横州市茉莉花种植适宜性区划分析

梁金校，韦洋，贾书刚，刘书田，侯显达，王铄今，潘桂颖*，侯彦林*

（1.南宁市西乡塘区西大君武小学，广西 南宁 530003；2.南宁师范大学广西地标作物大数据工程技术研究中心，广西 南宁 530001；3.南宁师范大学广西地表过程与智能模拟重点实验室，广西 南宁 530001；4.南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室，广西 南宁 530001；5.南宁师范大学地理科学与规划学院，广西 南宁 530001）

茉莉花[Jasminum sambac(L.)Aiton]属木樨科素馨属直立或攀援灌木，是一个集经济价值、食用价值、药用价值、观赏价值于一体的木本植物[1]。2006 年，广西横州市“茉莉花”成为地理标志保护产品。2021 年，横州市茉莉花种植面积约0.83 万hm2，年产鲜花10.2 万t，茉莉鲜花产量占我国总产量的80%以上，占世界总产量的60%以上，居全国第1 位。茉莉花种植已成为横州市农民增收、财政增长的重要支柱产业，推动其产业脱贫和乡村振兴高质量发展。

目前，国内对于茉莉花的研究主要集中在茉莉花的栽培[2-4]、生产再加工和经济价值[5-7]等方面，针对茉莉花生长适宜环境以及种植区划的研究较少。研究发现茉莉花分布与生态环境密切相关，有学者对福建福州、广西横州、云南元江和四川犍为等主要茉莉花产区的生态环境进行调查研究，发现茉莉花的分布与气候、海拔、土壤等关系密切，影响产量的主要因素是温度、降水量和土壤养分[8-11]。横州市属亚热带季风气候，自然条件优越。由于下垫面差异，横州市下辖各乡镇形成区域小气候，导致温度分布、辐射状况、湿润状况和局部风存在差异，但总体上各乡镇的气候类型仍是亚热带季风气候，其气候条件适宜茉莉花的生长和发育。因此，在长时间尺度内，土壤理化性质仍是横州市茉莉花各乡镇高产的主导因素。为了充分利用横州市有限的土地资源，为茉莉花种植田间管理和产业结构调整提供科学依据，开展横州市茉莉花土地适宜性精细化区划研究就显得尤为重要。

笔者利用101 个采样点的茉莉花地块实测数据，结合地理信息资料，根据茉莉花的生物学特征，主要以土壤重要养分和海拔等地形因子构建横州市茉莉花土地适宜性区划指标，基于GIS 技术开展横州市茉莉花土地适宜性区划精细化研究，以期为茉莉花精细化种植、产业发展和提质增产提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

横州市地处广西东南部，南宁市东部，位于22′08″～23′30″N和108′48″～109′37″ E，总面积3 464 km2。横州市四周群山环抱，中部平缓开阔，地势亦是由西向东倾斜。境内北部有镇龙山脉，西部为中、低丘陵地带，东部和南部属于山体浑圆的高丘陵，中部地势比较平坦(图1)。境内属南亚热带季风气候，太阳辐射强，日照充足，气候温暖，雨量充沛，夏长冬短，无霜期长，少见冰雪。横州的气候特点非常适宜茉莉花的栽培。

图1 研究区位置

横州市茉莉花以花期早、花期长、花蕾大、产量高、质量好、香味浓而著名。目前，横州市建设有一个集生产、科研、展示于一体的高标准的综合性生态示范园——中华茉莉园。现存花茶加工企业150 家，茉莉花茶总产值122亿元，茉莉花产量和花茶加工总量均占全国80%以上，占世界的60%以上，横州市已成为世界上最大的茉莉花生产和茉莉花茶加工基地。

1.2 数据来源

地形地貌数据以来自地理空间数据云平台的横州市空间分辨率为30 m 的GDEM V3 数据为基础，分析提取高程数据。

土壤数据集来源于国家青藏高原科学数据中心的中国土壤特征数据集[12]，包括pH、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和有效钾7 个土壤养分指标。

1.3 研究方法

(1)使用101 个实地采样点数据分别与高程、pH、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和有效钾8 个区划因子进行叠加分析，得到茉莉花土地适宜性评价的基本条件。

(2)以茉莉花土地适宜性评价的基本条件为基础，将高程、pH、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和有效钾8个区划指标分别聚类成3 个等级，构建不同区划指标组合的指标体系，即可得到组合的栅格数据，并将其进行3级和5 级综合区划。

(3)使用(2)中得到的区划结果和地形数据，根据高程和土壤元素在空间上的分布，探讨不同区划的合理性，将最终获取最优区划的结果作为茉莉花土地适宜性区划成果。

1.4 横州市茉莉花不同产量等级影响因素

茉莉喜肥，古有“清兰花，浊茉莉”之说。茉莉在生长过程中需要充足养分为枝叶、花蕾的生长和发育提供条件，特别是氮、磷、钾，其直接影响作物的产量与品质。当茉莉花植株缺少氮、磷、钾等营养时，光合作用减弱，碳水化合物合成减少，花量显著减产；当某些营养元素过剩时，影响茉莉花植株的花芽分化和叶片生长，进而导致茉莉花减产。可见，营养元素缺少或过剩时都会导致产量降低。

统计茉莉花不同产量等级的影响因素，结果见表1。茉莉花高产等级的影响因素范围是高产地块的必要不充分条件，即高产地块的影响因素范围为一个合理区间，反之，影响因素在合理范围的地块不一定为高产地块。

表1 横州茉莉花不同产量等级的影响因素

2 结果与分析

2.1 茉莉花生长适宜等级划分

该研究在横州市校椅镇、横县、云表镇、马岭镇、莲塘镇、那阳镇和百合镇设置101 个采样点，实测获得每个采样点的纬度、经度和高程，并于2018 年8 月盛花期采集0～10 cm 土样，测定土壤的pH、有机质、全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷、速效钾。通过调查采样时茉莉花单产和对地块近年单产的咨询，将地块单产划分为高产、中产、低产3 个产量等级，记作Y，实现对地块单产的等级划分。利用单产等级与立地条件因子的散点图，结合茉莉花种植园的实测数据，确定各立地条件因子的分级界限值，将各立地条件因子分为适宜、次适宜、不适宜3 个等级。量化得出的茉莉花生长适宜等级结果如表2 所示。

表2 横州茉莉花生长适宜等级

2.2 土壤养分及高程的描述性

土壤养分及高程的描述性统计结果如表3 所示。高程值在-16.50～1 057.99 m，表明横州市地形起伏大。土壤中pH、全氮和全磷的含量分别在4.73～7.99、0.08～0.20 和0.04～0.07 g/kg 范围内，能满足茉莉花发育和生长的营养需求。土壤水解性氮和有效磷是作物可以吸收的土壤氮、磷的主要形态[13-14]。横州市土壤有效磷含量整体较低，其值范围在1.79～11.09 mg/kg，表明横州市土壤磷素的矿化率低。与有效磷相比，土壤中全氮的矿化率较高，因此土壤中水解性氮含量较高，其值范围介于62.11～138.24 mg/kg。横州市经矿化后土壤养分含量从高到低表现为：水解性氮＞速效钾＞有效磷。

表3 横州土壤养分及高程的描述性统计

结合茉莉花生长适宜等级表(表2)和分析：横州市土壤全氮、水解性氮和速效钾只能够聚成一类，其中，全氮仅能聚类为等级3，水解性氮和速效钾仅能聚类为等级1。由于这3 个土壤属性对于横州市各乡镇的贡献率相同。因此，该研究未将其作为茉莉花适应性区划的评价指标。由此得到横州市茉莉花土地适宜性区划指标分别为高程、pH、全磷和有效磷。

2.3 单因子区划结果

从高程(图2A)分布状况看，灵竹镇、六景镇、峦城镇、平朗乡、飞龙乡、板路乡、莲塘镇、横州镇、云表镇和百合镇的部分地区，高程值在50～60 m，为茉莉花种植的高程非常适宜区；横州镇，云表镇和百合镇的部分地区，高程值小于50 m，为高程适宜区；其余地区高程值大于65 m，为高程不适宜区。

图2 横州茉莉花种植单因子适宜性区划

从pH(图2B)分布状况看，横州镇，云表镇和那阳镇的部分地区，pH大于等于7.0，为茉莉花种植的pH 不适宜区；横州镇，马岭镇、灵竹镇、云表镇、飞龙乡和平朗乡的大部分地区，六景镇、平马镇和莲塘镇等8 个乡镇的零散区域，pH 在5.5～7.0，为pH 非常适宜区；其余地区pH 小于5.5，为pH适宜区。

从全磷(图2C)分布状况看，横州市的全磷含量仅能聚类成2 类。其中，灵竹镇、六景镇、那阳镇、板路乡、横州镇，马岭镇、校椅镇和百合镇的部分地区，全磷含量在0.05～0.15 g/kg，为茉莉花种植的全磷非常适宜区；其余地区全磷含量小于0.05 g/kg，为全磷的不适宜区。

从有效磷(图2D)分布状况看，横州市有效磷含量仅能聚类成2 类。除横州镇，马岭镇、校椅镇和云表镇的部分地区外，有效磷的非常适宜区零散分布各乡镇，有效磷含量在5～100 mg/kg；其余地区有效磷含量小于5 mg/kg，为有效磷的不适宜区。

2.4 茉莉花适宜性区划方法

高程代表水分和肥力状况，pH 代表土壤化学属性，磷代表土壤养分状况。磷素有全磷和有效磷，均影响茉莉花生长和发育。该文采用高程+ pH +全磷、高程+ pH +有效磷和高程+ pH +全磷+有效磷3 种指标体系进行3 级和5 级两种级别的综合区划。把对应组合方案的区划指标按重要性进行排列组合，获得不同土壤元素的组合栅格数据。将组合栅格数据每个像元值进行求和运算，栅格值越高表明土壤理化性质提供的茉莉花生长条件越低。比较3 种指标体系和两种分级方式，基于实地验证及前人研究结果，最终确定以高程+ pH +全磷的5 级综合适宜性区划更为合理，作为该研究的最终茉莉花适宜性区划成果(表4)。

表4 横州综合区划判别规则

2.5 茉莉花综合适宜性区划分析

非常适宜区：主要分布于横州市东南部的云表镇、横州镇和百合镇的大部分区域，零散分布于西北部的六景镇、灵竹镇及中部的莲塘镇部分区域(图3)。该区域面积占横州市面积的11.29%，高程值在50～65 m，地形较为平缓，有利于茉莉花的大规模种植。pH 在5.5～7.0，全磷含量在0.05～0.15 g/kg，土壤养分充足，能够满足茉莉花整个生育期间对土壤养分的需求，并且生产出的茉莉花品质较高。

图3 横州茉莉花综合适宜性区划

比较适宜区：主要分布于横州市东南部的云表镇、横州镇、百合镇、校椅镇和北部的灵竹镇、陶圩镇的部分区域，零散分布于西北部的六景镇、峦城镇、灵竹镇，西部的平朗乡、飞龙乡，南部的板路乡及中部的莲塘镇和平马镇的部分区域(图3)。该区域面积占横州市面积的15.70%，高程值大于65 m，pH 介于5.5～7.0，全磷含量在0.05～0.15 g/kg 范围内，其地势起伏度略大于非常适宜区，但仍能满足茉莉花生长对pH 和全磷含量的要求。

适宜区：主要分布于横州市南部那阳镇、板路乡及西北部的六景镇的部分区域，零散分布于西部峦城镇、平朗乡、飞龙乡和中部莲塘镇的部分区域(图3)。该区域面积占横州市面积的14.59%，高程值在50～65 m，pH 小于5.5，全磷含量小于0.15 g/kg，土壤呈酸性，但仍能满足茉莉花生长对地势和全磷含量的要求。

基本不适宜区：主要分布于横州市西部平朗乡和飞龙乡，零散分布于六景镇、峦城镇、灵竹镇、校椅镇、陶圩镇、平马镇、云表镇和马山乡的部分区域(图3)。该区域面积占横州市面积的18.46%，高程值大于65 m，pH 介于5.5～7.0，全磷含量小于0.05 g/kg，地形起伏较大，土壤全磷含量低，土壤条件不能满足植株生长需求。

不适宜区：分布面积广，主要位于云表镇、六景镇、平马镇、峦城镇、板路乡、莲塘镇、陶圩镇、镇龙乡和马山乡(图3)。该区域面积占横州市面积的39.95%，高程值大于65 m，pH 小于5.5，全磷含量小于0.05 g/kg，土壤呈酸性，不利于茉莉花植株的正常发育，同时，土壤肥力的降低易造成茉莉花的减产。因此，此地类不适宜茉莉花的生长。

2.6 区划结果验证

赵银军[15]研究表明，横州市茉莉花适宜区包括横州镇、百合镇、峦城镇、石塘镇、陶圩镇、云表镇、马岭镇和平朗乡大部分区域，不适宜区包括镇龙镇、马山乡、那阳镇和六景镇的部分区域。该文的研究结果与以上研究的结论基本一致，但该文的适宜区范围有所缩减，这可能与指标体系的构建和区划模型的影响相关。

2007 年，横县政府在校椅镇石井村建设133.33 hm2的茉莉花种植示范基地；2017 年，横县在横州镇、马岭镇、校椅镇、云表镇、那阳镇、莲塘镇、百合镇7 个茉莉花主产区乡镇，建设面积约为133.33 hm2的茉莉花标准化生产基地。政策表明横州镇、马岭镇、校椅镇、云表镇、那阳镇、莲塘镇、百合镇均为茉莉花生长适宜区，这也从侧面验证了该研究结果的正确性与合理性。

3 讨论

影响茉莉花产量和品质的因素复杂多样，主要归结为气候因素、土壤自身的理化性质(成土母质、地形地貌、海拔等)、人为因素(如农业技术、耕作制度、施肥情况、秸秆还田)等。茉莉花是喜热喜湿的热带作物，其生长过程需要足够的光照和水分，过剩或过少的光照和水分，都会引起茉莉花品质和产量的下降。降水和温度的分布受高程调控，从而影响茉莉花的分布和生长状况。其次，高程变化引起水热资源在空间分布上存在差异，影响土壤养分的矿化、降解、迁移和累积，进而导致不同高程下土壤养分含量在低海拔区域不断富集。因此，低海拔区域因其充足的水热条件和土壤养分，有利于茉莉花的种植。pH 也是影响茉莉花生长的重要元素。pH 影响土壤元素有效性，引起土壤养分出现较为明显的空间异质性，进而影响茉莉花种植空间的分布。杨进等[16]研究发现pH＜7.0 时，土壤呈酸性状态，土壤中的铁、硼和锰等微量元素有效性高，保障了茉莉花根、茎、叶的健康发育。李春牛等[17]研究表明，土壤pH 是影响茉莉花产量最主要的因素，pH 和茉莉花产量呈正相关关系，其产量随着pH 的升高而增加。因此，对于云表镇和横州镇土壤呈碱性的区域，可施用石膏中和土壤酸碱度，改善土壤理化性质，以期达到提高茉莉花产量和品质的目的[18]。茉莉喜大肥大水，植株生长需要大量元素。NPK 多元复合肥能使茉莉花产量增加[19]。周瑾等[20]研究发现，茉莉花产量与氮肥用量呈负相关，与磷、钾肥呈正相关，N、P、K 肥对产量的贡献率是K＞P＞N。由此可见，磷元素能提高横州市茉莉花产量和品质。

4 结论

在对横州市茉莉花主产区立地条件进行分析的基础上，结合茉莉花的生长习性，选取高程、pH 和全磷作为茉莉花适宜性区划指标，通过对区划指标的聚类和组合，实现以乡镇空间尺度对横州市茉莉花开展土地适宜性精细化区划研究。非常适宜区、比较适宜区和适宜区主要分布在横州市东南部的云表镇、横州镇、马岭镇和百合镇，板路乡郁江沿岸，及西北部的六景镇和灵竹镇。横州市基本不适宜区和不适宜区分布面积广，该区域面积占横州市面积的58.42%。这部分区域很大程度上是由于土壤理化性质和土壤肥力状况不能满足茉莉花生长的适宜条件。如能通过增施有机肥和增加节水灌溉设施，提高土壤肥力，改善土壤理化性质，也可创造茉莉花适宜的土壤条件。

通过分析，得出研究结论：横州现有茉莉花田提高产量的关键措施是增施有机肥和磷肥，碱性土壤施用生理酸性肥料，酸性土壤施用生理碱性肥料，增加灌溉设施；横州水改田需要降低小区域地下水位；横州新垦茉莉花田优先选择土壤pH 5.5～7.0、坡度不大的有灌溉条件的地块。