基于GIS的广西甘蔗生产潜力评价

王雪丽+钱慧慧+陈雨琪+黄智刚

摘要：为提高广西甘蔗生产水平，合理开发自然资源，在GIS技术和FAO农业生态区域法（AEZ）的支持下对广西甘蔗生产的光温生产潜力、气候生产潜力进行估算。结果表明，广西甘蔗光合生产潜力的均值为183.27 t/hm2，理论值范围为169.03～201.33 t/hm2，开发度均值为37.31%；光温生产潜力均值为175.51 t/hm2，理论值范围为154.19～200.75 t/hm2，开发度均值为39.12%；气候生产潜力均值为165.88 t/hm2，理论值范围为142.94～197.21 t/hm2，开发度均值为41.71%。由此可知，广西甘蔗生产潜力理论值与现实生产力之间的差距较大，开发前景广阔。

关键词：ArcGIS；AEZ模型；甘蔗生产潜力；开发度；广西壮族自治区

中图分类号：S566.1；F301 文献标识码：A 文章编号：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

作物生产潜力是指一个地区的作物在理想的环境下所能达到的最高理论产量[1]。自20世纪60年代以来，国内外学者对作物生产潜力进行了大量研究[2-4]，提出并推广了多种潜力估算模型，其中应用最为普遍的是联合国粮农组织推荐的农业生态区划法模型。近年来，为给作物生产潜力的研究提供有效的手段和方法，已有很多学者尝试将农业生态区划法模型与地理信息系统相结合，成为目前生产潜力研究的焦点。据统计，中国约有35%的农业生产潜力评估采用AEZ模型[5]。

甘蔗是中国最主要的糖料作物，以甘蔗为主要原料的蔗糖产业已成为广西发展的优势和特色产业[6]，广西作为全国重点糖业生产基地，糖蔗产量、产糖量及种植面积近年来已跃居全国第一位，成为中国最大的糖业生产基地。广西糖料蔗种植面积98.9万hm2，年产糖量941万t，广西甘蔗种植面积占全国甘蔗种植总面积的63.0%，甘蔗糖产量占全国甘蔗糖总产量的68.6%。近年来，广西的糖料蔗生产已成为大部分市（县）的支柱产业和特色产业。为确保甘蔗产业的持续稳定发展和高收益，挖掘甘蔗的生产潜力是关键。另一方面，对广西甘蔗的生产潜力的研究较少，也无系统的生产潜力资源利用效率评价。为此，以广西气象资料为基础，在GIS支持下，采用AEZ模型定量计算广西甘蔗作物的各层次生产潜力，并结合大田生产数据，计算出基于县域尺度的各层次甘蔗的生产潜力和生产潜力的开发度，以期为广西甘蔗生产的研究打下一定的基础。

1 研究区自然环境条件及种植概况

广西壮族自治区地处中国华南沿海地区，位于104°26′—112°04′E，20°54′—26°24′N之间，北回归线贯穿全区中部。处于被称为中国地势第二级阶梯的云贵高原的东南边缘，两广丘陵的西部，南边朝向北部湾。整个地势为四周多山地与高原，而中部与南部多为平地，因此地势自西北向东南倾斜，西北与东南之间呈盆地状，素有“广西盆地”之称。广西地处亚热带季风气候区，气候温暖湿润，热量丰富。各地年≥10℃积温5 000～8 000 ℃，是全国最高积温省区之一。如此丰富的热量资源，为广西甘蔗的种植提供了有利条件。

试验以国家气象局提供的广西壮族自治区15个气象站点（图1）1980—2005年日气象资料为基础，采用AEZ法定量计算甘蔗的光合、光温生产潜力，并结合《广西壮族自治区统计年鉴》1980—2012年的各县（市）大田生产数据，在ArcGIS 10.0软件平台上实现对广西甘蔗生育期的光合、光温资源利用效率的空间分析与评价。

2 广西甘蔗生产潜力评价模型

计算作物生产潜力的AEZ模型是世界上最广泛使用的农业生产潜力评价模型。该模型是由Kassam等在Wageningen模型的基础上，于20世纪70年代在IIASA及FAO等机构的支持下，为农业生态区域项目制定的计算作物光、温、水潜力的一种方法。AEZ方法不仅同时涉及了光、温、水、土等影响生物产量形成的因素及指标，还考虑了作物类型在不同生长条件下产量形成的差异，使估算结果更接近实际，因而世界上不少国家采用此方法开展了相关研究[7]。同时AEZ方法的基础资料较易获得，计算方便，其结果能够较好地反映地区作物生产潜力的多年平均状况，据此制定农业发展战略决策科学可行。经过30多年的推广和应用，该模型在国内外得到了广泛应用[8]。因此，本研究将AEZ方法和ArcGIS结合对广西甘蔗的生产潜力进行估算。

2.1 光合生产潜力

在作物群体结构、长势、农业措施及环境条件均处于最佳状态时，由作物的光合效率所决定的单位面积的最高产量，称为光合生产潜力（yo），亦称为作物生物学产量。

2.1.1 日倾角？啄 日倾角计算见公式（1）。

？啄=0.040 93sin■（1）

式中，J是日序数，逐日累加。

2.1.2 日照时数角？覣s日照时数角计算见公式（2）。

？覣s=cos-1（-tan？准tan？啄）（2）

式中，？准是地理纬度。

2.1.3 大气边缘辐射Ra大气边缘辐射计算见公式（3）和公式（4）。

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

dr=1+0.033cos■（4）

式中，dr为日地距离。

2.1.4 实测射入的短波辐射Rg实测射入的短波辐射计算见公式（5）。

Rg=Kr（Tmax-Tmin）0.5Ra（5）

式中，Rg为实测射入的短波辐射，Tmax为日最高气温（℃），Tmin为日最低气温（℃），Kr是温度调节系数（℃-1/2），沿海地区为0.19，在内陆地区通常取0.17。

2.1.5 光合生产潜力 光合生产潜力计算见公式（6）和公式（7）。

YO=foyo+（1-fo）yc （6）

fo=（Ac-0.5Rg）/0.8Ac （7）

计算甘蔗在给定地区全晴天的日同化速率（yc）和全阴天的日同化速率（yo），最后用云遮日的时间（fo）来校正，得到作物每日总干物质生产量（YO）。式中，Ae为晴天最大有效射入短波辐射[J/（cm2·d）]，yo、yc、Ae查表可得。

2.2 光温生产潜力

光温生产潜力是在一定的光、温条件下，其他因素处于最适宜状态，作物利用当地的光、温资源的潜在生产力。本研究采用AEZ模型计算：

1）当ym>20 kg/（hm2·h）时，

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

2）当ym<20 kg/（hm2·h）时，

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

式中，Ymp为作物的光温生产潜力（kg/hm2）；cL为作物在时间上和叶面积上的生长校正系数；cN为净干物质生产量的校正系数；cH为作物收获指数；G为作物的全生育期天数；ym为作物的干物质生产率[kg/（hm2·d）]；yo、yc参照公式（1）。表1数据来源于文献[9]和[10]。

2.3 气候生产潜力

气候生产潜力是光温生产潜力受自然降水条件限制而衰减后的作物生产量，故也称作光温水生产潜力。

2.3.1 参考作物蒸散量ET0 由于气温对参考作物蒸散量的影响较大，在气象数据不全，只有气温数据的条件下，通常采用Hargreaves方法来计算参考作物蒸散量。公式（10）中：C0=0.000 939

Hargreaves公式为：

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

2.3.2 气候生产潜力Yc 采用AEZ模型计算：

Yc=Ymp■Iyi （11）

Iyi=[1-Kyi（1-■）] （12）

式中，Yc是气候生产潜力（kg/hm2）；r为作物生育期的阶段个数；i=1，2，…，r，Ky产量反映系数；ETa是实际蒸散量；ET0是参照作物蒸散量。

2.4 光合、光温、气候潜力及开发度

目前广西甘蔗生产的水分利用效率由于受生产环境和种植措施等多种因素的综合影响，部分地区较高，但是大部分地区还较低，主要表现为甘蔗的现实生产力与气候生产潜力之间差距较大。潜力的开发度（即作物的现实生产力占潜在生产力的百分率）不仅可作为衡量农田作物生产潜力利用程度的量化指标， 而且还可作为农业资源利用效率和农业技术水平高低的综合评价指标。其计算公式为：

R=YA/YP×100% （13）

式中，R为生产潜力开发度（%），YA为现实生产力（t/hm2），YP为光合、光温、气候、现实生产潜力（t/hm2）。

表2中的现实生产力是《2012年广西壮族自治区统计年鉴》中各地（市）的甘蔗平均产量，2012年广西甘蔗总产量是1949—2012年多年来甘蔗总产量的最大值，因此采用2012年各市甘蔗产量的平均单产进行对比，能更好地探查广西甘蔗气候生产潜力的开发程度，掌握了解目前现实生产力与气候生产潜力的差距。

3 广西甘蔗的生产潜力

3.1 光合生产潜力

广西不同地（市）甘蔗光合生产潜力理论值见表2。由表2可以看出，广西甘蔗光合生产潜力均值为183.27 t/hm2，理论值范围为169.03～201.33 t/hm2；光合生产潜力开发度均值为37.31%，最大值出现在玉林，为49.44%，最小值出现在百色，为29.54%。

由图2可知，整个广西的光合生产潜力是南高北低，从北向南呈递增趋势。基于广西所有县域尺度的光合生产潜力中，39.77%的县（市）光合生产潜力值高于广西的均值；23.86%的县（市）光合生产潜力值介于160～170 t/hm2之间，36.36%的县（市）光合生产潜力值在170～180 t/hm2之间，这部分县（市）是光合生产潜力在未来增长较高的区域。光合生产潜力位于均值以下的县（市）有53个，这些县（市）是光合生产潜力值增长潜力较高的区域。其中有50%以上的甘蔗种植区光合生产潜力利用率低于平均值，由此可知广西甘蔗的光合生产潜力利用率普遍较低。

3.2 光温生产潜力

广西不同地（市）甘蔗光温生产潜力理论值见表2。由表2可以看出，广西甘蔗光温生产潜力的均值为175.51 t/hm2，理论值范围为154.19～200.75 t/hm2。广西甘蔗光温生产潜力开发度均值为39.12%，最大值出现在玉林，为52.51%，最小值出现在百色，为30.76%，其中有50%以上的甘蔗种植区光温生产潜力开发度低于平均值，由此可知广西甘蔗的光温生产潜力开发度普遍较低。其中梧州市的光温生产潜力开发度为34.52%，其生产潜力理论值最大，为200.75 t/hm2。桂林的光温生产潜力开发度为49.58%，生产潜力理论值最小，为154.19 t/hm2，其他地区的光温生产潜力居中。

由图3可知，在广西有27个县（市）的光温生产潜力的值位于140～154 t/hm2之间，占全区所有县市点的7.95%，这部分县市是全区的光温生产潜力值增长最快的区域；有46个县（市）的光温生产潜力值位于154～168 t/hm2之间，占全区所有县市点的52.27%；有17个县市的光温生产潜力值位于168～182 t/hm2之间，占全区所有县市的19.32%；有11.36%的县市的光温生产潜力值位于182～196 t/hm2之间；其余8个县市的光温生产潜力值则位于196～210 t/hm2之间。有60.23%的县市级的光温生产潜力值位于均值以下，这部分县市是光温生产潜力增长率最高的区域。

3.3 气候生产潜力

气候生产潜力是对现阶段某地区甘蔗最大的生产能力的反映，即理论生产力。由表2可知，广西甘蔗气候生产潜力理论值范围在142.94～197.21 t/hm2之间，其平均值为165.88 t/hm2，其中甘蔗气候生产潜力理论最大值出现在钦州，为197.21 t/hm2，最小值出现在玉林，为142.94 t/hm2。

由图4可知，在广西所有的县市中，有5个县市的气候生产潜力位于90～120 t/hm2之间，占全区所有县市的5.68%；有31个县市的气候生产潜力值位于120～150 t/hm2之间，占全区所有县市的35.23%；有40个县市位于150～180 t/hm2之间，占全区所有县市的45.45%，其余的占全区13.64%的12个县市则在180～210 t/hm2之间。在广西所有县市中有48.86%位于均值以下，这部分县市是气候生产潜力增长率最大的区域。

由表2可知，广西甘蔗气候生产潜力开发度平均值为41.71%，其中有近50%的甘蔗种植区生产潜力开发度低于平均值。玉林甘蔗的现实生产力最高，其气候生产潜力开发度为60.89%。钦州的甘蔗气候生产潜力最高，其甘蔗气候生产潜力开发度为32.59%。广西的甘蔗主要分布在灌溉不便的山上，其中河池位于广西的中北部，是广西降水最少的地方，又易受寒冷冻害的影响，现实生产力在全广西最低的地方，其甘蔗气候生产潜力开发度为33.44%，表明其甘蔗现实生产力还有很大的开发空间。由以上分析可知，广西甘蔗气候生产潜力理论值与现实生产力之间的差距较大，其气候生产潜力开发前景广阔。

4 小结与建议

应用农业生态区划法模型并结合GIS对广西甘蔗生产的光温生产潜力、气候生产潜力进行估算，结果表明，广西不同地（市）甘蔗光合、气候生产潜力差异较大，光合、气候生产潜力利用效率有待提高。广西甘蔗的光合、光温生产潜力表现为空间分布规律的一致性，广西南西部、南部的光合、光温生产潜力和开发度都相对较高，如光合、光温生产潜力和开发度都相对较高的北海就位于广西的南部，东北部的光合、光温生产潜力相对较低，如河池，其光合、光温开发度都很低，开发空间较大；气候生产潜力表现为中南部较高，东北部较低，如桂林、河池等。这就要求在广西西南部、南部地区要选择高产品种，充分发挥该区光合、光温资源潜力，进一步提高光能利用率；在东北部地区要选择耐寒抗旱的品种，调整布局，借助现代化学抗旱技术提高农田水分利用效率，抗旱保水化学制剂具有增强作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸发或减少植物叶面蒸腾等作用，可有效提高农田水分利用效率，以及因地制宜改变单一的品种种植结构，推行先进的农业节水技术[11]。总体而言，广西各地（市）甘蔗气候生产潜力值与现实生产力之间的差距较大，甘蔗气候生产潜力开发度不同，平均开发度仅为41.71%，开发潜力空间很大。

参考文献：

[1] 吴楠楠， 李 爽， 赵留峰. 豫西山区玉米的生产潜力资源研究[J].河南科学，2011，29（4）：422-427.

[2] 刘金铜， 由桩正. 河北沧州黑龙港地区粮食作物生产潜力估算[J].自然资源学报，1991，6（4）：318-325.

[3] 徐春达， 高晓飞. 作物生产潜力模型在中国的应用[J].干旱区资源与环境，2003，17（6）：108-110.

[4] 李三爱， 居 辉， 池宝亮. 作物生产潜力研究进展[J].中国农业气象，2005，26（2）：106-111.

[5] 毕继业， 朱道林， 王秀芬， 等. 基于GIS的县域粮食生产资源利用效率评价[J].农业工程学报，2008， 24（1）：94-99.

[6] 韦明珠， 黄吉森， 徐 林， 等. 广西甘蔗科技现状及建议[J].广西蔗糖，2011（2）：15-18.

[7] 王秀芬， 尤 飞， 杨艳昭. 基于AEZ模型的黑龙江省玉米生产潜力变化分析[J]. 西北农林科技大学学报（自然科学版），2009，40（6）：59-64.

[8] 封志明， 杨艳昭， 张 晶， 等. 从栅格到县域：中国粮食生产的资源潜力区域差异分析[J].自然资源学报，2007，22（5）：747-755.

[9] 曲曼丽， 王恩利， 孟兆华， 等. 黄淮海地区粮棉作物生产力的研究[J].华北农学报，1992，7（3）：104-109.

[10] 杨改河， 杜恩社， 徐正余， 等. 西藏土地资源生产能力及人口承载量研究[M].拉萨：西藏人民出版社，1995.

[11] 王龙昌， 谢小玉， 王立祥， 等. 宁南旱区农田作物生产潜力综合评价及其开发对策[J]. 农业系统科学与综合研究，2004，20（2）：85-88.

目前广西甘蔗生产的水分利用效率由于受生产环境和种植措施等多种因素的综合影响，部分地区较高，但是大部分地区还较低，主要表现为甘蔗的现实生产力与气候生产潜力之间差距较大。潜力的开发度（即作物的现实生产力占潜在生产力的百分率）不仅可作为衡量农田作物生产潜力利用程度的量化指标， 而且还可作为农业资源利用效率和农业技术水平高低的综合评价指标。其计算公式为：

R=YA/YP×100% （13）

式中，R为生产潜力开发度（%），YA为现实生产力（t/hm2），YP为光合、光温、气候、现实生产潜力（t/hm2）。

表2中的现实生产力是《2012年广西壮族自治区统计年鉴》中各地（市）的甘蔗平均产量，2012年广西甘蔗总产量是1949—2012年多年来甘蔗总产量的最大值，因此采用2012年各市甘蔗产量的平均单产进行对比，能更好地探查广西甘蔗气候生产潜力的开发程度，掌握了解目前现实生产力与气候生产潜力的差距。

3 广西甘蔗的生产潜力

3.1 光合生产潜力

广西不同地（市）甘蔗光合生产潜力理论值见表2。由表2可以看出，广西甘蔗光合生产潜力均值为183.27 t/hm2，理论值范围为169.03～201.33 t/hm2；光合生产潜力开发度均值为37.31%，最大值出现在玉林，为49.44%，最小值出现在百色，为29.54%。

由图2可知，整个广西的光合生产潜力是南高北低，从北向南呈递增趋势。基于广西所有县域尺度的光合生产潜力中，39.77%的县（市）光合生产潜力值高于广西的均值；23.86%的县（市）光合生产潜力值介于160～170 t/hm2之间，36.36%的县（市）光合生产潜力值在170～180 t/hm2之间，这部分县（市）是光合生产潜力在未来增长较高的区域。光合生产潜力位于均值以下的县（市）有53个，这些县（市）是光合生产潜力值增长潜力较高的区域。其中有50%以上的甘蔗种植区光合生产潜力利用率低于平均值，由此可知广西甘蔗的光合生产潜力利用率普遍较低。

3.2 光温生产潜力

广西不同地（市）甘蔗光温生产潜力理论值见表2。由表2可以看出，广西甘蔗光温生产潜力的均值为175.51 t/hm2，理论值范围为154.19～200.75 t/hm2。广西甘蔗光温生产潜力开发度均值为39.12%，最大值出现在玉林，为52.51%，最小值出现在百色，为30.76%，其中有50%以上的甘蔗种植区光温生产潜力开发度低于平均值，由此可知广西甘蔗的光温生产潜力开发度普遍较低。其中梧州市的光温生产潜力开发度为34.52%，其生产潜力理论值最大，为200.75 t/hm2。桂林的光温生产潜力开发度为49.58%，生产潜力理论值最小，为154.19 t/hm2，其他地区的光温生产潜力居中。

由图3可知，在广西有27个县（市）的光温生产潜力的值位于140～154 t/hm2之间，占全区所有县市点的7.95%，这部分县市是全区的光温生产潜力值增长最快的区域；有46个县（市）的光温生产潜力值位于154～168 t/hm2之间，占全区所有县市点的52.27%；有17个县市的光温生产潜力值位于168～182 t/hm2之间，占全区所有县市的19.32%；有11.36%的县市的光温生产潜力值位于182～196 t/hm2之间；其余8个县市的光温生产潜力值则位于196～210 t/hm2之间。有60.23%的县市级的光温生产潜力值位于均值以下，这部分县市是光温生产潜力增长率最高的区域。

3.3 气候生产潜力

气候生产潜力是对现阶段某地区甘蔗最大的生产能力的反映，即理论生产力。由表2可知，广西甘蔗气候生产潜力理论值范围在142.94～197.21 t/hm2之间，其平均值为165.88 t/hm2，其中甘蔗气候生产潜力理论最大值出现在钦州，为197.21 t/hm2，最小值出现在玉林，为142.94 t/hm2。

由图4可知，在广西所有的县市中，有5个县市的气候生产潜力位于90～120 t/hm2之间，占全区所有县市的5.68%；有31个县市的气候生产潜力值位于120～150 t/hm2之间，占全区所有县市的35.23%；有40个县市位于150～180 t/hm2之间，占全区所有县市的45.45%，其余的占全区13.64%的12个县市则在180～210 t/hm2之间。在广西所有县市中有48.86%位于均值以下，这部分县市是气候生产潜力增长率最大的区域。

由表2可知，广西甘蔗气候生产潜力开发度平均值为41.71%，其中有近50%的甘蔗种植区生产潜力开发度低于平均值。玉林甘蔗的现实生产力最高，其气候生产潜力开发度为60.89%。钦州的甘蔗气候生产潜力最高，其甘蔗气候生产潜力开发度为32.59%。广西的甘蔗主要分布在灌溉不便的山上，其中河池位于广西的中北部，是广西降水最少的地方，又易受寒冷冻害的影响，现实生产力在全广西最低的地方，其甘蔗气候生产潜力开发度为33.44%，表明其甘蔗现实生产力还有很大的开发空间。由以上分析可知，广西甘蔗气候生产潜力理论值与现实生产力之间的差距较大，其气候生产潜力开发前景广阔。

4 小结与建议

应用农业生态区划法模型并结合GIS对广西甘蔗生产的光温生产潜力、气候生产潜力进行估算，结果表明，广西不同地（市）甘蔗光合、气候生产潜力差异较大，光合、气候生产潜力利用效率有待提高。广西甘蔗的光合、光温生产潜力表现为空间分布规律的一致性，广西南西部、南部的光合、光温生产潜力和开发度都相对较高，如光合、光温生产潜力和开发度都相对较高的北海就位于广西的南部，东北部的光合、光温生产潜力相对较低，如河池，其光合、光温开发度都很低，开发空间较大；气候生产潜力表现为中南部较高，东北部较低，如桂林、河池等。这就要求在广西西南部、南部地区要选择高产品种，充分发挥该区光合、光温资源潜力，进一步提高光能利用率；在东北部地区要选择耐寒抗旱的品种，调整布局，借助现代化学抗旱技术提高农田水分利用效率，抗旱保水化学制剂具有增强作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸发或减少植物叶面蒸腾等作用，可有效提高农田水分利用效率，以及因地制宜改变单一的品种种植结构，推行先进的农业节水技术[11]。总体而言，广西各地（市）甘蔗气候生产潜力值与现实生产力之间的差距较大，甘蔗气候生产潜力开发度不同，平均开发度仅为41.71%，开发潜力空间很大。

参考文献：

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[11] 王龙昌， 谢小玉， 王立祥， 等. 宁南旱区农田作物生产潜力综合评价及其开发对策[J]. 农业系统科学与综合研究，2004，20（2）：85-88.

目前广西甘蔗生产的水分利用效率由于受生产环境和种植措施等多种因素的综合影响，部分地区较高，但是大部分地区还较低，主要表现为甘蔗的现实生产力与气候生产潜力之间差距较大。潜力的开发度（即作物的现实生产力占潜在生产力的百分率）不仅可作为衡量农田作物生产潜力利用程度的量化指标， 而且还可作为农业资源利用效率和农业技术水平高低的综合评价指标。其计算公式为：

R=YA/YP×100% （13）

式中，R为生产潜力开发度（%），YA为现实生产力（t/hm2），YP为光合、光温、气候、现实生产潜力（t/hm2）。

表2中的现实生产力是《2012年广西壮族自治区统计年鉴》中各地（市）的甘蔗平均产量，2012年广西甘蔗总产量是1949—2012年多年来甘蔗总产量的最大值，因此采用2012年各市甘蔗产量的平均单产进行对比，能更好地探查广西甘蔗气候生产潜力的开发程度，掌握了解目前现实生产力与气候生产潜力的差距。

3 广西甘蔗的生产潜力

3.1 光合生产潜力

广西不同地（市）甘蔗光合生产潜力理论值见表2。由表2可以看出，广西甘蔗光合生产潜力均值为183.27 t/hm2，理论值范围为169.03～201.33 t/hm2；光合生产潜力开发度均值为37.31%，最大值出现在玉林，为49.44%，最小值出现在百色，为29.54%。

由图2可知，整个广西的光合生产潜力是南高北低，从北向南呈递增趋势。基于广西所有县域尺度的光合生产潜力中，39.77%的县（市）光合生产潜力值高于广西的均值；23.86%的县（市）光合生产潜力值介于160～170 t/hm2之间，36.36%的县（市）光合生产潜力值在170～180 t/hm2之间，这部分县（市）是光合生产潜力在未来增长较高的区域。光合生产潜力位于均值以下的县（市）有53个，这些县（市）是光合生产潜力值增长潜力较高的区域。其中有50%以上的甘蔗种植区光合生产潜力利用率低于平均值，由此可知广西甘蔗的光合生产潜力利用率普遍较低。

3.2 光温生产潜力

广西不同地（市）甘蔗光温生产潜力理论值见表2。由表2可以看出，广西甘蔗光温生产潜力的均值为175.51 t/hm2，理论值范围为154.19～200.75 t/hm2。广西甘蔗光温生产潜力开发度均值为39.12%，最大值出现在玉林，为52.51%，最小值出现在百色，为30.76%，其中有50%以上的甘蔗种植区光温生产潜力开发度低于平均值，由此可知广西甘蔗的光温生产潜力开发度普遍较低。其中梧州市的光温生产潜力开发度为34.52%，其生产潜力理论值最大，为200.75 t/hm2。桂林的光温生产潜力开发度为49.58%，生产潜力理论值最小，为154.19 t/hm2，其他地区的光温生产潜力居中。

由图3可知，在广西有27个县（市）的光温生产潜力的值位于140～154 t/hm2之间，占全区所有县市点的7.95%，这部分县市是全区的光温生产潜力值增长最快的区域；有46个县（市）的光温生产潜力值位于154～168 t/hm2之间，占全区所有县市点的52.27%；有17个县市的光温生产潜力值位于168～182 t/hm2之间，占全区所有县市的19.32%；有11.36%的县市的光温生产潜力值位于182～196 t/hm2之间；其余8个县市的光温生产潜力值则位于196～210 t/hm2之间。有60.23%的县市级的光温生产潜力值位于均值以下，这部分县市是光温生产潜力增长率最高的区域。

3.3 气候生产潜力

气候生产潜力是对现阶段某地区甘蔗最大的生产能力的反映，即理论生产力。由表2可知，广西甘蔗气候生产潜力理论值范围在142.94～197.21 t/hm2之间，其平均值为165.88 t/hm2，其中甘蔗气候生产潜力理论最大值出现在钦州，为197.21 t/hm2，最小值出现在玉林，为142.94 t/hm2。

由图4可知，在广西所有的县市中，有5个县市的气候生产潜力位于90～120 t/hm2之间，占全区所有县市的5.68%；有31个县市的气候生产潜力值位于120～150 t/hm2之间，占全区所有县市的35.23%；有40个县市位于150～180 t/hm2之间，占全区所有县市的45.45%，其余的占全区13.64%的12个县市则在180～210 t/hm2之间。在广西所有县市中有48.86%位于均值以下，这部分县市是气候生产潜力增长率最大的区域。

由表2可知，广西甘蔗气候生产潜力开发度平均值为41.71%，其中有近50%的甘蔗种植区生产潜力开发度低于平均值。玉林甘蔗的现实生产力最高，其气候生产潜力开发度为60.89%。钦州的甘蔗气候生产潜力最高，其甘蔗气候生产潜力开发度为32.59%。广西的甘蔗主要分布在灌溉不便的山上，其中河池位于广西的中北部，是广西降水最少的地方，又易受寒冷冻害的影响，现实生产力在全广西最低的地方，其甘蔗气候生产潜力开发度为33.44%，表明其甘蔗现实生产力还有很大的开发空间。由以上分析可知，广西甘蔗气候生产潜力理论值与现实生产力之间的差距较大，其气候生产潜力开发前景广阔。

4 小结与建议

应用农业生态区划法模型并结合GIS对广西甘蔗生产的光温生产潜力、气候生产潜力进行估算，结果表明，广西不同地（市）甘蔗光合、气候生产潜力差异较大，光合、气候生产潜力利用效率有待提高。广西甘蔗的光合、光温生产潜力表现为空间分布规律的一致性，广西南西部、南部的光合、光温生产潜力和开发度都相对较高，如光合、光温生产潜力和开发度都相对较高的北海就位于广西的南部，东北部的光合、光温生产潜力相对较低，如河池，其光合、光温开发度都很低，开发空间较大；气候生产潜力表现为中南部较高，东北部较低，如桂林、河池等。这就要求在广西西南部、南部地区要选择高产品种，充分发挥该区光合、光温资源潜力，进一步提高光能利用率；在东北部地区要选择耐寒抗旱的品种，调整布局，借助现代化学抗旱技术提高农田水分利用效率，抗旱保水化学制剂具有增强作物吸水能力、提高土壤持水性能、抑制地表物理蒸发或减少植物叶面蒸腾等作用，可有效提高农田水分利用效率，以及因地制宜改变单一的品种种植结构，推行先进的农业节水技术[11]。总体而言，广西各地（市）甘蔗气候生产潜力值与现实生产力之间的差距较大，甘蔗气候生产潜力开发度不同，平均开发度仅为41.71%，开发潜力空间很大。

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