基于GIS的新疆沙湾市棉花种植精细化气候区划.pdf
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1、引用本文格式王雪姣,王森,吉春容,等基于 GIS 的新疆沙湾市棉花种植精细化气候区划 J农业工程,2023,13(8):38-43 DOI:10.19998/ki.2095-1795.2023.08.007 WANG Xuejiao,WANG Sen,JI Chunrong,et alFine climate division of cotton planting in Shawan City of XinjiangUygur Autonomous Region based on GISJAgricultural Engineering,2023,13(8):38-43基于 GIS 的新疆沙湾
2、市棉花种植精细化气候区划王雪姣1,王森1,吉春容1,井立军2,高婧2,张山清1(1.新疆农业气象台,新疆 乌鲁木齐 830000;2.沙湾市气象局,新疆 沙湾 832100)摘要:利用沙湾市及周边 15 个气象站点 19802020 年气候资料和地理信息数据,通过 Arcgis10.0 空间分析技术将新疆维吾尔自治区 150000 高程数据转成分辨率为 100 m100 m 的数字高程,通过地统计回归和反距离权重等方法构建10 C积温、无霜期、7 月平均气温等指标与地理因子的空间分析推算模型,结合棉花区划指标等级,计算得到沙湾市棉花种植精细化气候区划。结果表明,研究区可划分为适宜棉区、次适宜棉
3、区、风险棉区和不适宜棉区 4 个分区。适宜棉区主要分布在沙湾市海拔 490600 m 的乌奎高速公路北部附近地带,包括安集海镇、三道河子镇、乌兰乌苏镇和蘑菇湖水库附近的平原地区;次适宜棉区主要分布在沙湾市海拔 600700 m 的乌奎高速公路南部附近地带;风险棉区主要分布在沙湾市海拔 700800 m 的乌奎高速公路南部的山前倾斜平原;不适宜棉区主要分布在沙湾市海拔高度 800 m 以上的南部山区。研究成果可为当地农业种植布局调整提供科学依据。关键词:棉花;GIS;精细化;气候区划;沙湾市中图分类号:S162.54文献标识码:A文章编号:2095-1795(2023)08-0038-06DOI
4、:10.19998/ki.2095-1795.2023.08.007Fine Climate Division of Cotton Planting in Shawan City ofXinjiang Uygur Autonomous Region Based on GISWANG Xuejiao1,WANG Sen1,JI Chunrong1,JING Lijun2,GAO Jing2,ZHANG Shanqing1(1Xinjiang Agricultural Meteorological Station,Urumqi Xinjiang 830000,China;2Shawan Meteo
5、rological Bureau,Shawan Xinjiang 832100,China)Abstract:Based on climate data and geographic information data of Shawan City and its surrounding 15 meteorological stations from1980 to 2020,the 150 000 DEM data in Xinjiang was converted into a resolution of 100 m 100 m by using ArcGIS10.0 spatial anal
6、ys-is technology digital elevation,by using methods such as geostatistical regression and inverse distance weighting,a spatial analysis andcalculation model was constructed for indicators such as accumulated temperature 10 C,frost free period,and average temperature inJuly,as well as geographical fa
7、ctors,combined with cotton zoning index level,refined climate zoning for cotton planting in ShawanCity was calculatedZoning results indicated that it was divided into four zones:suitable cotton area,sub suitable cotton area,risk cot-ton area,and unsuitable cotton areaSuitable cotton areas were mainl
8、y distributed in the northern area of Wukui Expressway between490 m and 600 m above sea level in Shawan County,including plain area near Anjihai Town,Sandaohezi Town,Wulan Wusu Townand Mushu Lake ReservoirThe sub-suitable cotton area was mainly distributed near southern part of the Wukui Expressway
9、at an alti-tude of 600 m to 700 m in Shawan CountyThe risk cotton area was mainly distributed in piedmont sloping plain in south of the WukuiExpressway in Shawan County with an altitude of 700 m to 800 mNon-cotton areas were mainly distributed in southern mountainousareas of Shawan County with an al
10、titude of more than 800 mResearch results could provide scientific basis for adjustment of local agri-cultural planting layoutKeywords:cotton,GIS,refinement,climate zoning,Shawan County 收稿日期:2023-02-08修回日期:2023-06-05基金项目:国家自然科学基金项目(41975146);新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2021D01A171);2022 年度新疆维吾尔自治区“天山英才”“三农”骨干人
11、才项目(2022SNGGNT067)作者简介:王雪姣,博士,副高级工程师,主要从事棉花气象灾害研究E-mail:吉春容,通信作者,研究员,主要从事农林气象灾害机理研究E-mail:第 13 卷 第 8 期农业工程Vol.13No.82023 年 8 月AGRICULTURAL ENGINEERINGAug.2023 0引言新疆维吾尔自治区(简称新疆)沙湾市是一个以农业为主、农牧结合的农业大县,水土、光热资源丰富,是塔城地区乃至北疆片区棉花、粮油、蔬菜和林果等生产供应基地,盛产辣椒、红薯、马铃薯、枸杞和蟠桃等多种特色农产品,而棉花是沙湾市的主要经济作物,近 10 年,随着政策关注力度加大和技术水
12、平的提高,有效推动沙湾市棉花产业的发展。据新疆统计局数据资料,1999 年,沙湾市棉花种植面积 2.57 万hm2,至 2014 年 猛 增 到 6.74 万 hm2,增 长 2.6 倍,2020 年达到 11.96 万 hm2。由于棉花种植面积增长速度过快,棉花种植范围不断扩大,部分棉区可能超出次适宜棉区或风险棉区,因受气候环境的制约,棉花种植保证系数不高,产量低、品质差、效益低。气候变暖和棉区主要关键气候因子的改变,对棉花生产产生了有利或不利的影响。因此,从合理开发和利用气候资源角度出发,对沙湾市棉区棉花作精细化气候区划,这对充分利用当地气候资源,因地制宜地调整和优化棉花种植布局,促进棉花
13、生产持续、稳定和健康发展具有十分重要意义。1材料与方法 1.1研究区域和数据来源沙湾市地处天山中段北麓、准格尔盆地南缘,地势南高北低,自东南向西北倾斜,最低海拔 283 m,最高海拔 5 237 m,如图 1 所示。境内海拔高度相差较大,南北气候明显差异。低山、平原和沙漠地区属中温带,南部中山和高山地区属寒温带。降水较少,蒸发量大,光照充足,热量丰富,无霜期较长,气温日较差大。年平均日照时数2 800 h,年均降水量 208 mm,年蒸发量 1 5002 000 mm,无霜期 170190 d,7 月平均气温 25.9 C,年较差 40.6 C,10 C 积温 3 700 Cd左右,20 C
14、积温 2 200 Cd 左右,15 C 的持续日数 140 d 左右。气象资料为沙湾市和周边气象站点 13 个气象站19802020 年的地面气象观测资料,站点包括沙湾市、乌苏市、炮台镇、乌兰乌苏镇,新疆生产建设兵团莫索湾垦区、蔡家湖镇,石河子市,昌吉回族自治州昌吉市、玛纳斯县、呼图壁县、阜康市,以及乌鲁木齐市、米东区等。观测资料包括历年逐日气温(平均气温、日最高气温、日最低气温)、无霜期等,由新疆气象信息中心提供。棉花气候区划指标来源于文献资料。地理信息资料采用新疆测绘地理信息局提供的150000 沙湾市基础地理背景数据,包含乡镇级、乡镇级以下行政点、公路、河流和数字高程模型等。1.2研究方
15、法及区划指标 1.2.1空间插值方法通过 Arcgis 空间分析法,将 150000 的数字高程数据通过重采样获得分辨率 100 m100 m 的数字高程,建立气候要素与地理因子网格推算模型,获得空间格点模拟值,再将实际值与模拟值的残差部分采用反距离加权进行订正,最终得到各气候要素空间分布值1-2。1.2.2区划指标权重确定基于 yaahp 软件利用层次分析法确定影响棉花各区划指标因子的权重系数3。1.2.3棉花区划指标确定热量资源的多少直接决定棉花产量的高低和品质的优劣,沙湾市又有较稳定的灌溉水资源,因此,影响沙湾市棉花生产的主要气候因素是热量条件,而热量资源又受地理位置、地势地形的影响,沙
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