，以及促進(jìn)呼圖壁縣制種玉米糧食生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

呼圖壁縣位于天山北坡中段，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，地處 43°16′～45°20′N、86°05′～87°07′26″E。東與昌吉市接壤，西與瑪納斯縣毗鄰，南以天山分水線與巴音郭楞蒙古自治州和靜縣為界，北同塔城地區(qū)和布克賽爾蒙古自治縣相連。南北長227 km，東西最大寬度達(dá)48 km，總面積為9 721 km2。呼圖壁縣（南部山區(qū)，中部平原，北部沙漠）地勢南高北低，自東南向西北傾斜（圖1）。屬溫帶大陸性干旱半干旱氣候，近58 a 平均氣溫為7.3 ℃，穩(wěn)定通過10 ℃的積溫為3 685 ℃·d，年降水量為184 mm，無霜期平均為181 d；7 月平均氣溫為 25.7 ℃，≥35 ℃高溫日數(shù)平均為7.2 d。

圖1 呼圖壁縣高程圖和研究站點分布

氣象資料為呼圖壁縣和周邊氣象站點15 個氣象站1961—2018 年的地面氣象觀測資料，研究站點包括，呼圖壁縣、烏蘇、炮臺、沙灣、烏蘭烏蘇、莫索灣、石河子、瑪納斯、米泉、蔡家湖、昌吉、小渠子、大西溝、阜康、烏魯木齊。觀測資料包括歷年逐日氣溫（平均氣溫和日最高氣溫、日最低氣溫）、日照時數(shù)、降水量、無霜期等，由新疆氣象信息中心提供。制種玉米氣候區(qū)劃指標(biāo)來源于文獻(xiàn)資料。

地理信息資料采用新疆測繪地理信息局提供的1：50 000 呼圖壁縣基礎(chǔ)地理背景數(shù)據(jù)，包含鄉(xiāng)鎮(zhèn)級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以下行政點、公路、河流和數(shù)字高程模型（DEM）等。

呼圖壁制種玉米生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括產(chǎn)量、面積來自于呼圖壁縣統(tǒng)計局，生育期等資料由呼圖壁縣氣象局提供。

1.2 研究方法

1.2.1 氣象影響系數(shù)的計算方法[17]

為客觀準(zhǔn)確定量評價制種玉米生育期旬平均氣溫、旬降水量對產(chǎn)量的影響，采用積分回歸分析原理計算逐旬氣象要素影響系數(shù)。

其中，YW為制種玉米氣象產(chǎn)量，C 為積分常數(shù)，aTj（t）和aPj（t）分別為有效積溫和標(biāo)準(zhǔn)化降水量隨著時間t演變對產(chǎn)量影響的連續(xù)函數(shù)，表示t 到t+dt 時段內(nèi)有效積溫Tj（t）和標(biāo)準(zhǔn)化降水量Pj（t）變化值對制種玉米產(chǎn)量形成的影響效應(yīng)，即氣象要素值每變化一個單位對制種玉米產(chǎn)量影響的平均增量；j=1，2，3…；τ 為玉米生育期逐旬時段。

式中，YWi為溫度和降水各自影響的玉米產(chǎn)量；I（jt）為標(biāo)準(zhǔn)化有效積溫和降水量，C 為積分常數(shù)。

1.2.2 空間插值方法

運用 GIS 空間分析法[8-16]，將 1：50 000 的數(shù)字高程DEM 數(shù)據(jù)通過重采樣獲得分辨率100 m×100 m 的數(shù)字高程，再通過表面分析提取經(jīng)度、緯度、海拔高度，建立氣候要素與地理因子細(xì)網(wǎng)格推算模型，獲得空間格點模擬值，再將實際值與模擬值的殘差部分采用反距離加權(quán)空間內(nèi)插進(jìn)行訂正，最終得到各氣候要素空間分布值。

氣候要素與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度、緯度、海拔等地理因子有著密切關(guān)系，區(qū)劃指標(biāo)與地理因子的關(guān)系模型可表示為：

式中，y 為氣候區(qū)劃指標(biāo)；φ、λ、h 分別代表緯度、經(jīng)度、海拔高度；函數(shù)f（φ，λ，h）稱為區(qū)劃指標(biāo)的氣候?qū)W方程；ε 為殘差項，稱為綜合地理殘差。可認(rèn)為φ，λ，h 所擬合的氣候?qū)W方程差部分即：

1.2.3 區(qū)劃指標(biāo)權(quán)重的確定

基于yaahp 軟件利用層次分析法[18-21]來確定影響制種玉米各區(qū)劃指標(biāo)因子的權(quán)重系數(shù)。層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱 AHP）是一種定性與定量相結(jié)合的方法，能把定性因素定量化，將人的主觀判斷用數(shù)學(xué)表達(dá)處理，并能在一定程度上檢驗和減少主觀影響，使評價更趨于科學(xué)化。具體步驟：首先，建立層次結(jié)構(gòu)模型；其次，通過元素之間的成對比較和比較尺度構(gòu)造判斷矩陣；然后根據(jù)判斷矩陣計算各指標(biāo)相對權(quán)重，并做一致性檢驗；最后，計算合成權(quán)重。

2 制種玉米生長與氣象條件的關(guān)系

2.1 光照條件

制種玉米是喜光短日照作物，具有光飽和點較高、光補(bǔ)償點較低的特點，其光能利用率高，有利于干物質(zhì)積累。呼圖壁縣光照資源豐富，制種玉米生長發(fā)育期間日照時數(shù)約1 723.6 h，日照百分率在64%～72%，光照條件完全能夠滿足制種玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的需求。尤其在吐絲期后，玉米相繼進(jìn)入灌漿、乳熟和成熟期，是玉米干物質(zhì)積累的關(guān)鍵期，該時期日照百分率持續(xù)高達(dá)72%，對提高光合強(qiáng)度、延長玉米灌漿時間、增加千粒重十分有利。

2.2 溫度條件

制種玉米是喜溫作物。適播期溫度以10～12 ℃為宜；出苗期下限溫度為6～10 ℃，最適溫度為18～20 ℃，但玉米幼苗期耐寒力較強(qiáng)，一般可經(jīng)受短時間的-2～-3 ℃的霜凍，只要加強(qiáng)管理，仍可恢復(fù)生長；拔節(jié)至抽雄期要求氣溫穩(wěn)定在18 ℃以上，適宜溫度為24～26 ℃；玉米抽雄至開花期的適宜溫度為25～26 ℃，高于 27 ℃，導(dǎo)致受精不全，缺粒禿尖；灌漿至成熟的下限溫度為15～17 ℃，最適溫度為22～24 ℃，日較差大有利于養(yǎng)分的積累，氣溫低于18 ℃或高于26 ℃都不利于干物質(zhì)的積累和運輸；當(dāng)氣溫降至20 ℃籽粒灌漿緩慢，降至18 ℃灌漿速度顯著減慢，當(dāng)降至16 ℃，灌漿停止。呼圖壁縣制種玉米各生育期多年平均出現(xiàn)日期及相應(yīng)實際溫度與適宜溫度的對比見表1。從各生育期溫度條件來看，呼圖壁縣制種玉米各生育期基本都在最適溫度范圍內(nèi)。

表1 呼圖壁縣制種玉米物候期的實際溫度與適宜溫度對照

由積分回歸公式（1）、（2）計算得出，從玉米各生長發(fā)育關(guān)鍵期氣溫對產(chǎn)量的影響系數(shù)（圖2）可以看出，玉米生長期內(nèi)逐旬平均氣溫對產(chǎn)量影響系數(shù)的分布呈“M”型分布。播種、出苗至幼苗期的4 月下旬—5 月中旬氣溫對產(chǎn)量的影響為正效應(yīng)，影響系數(shù)為11～31 kg（/hm2·℃），即氣溫高有利于玉米播種、出苗和幼苗生長。從拔節(jié)期的6 月中下旬至開花吐絲期的7 月中下旬，氣溫對產(chǎn)量的影響為持續(xù)的負(fù)效應(yīng)，影響系數(shù)為-0.1～-88 kg（/hm2·℃），這主要是因為玉米拔節(jié)期至開花期的6 月中下旬—7 月中下旬平均氣溫一般在22～26 ℃，在此適宜溫度范圍內(nèi)玉米才能正常生長發(fā)育，若氣溫偏高，會加劇土壤干旱，對其生長不利。從實際溫度與適宜溫度對比分析可看出（表1），玉米從拔節(jié)、孕穗、抽雄、開花和吐絲期的6 月中下旬—7 月中下旬是一年中氣溫最高的時段，呼圖壁縣玉米關(guān)鍵發(fā)育期間的平均氣溫均在26 ℃以上，若氣溫偏高或日最高氣溫≥35 ℃以上，可嚴(yán)重影響玉米開花、授粉，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。玉米乳熟和成熟期的8 月中旬氣溫下降較快，對玉米成熟不利，若此期間氣溫偏高，則對提高玉米產(chǎn)量十分有利，該期間各旬氣溫對產(chǎn)量的影響系數(shù)為14～81 kg（/hm2·℃）。綜合以上分析成果和相關(guān)前人研究結(jié)果[23-27]，溫度和產(chǎn)量關(guān)系密切，其中7 月平均氣溫和≥35 ℃以上的高溫日數(shù)是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵因子，如果7 月平均氣溫稍低和≥35 ℃日數(shù)少，將有利于玉米增產(chǎn)。

圖2 玉米生長季各旬平均氣溫對產(chǎn)量影響系數(shù)的變化

近幾十年來，呼圖壁縣氣溫呈較明顯的上升趨勢[22]，這對制種玉米生產(chǎn)既有利也有弊，有利的方面主要是，無霜期延長、≥10 ℃積溫增多、玉米生長季延長，擴(kuò)大了適合種植制種玉米的區(qū)域，玉米灌漿、乳熟和成熟期的熱量條件明顯改善，對提高玉米產(chǎn)量較有利。不利的方面表現(xiàn)在，盛夏氣溫升高將對玉米開花、授粉造成危害，果穗的缺粒禿尖率增加，同時也會加劇干旱，不利于提高產(chǎn)量。因此，及時采取趨利避害的應(yīng)對措施，如適時早播、調(diào)整玉米種植布局、培育或引進(jìn)推廣抗逆性強(qiáng)、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米品種、推廣應(yīng)用高效節(jié)水灌溉技術(shù)等，提高應(yīng)對氣候變化的能力，促進(jìn)玉米生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定高產(chǎn)。

2.3 降水條件

玉米生長季內(nèi)需水量較大，玉米營養(yǎng)生長期土壤水分占田間持水量的60%～70%為宜，花期以70%～80%為宜。呼圖壁縣制種玉米整個生長季內(nèi)的需水量約為580～680 mm，而同期降水量只有80～220 mm，僅為玉米需水量的10%～35%，因此，必須補(bǔ)充灌溉才能獲得高產(chǎn)。

盡管呼圖壁縣玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量形成對水分條件的需求主要依賴于灌溉，降水對其影響不大，但相關(guān)分析表明近58 a 呼圖壁縣玉米氣候產(chǎn)量與生長季內(nèi)降水量的相關(guān)關(guān)系大多為不顯著的正相關(guān)，且不同時段降水量對最終產(chǎn)量的影響具有較明顯的差異。由積分回歸計算出的呼圖壁縣玉米生長季內(nèi)逐旬降水量對玉米產(chǎn)量影響系數(shù)的變化情況可以看出，總體呈“∩”型分布（圖3）。播種至出苗期的4 月下旬—5 月上旬降水量對產(chǎn)量的影響為負(fù)效應(yīng)，影響系數(shù)為0～-12 kg（/hm2·mm），即該時段降水量偏多將對玉米產(chǎn)量造成不利影響，而三葉至乳熟期的5 月中旬—8 月中旬，降水量對產(chǎn)量的影響為正效應(yīng)，影響系數(shù)為1～16 kg（/hm2·mm）。該時期是玉米生長過程中耗水最多的時期，期間降水量偏多，一方面能增加玉米所需水分的補(bǔ)給。更重要的是，能有效增加農(nóng)業(yè)灌溉的水資源量，有利于滿足玉米對水分的需求。另外，玉米開花至吐絲期正值高溫期，降水增多可降低氣溫、增加空氣相對濕度，對玉米開花、授粉有利，所以玉米開花灌漿期降水量也是關(guān)鍵氣候因子。玉米乳熟至成熟期的8 月中下旬—9 月上旬對水分的要求逐漸減少，該時期若降水偏多，將導(dǎo)致玉米貪青晚熟。另外，降水偏多會導(dǎo)致氣溫偏低，對玉米成熟造成不利影響。

圖3 玉米生長季各旬降水量對產(chǎn)量影響系數(shù)的變化

3 制種玉米氣候區(qū)劃

3.1 氣候區(qū)劃指標(biāo)

呼圖壁縣光照充足，又有較穩(wěn)定的灌溉水資源，因此，玉米的種植布局主要取決于熱量條件。例如：呼圖壁縣春季氣溫回升不穩(wěn)，若玉米過早播種，可能會因為土壤溫度低，發(fā)生爛種，甚至遭受終霜危害，導(dǎo)致重播；若播種過晚，易遭秋季初霜凍的危害，導(dǎo)致玉米成熟度低。此外，在玉米抽雄、吐絲和灌漿成熟期間，若遇干熱風(fēng)，玉米將出現(xiàn)干稍，影響玉米產(chǎn)量。因此，根據(jù)玉米產(chǎn)量和溫度之間的關(guān)系，找出影響玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因子是：≥10 ℃積溫、無霜期、7 月平均氣溫、7 月≥35 ℃高溫日數(shù)，與前人[22-26]結(jié)論基本相同。在這4 個因子中，以≥10 ℃積溫、無霜期作為劃分制種玉米種植區(qū)的一級區(qū)劃指標(biāo)，以7 月平均氣溫和≥35 ℃高溫日作為二級區(qū)劃指標(biāo)，判別玉米抽穗至開花期的熱量條件，區(qū)劃指標(biāo)見表2，各級區(qū)劃指標(biāo)區(qū)間值來源于文獻(xiàn)[23-27]。

表2 呼圖壁縣制種玉米精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃指標(biāo)

3.2 各區(qū)劃指標(biāo)空間分布特征

3.2.1 各指標(biāo)因子推算模型

呼圖壁地形地貌復(fù)雜，南北緯度跨度大，經(jīng)度、緯度、地形、地貌、地勢等地理環(huán)境及下墊面特性明顯不同，導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧夂虿町愂置黠@。為了客觀描述制種玉米種植布局氣候區(qū)劃指標(biāo)因子在呼圖壁縣的實際分布情況，應(yīng)用GIS 技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計方法建立基于地理信息的氣候區(qū)劃指標(biāo)因子的空間分析模型，并以此模擬推算區(qū)劃指標(biāo)因子在無測站地區(qū)的分布狀況。

利用呼圖壁縣及周邊氣象站點的氣象數(shù)據(jù)（≥10 ℃積溫、無霜期、7 月平均氣溫、7 月≥35 ℃高溫日數(shù)等）和對應(yīng)站點經(jīng)度、緯度、海拔等地理數(shù)據(jù)，建立對應(yīng)的氣候區(qū)劃指標(biāo)因子的空間模擬推算模型（表 3）。

表3 制種玉米氣候區(qū)劃指標(biāo)因子的空間模擬推算模型

3.2.2 各指標(biāo)因子空間分布特征

由圖 4 可知，≥10 ℃積溫為 3 700 ℃·d 以上，主要位于海拔高度＜460 m 的呼圖壁縣北部古爾班通古特沙漠邊廣大區(qū)域，包括106 團(tuán)場、芳草湖農(nóng)場、111 團(tuán)場、105 團(tuán)場，熱量條件十分豐富?！?0 ℃積溫為3 400～3 700 ℃·d，主要位于海拔高度450～700 m 的呼圖壁縣北部平原地帶，包括呼圖壁縣、十里店鎮(zhèn)、五工臺鎮(zhèn)、園戶村鎮(zhèn)和大豐鎮(zhèn)等廣大區(qū)域。≥10 ℃積溫為 3 000～3 400 ℃·d，主要位于海拔高度700～1 000 m 的呼圖壁縣中部平原地帶，包括獨山子鄉(xiāng)、石梯子鄉(xiāng)等區(qū)域?！?0 ℃積溫為2 600～3 000 ℃·d，主要位于海拔高度 900～1 100 m 的丘陵、低山地帶，包括雀爾溝鎮(zhèn)等?！?0 ℃積溫為2 200～2 600 ℃·d，主要位于海拔高度 1 000～1 400 m的中低山地帶，包括雀爾溝鎮(zhèn)北部中山帶?！?0 ℃積溫＜2 200 ℃·d，主要位于在呼圖壁縣南部海拔高度1 400 m 以上的中、高山地帶，該區(qū)因地勢高，氣溫較低。

圖4 ≥10 ℃積溫空間分布

由圖 5、圖 6、圖 7 可知，無霜期、7 月平均氣溫、7 月≥35 ℃高溫日數(shù)，這3 個指標(biāo)因子和≥10 ℃積溫的空間分布情況基本類似。

圖5 無霜期空間分布

圖6 7 月平均氣溫空間分布

圖7 ≥35 ℃日數(shù)空間分布

4 結(jié)論與討論

由于制種玉米對溫度、水等要求較高，在地處干旱地區(qū)的呼圖壁縣，沒有灌溉條件的地區(qū)就無法種植?？紤]到當(dāng)?shù)鼐哂谐渥愕墓喔葪l件，因此，在制作制種玉米氣候區(qū)劃時，不考慮水分條件的限制，僅從光、熱氣候因素來綜合分析，制種玉米種植氣候區(qū)劃場見圖8。

圖8 呼圖壁縣制種玉米種植氣候區(qū)劃

（1）最適宜區(qū)。在滿足水分需要的灌溉條件下，該區(qū)域位于海拔高度450～600 m 的呼圖壁縣北部平原地帶，包括：呼圖壁縣、十里店鎮(zhèn)、五工臺鎮(zhèn)、園戶村鎮(zhèn)和大豐鎮(zhèn)等廣大區(qū)域。熱量條件≥10 ℃積溫為3 400～3 700 ℃·d，無霜期為175～180 d，熱量條件可滿足中熟玉米的種植，7 月平均氣溫在25～26 ℃，≥35 ℃高溫日數(shù)＜17 d，氣候條件對中熟玉米生長發(fā)育較有利，是呼圖壁縣玉米生產(chǎn)潛力最高、玉米種植最理想的區(qū)域之一。

（2）適宜區(qū)。在滿足水分需要的灌溉條件下，該區(qū)域位于海拔高度600～900 m 的呼圖壁縣中部平原地帶，包括獨山子鄉(xiāng)、龍王廟村、寧州戶村、二十里店村等區(qū)域。熱量條件≥10 ℃積溫為3 000～3 400 ℃·d，無霜期為 165～175 d，熱量條件可滿足中早熟玉米的種植，但7 月平均氣溫為23～25 ℃，7月日最高氣溫≥35 ℃日數(shù)為14～17 d，高溫對玉米開花授粉有一定的不利影響。

（3）次適宜種植區(qū)。在滿足水分需要的灌溉條件下，該區(qū)域位于海拔高度900～1 100 m 的丘陵、低山地帶，包括石梯子鄉(xiāng)。熱量條件≥10 ℃積溫為2 600～3 000 ℃·d，無霜期為 155～165 d；7 月平均氣溫為20～22 ℃。熱量條件總體能夠滿足早中熟玉米的種植，但抽雄、開花期溫度稍顯不足。

（4）風(fēng)險區(qū)。在滿足水分需要的灌溉條件下，該區(qū)域位于海拔高度1 100～1 400 m 的中低山地帶，包括雀爾溝鎮(zhèn)北部中山帶。熱量條件≥10 ℃積溫為 2 200～2 600 ℃·d，無霜期為 135～155 d；7 月平均氣溫為18～20 ℃，熱量條件僅能基本滿足早熟玉米的種植，氣候風(fēng)險較大，穩(wěn)產(chǎn)性低，熱量較少的年份不宜種植。

（5）不宜種植區(qū)。呼圖壁縣玉米不宜種植區(qū)包含2 個分區(qū)，第一分區(qū)是在海拔高度＜450 m 的呼圖壁縣北部古爾班通古特沙漠邊廣大區(qū)域。熱量條件十分豐富，≥10 ℃積溫為3 700 ℃·d 以上，無霜期為180 d 以上。7 月平均氣溫為 27 ℃以上，7 月≥35 ℃的高溫日數(shù)多達(dá)22 d 以上，高溫?zé)岷?yán)重，造成玉米受精不全、缺粒禿尖現(xiàn)象，嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量的形成，因此，不宜種植制種玉米。第二分區(qū)是位于呼圖壁縣南部海拔高度1 400 m 以上的中、高山地帶，該區(qū)域因地勢高，氣溫較低，≥10 ℃積溫一般不足2 200 ℃·d，7 月平均氣溫低于 18 ℃，無霜期多在135 d 以下，熱量條件難以滿足玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量形成的基本要求，因此，不宜種植制種玉米。

氣候環(huán)境條件在影響制種玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的所有因素中是最重要的因素。因此，本文主要選擇影響制種玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的重要氣候因子作為區(qū)劃指標(biāo)，而實際上除了受氣候條件影響以外，制種玉米種植還受土壤類型、土壤肥力等其他環(huán)境因素的影響，目前的制種玉米精細(xì)化區(qū)劃研究中主要考慮制種玉米的氣候條件，還沒有把研究區(qū)域的土壤類型、土壤現(xiàn)狀、土地利用狀況等其他環(huán)境條件信息綜合考慮進(jìn)去。在制種玉米實際生產(chǎn)過程中，除了受氣候、土壤等生態(tài)條件影響外，還受地形地貌、水域、山體、城市居民用地等多種條件的制約，并非氣候條件適宜種植的地方就可用于制種玉米生產(chǎn)[14-16]。因此，研究制種玉米等農(nóng)作物精細(xì)化氣候區(qū)劃時，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，在充分運用GIS 基礎(chǔ)上，還應(yīng)綜合考慮氣候條件、土壤類型、土壤肥力、土地利用規(guī)劃狀況等方面的精細(xì)化區(qū)劃綜合信息，開展農(nóng)作物種植布局的綜合區(qū)劃研究，區(qū)劃結(jié)果將會更加深化、細(xì)化，更為客觀、準(zhǔn)確和綜合實用。關(guān)于這些方面的綜合研究有待今后進(jìn)一步探討和不斷完善。