基于GIS的百色澳洲坚果种植气候适宜性分析

黄 飞，莫 蕤，陆启丹

（百色市气象局，广西 百色 533000）

澳洲坚果原产于澳大利亚东南部地区，其果实富含植物精油、蛋白质、氨基酸、矿物质和维生素等物质，对身体发育和新陈代谢有促进作用，口感香浓，深受人们喜爱。澳洲坚果栽植4年便可进入初产期，8年进入盛产期，经济寿命50～80 a，有很大的社会经济效益和生态效益，是低投入高产出的经济树种，因此引起世界许多国家的广泛关注和发展，目前已在全球南北回归线之间的二十几个国家和地区种植和投产，但目前全球产量较低，2021年全球澳洲坚果产量约有20余万t，仅相当于我国核桃产量的1/20，我国每年进口澳洲坚果4万t，具有市场发展价值。该区从20世纪70年代开始引种澳洲坚果种植，经过50 a的发展已初步形成产业规模，全区共种植澳洲坚果65万多亩（1亩约等于667 m2），在南宁市、崇左市、来宾市和梧州市均有种植，表明澳洲坚果具有较强的环境适应性和在该区较强的可发展性。

百色市地处广西壮族自治区西部（104°28'E～107°54'E，22°51'N～25°07'N），总面积3.63万km2，南与越南接壤，北为云南贵州兴义市，东面与南宁紧连，高原海拔100～2 468 m，从东南到西北地形倾斜度高，地形地貌差异明显，从东南向西北既有河谷平原，又有丘陵、高原和喀斯特地貌等。百色市地处亚热带季风气候区，降水量较充沛，温润暖和，光照充足，雨热同季，主要降水期和高温时段集中在4—9月份，年最冷时段为12月至次年2月，极少出现低于0℃的低温且持续时间短，全年基本都是无霜期。全市森林面积4 143万亩，林地面积居广西第一，优越自然条件和丰富的林地资源，为澳洲坚果发展提供了独特的条件和基础。

总体上来说，百色面积广气候条件优越，可发展种植澳洲坚果面积大，但地形地貌复杂、局地气候差异大，因此并不是所有的地区都适合种植澳洲坚果，有必要在种植规划前对百色的气候、土地地形和澳洲坚果生产特性等因素进行综合分析，做出综合立体气候区划和适宜性评价，为百色澳洲坚果产业发展规划提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 指标的确定

温度、降水和光照等气象因子是影响澳洲坚果生长发育、产量及品质的主要生态条件之一。从各个生产地气候条件分析，澳洲坚果喜湿暖、和风的环境。其生长要求年平均温度不低于17℃，月均温度为15～30℃，温度在10℃以下和35℃以上生长停止，降雨量为1 000～3 000 mm，年日照时数为1 600 h以上，终年无霜或偶有轻霜。澳洲坚果花芽期在1月中旬—2月上旬，花期在2—4月，适宜温度为17～30℃，最佳温度是19～21℃，开花期如果连续高温，可能影响授粉，导致开花不结果。坐果期5—6月，其适宜温度为25～30℃，在30℃以上的日温，比30℃以下的日温更易造成未熟果脱落，30℃是诱导过渡落果的临界温度。果实成长期在7—9月，适宜的温度是25～30℃，否则影响果仁生长、果仁率和油分积累。

澳洲坚果对水分要求全年湿润无干旱，特别是开花和果油积累期，充足的水分才能提高其坐果率和质量产量。一般要求年降水在1 400 mm以上，开花期降雨量为120 mm以上，保持一定的相对空气湿度以促进开花授粉。

根据澳洲坚果优质种植生产区的气象因子统计及其生长发育、产量品质等生物学特性分析，结合查阅文献和相关研究结果等资料，澳洲坚果对年降水量、花期降水量、坐果期温度和果实成长期温度要求较严格，最终确定以坐果期（5—6月）平均日最高温度、果实成长期（7—9月）最高温度、冬季（12—2月）平均最低温度、年降水量、开花期（2—4月）降水量及海拔高度6个影响澳洲坚果生长的关键气候因子、地形因子为指标，对百色澳洲坚果种植生长发育进行适宜性分析，并得出该研究区适宜性等级划分。

1.2 数据的来源与收集

收集百色市1∶250 000万的各县行政边界、县乡行政点的地理信息数据和ASTER GDEM 30 M分辨率数字高程数据。气象资料为百色市各县（市、区）国家气象站点1991—2020年的逐月气象资料，主要包括各月平均最高最低温度、年月降水量和年日照时数等。

1.3 研究方法

利用百色12个地面气象台站1991—2020年气象观测资料及对应的经度、纬度和海拔高度建立区划因子的多元回归气象因子模型（表1），计算各点残差值后运用克里金法对全市进行空间插值分析得到要素残差栅格图，把气象要素空间模型的气象因子分布栅格图与残差栅格图进行叠加后运用内插使得所有关键气象因子推算值均插值到250 m×250 m网格数据点上，实现各气候区划因子的空间连续分布。如式（1）所示。

表1 百色市澳洲坚果气候区划的空间分析模型

式中：F为气象要素；i、j、h分别为气象台站经度、纬度和海拔高度；ε为残差项。

T1为冬季平均最高气温，T2为坐果期最高气温，T3为果实生长期的最高气温，R为年降水量，花期降水量各地均符合，因此未建立空间模型。

采用GIS重分类将空间连续分布气候区划因子进行分类，坐果期（5—6月）平均日最高温度25～30℃、果实成长期（7—9月）最高温度25～30℃、冬季（12—2月）平均最高温度高于10℃、年降水量1 400 mm、开花期降水量120 mm及海拔高度小于1 200 m这6个区划因子区域划分为适宜等级，其余划归为不适宜等级，并对各等级赋予不同的数值。运用ArcGIS软件进行栅格图层间运算，对空间上每一个点的各气候区划因子的值逐一叠乘，因此得出每个点上的总分值，以对应相应的若干区划适宜因子和不适宜因子，以总得分划分将全部因子都适宜划分为适宜区，1个因子不适宜其余因子适宜为次适宜区，2个以上不适宜因子为不适宜区。

2 结果与分析

利用GIS技术对多个气候适宜区划因子栅格数据进行乘积叠加、重分类等处理，得出百色市澳洲坚果种植气候适宜性精细化区划分布图（图1）。

图1 百色市澳洲坚果种植精细化区划分布图

（1）适宜区。气候最适宜区主要分布在靖西市全域、德保县大部、右江区东北和西南部、田阳区东北和西南部、凌云县大部等丘陵地区，总面积约0.84万km2，占全市面积23%。该地区降水量丰富，年均降水量超过1400 mm，冬季最高温度高于15℃，澳洲坚果在坐果时期和成长时期，各月平均最高温度不超过30℃，海拔大多低于1 200 m，雨热充足，越冬条件好，能为澳洲坚果成仁积油所需提供良好气象条件，是符合澳洲坚果大规模生产的优势地区。

（2）次适宜区。气候次适宜区主要分布在凌云、乐业、田林、隆林、西林和平果市部分地区，总面积约0.93万km2，占全市面积26%。该地区雨量充沛，光照充足，但由于地处在云贵高原边缘，常受西南低压天气系统的影响，坐果阶段经常受阶段性高温天气影响，可能造成落花落果现象。

（3）不适宜区。不适合种植区域主要分布在右江河谷地区、北部地区和那坡县部分地区，总面积约1.8万km2，占全市面积51%。右江河谷年降水量较南北山区低，蒸发量大，容易造成干旱灾害，加上在坐果和生长阶段，高温天气频发，对澳洲坚果坐果、产量和品质均造成重要影响；在北部地区由于有岑王老山和金钟山山脉，那坡县靠近云贵高原，海拔高度较高，气温偏低，常发生冰冻、霜冻等气象灾害，越冬条件差，严重影响澳洲坚果的生产发育，种植气候条件较差。

3 结论与讨论

3.1 结论

降水量、气温和海拔高度是影响澳洲坚果种植的主要因素，特别是年降水量、花期降水量、越冬期平均最高气温、坐果时期平均最高温度、成长期平均最高温度及海拔对发育生长有关键影响，选其作为澳洲坚果种植区划指标，考虑了澳洲坚果生长发育对水热、越冬的气候条件和生产关键时段对气象条件需求，区划指标较全面、科学，结果与王伟基于MaxEnt生态软件划分澳洲坚果的潜在地理适生区划分析相似，能为百色市澳洲坚果产业布局和生产提供科学数据。根据区划结果，百色种植澳洲坚果种植优势种植区、次优种植区面积较大，土地资源优势和气候优势明显，可大力发展澳洲坚果种植产业。

3.2 讨论

本次区划采用的台站气象数据较少，加上百色地形复杂，局地气候明显，经过插值后与各地实测值之间会存在一定差距，不能完成真实反映各点气象要素。在区划中未加入土壤理化性质因素和土地利用现状等资料，因此可适用发展种植区域将大幅少于计算面积。在现实种植中，人类工程将明显改变自然气候条件，许多不利气候条件可以趋向作物生产所需环境，各地在种植发展中时应综合考虑人力工程因素，发挥科技力量做到趋利避害。