摘要: 通过梳理国内外有关柑橘气象因子的研究文献，本研究聚焦于最高温度、最低温度及降雨量三项核心气象要素，借助ArcGIS平台的气候要素精细化栅格数学模型，对邵阳地区开展了柑橘种植气候适宜性空间区划研究。结果表明：最适宜种植区主要分布于邵阳市主城区、新邵县全域、隆回县东部、邵东市外围非核心区域及邵阳县大部分地区；适宜种植区集中分布于洞口县、隆回县西部、武冈市–新宁县–邵阳县三县交界地带，以及邵东市中心城区；次适宜种植区主要涵盖绥宁县、武冈市及新宁县全域；不适宜种植区以城步苗族自治县为主体区域。
Abstract: By reviewing domestic and international research literature on citrus meteorological factors, this study focuses on three core meteorological elements: maximum temperature, minimum temperature, and precipitation. Utilizing the ArcGIS platform’s refined grid mathematical model for climate elements, a spatial zoning study on the climatic suitability for citrus cultivation in the Shaoyang region was conducted. Results indicate: The most suitable planting zones are primarily distributed in the main urban area of Shaoyang City, the entire territory of Xinshao County, the eastern part of Longhui County, the peripheral non-core areas of Shaodong City, and most of Shaoyang County; Suitable cultivation zones are concentrated in Dongkou County, western Longhui County, the tri-county junction area of Wugang City-Xinning County-Shaoyang County, and the central urban area of Shaodong City; Less suitable zones primarily encompass Suining County, Wugang City, and the entirety of Xinning County; Unsuitable zones are centered around Chengbu Miao Autonomous County.
1. 引言
邵阳位于湖南省西南部，属于湘中丘陵向云贵高原过渡地带。地形以山地、丘陵为主，地势西南高、东北低，西部有雪峰山脉横贯，东南部有越城岭余脉分布，境内河流众多，主要有资江、邵水等，水资源较为丰富。邵阳属于亚热带季风气候，具有气候温和、四季分明、雨水充沛、光照充足的特点。年平均气温较高，降水主要集中在春夏两季，雨热同期，适合柑橘经济作物的生长。张琼等[1]文章中了解邵阳市柑橘产业发展现状、邵阳是湖南省重要的柑橘产区，2024年全市柑橘种植面积达12.5万公顷(约187.5万亩)，其中挂果面积约9.8万公顷(147万亩)，预计总产量160万吨，占全省柑橘产量的20%以上。梁钊扬、赵玲、郭媚媚[2]运用数理统计方法得出主要的气象灾害是暴雨、大风和高温。倪超、顾海敏、何永坤等[3]利用气象资料和产量数据，分析出气温与降水量对柑橘产量的影响。李锦虎等[4]以≥10℃积温、≥20℃积温以及大风、高温、成熟期降水量为新梅种植气候适宜性区划指标进行适宜区域划分。Zhihao Dong [5]等借助9年的数据分析出高降雨量、低积温和较小的日较差对柑橘果实的长大有积极作用。Ommolbanin Bazrafshan [6]提出水资源是柑橘生长最重要的因素。近年来，邵阳柑橘产业快速发展，已成为当地农业经济的支柱产业之一。然而，为进一步提高柑橘品质与产量，进一步扩大种植规模，重视气候适宜性的问题。为此，本研究基于前述国内外文献的研究成果，综合考虑最高温度、最低温度、降雨量等气候条件，开展邵阳柑橘种植精细化气候区划研究。研究成果可为地方政府优化柑橘产业布局、制定防灾减灾措施提供科学依据，助力邵阳柑橘产业提质增效和可持续发展。
2. 资料与方法
本研究2023年邵阳市各区县的平均最高气温、平均最低气温及年降水量数据。数据主要来源自彭守璋学者在国家青藏高原科学数据中心平台上分享的中国1 km分辨率数据集。逐年数据是基于逐月降水数据计算得来的。开展了邵阳地区柑橘种植主要农业气候资源的时空变化特征研究。研究区域的地形地貌特征详见图1所示。
本研究运用ArcGis10.0，在平台上完成基于1:50,000数字高程模型数据的栅格化，各气候要素的精细化分布式模拟。借助平台的空间叠加分析，就是通过一系列基于几何位置的逻辑运算(交、并、差等)，将多个图层的空间位置和属性信息融合到一个新的结果中，来获得最后结果。
Figure 1. Elevation profile of Shaoyang city
图1. 邵阳市高程
3. 柑橘生长气候条件分析
3.1. 水分条件
从年降水总量方面来看，邵阳地区的年降水量范围在1200~1500 mm之间。经过对比分析可知，这一数值范围完全处于柑橘生长的最适需水范围(1200~2000 mm)之内，说明邵阳地区的年降水量总量充足，能够为柑橘生长提供必要的水分保障。
3.2. 温度条件
(1) 春季气温与柑橘生长：邵阳地区3月平均气温稳定在10℃~12℃左右，此时柑橘开始进入萌芽与春梢生长期；至4月，平均气温升至16℃~18℃，进一步促进柑橘的生长发育。4月下旬至5月，平均气温维持在18℃~23℃之间，恰逢柑橘开花的盛期，这一温度条件极为理想，但需注意，柑橘开花期忌气温低于15℃或持续高于30℃，以免影响开花质量。
(2) 夏季气温与果实膨大：夏季6~8月是邵阳最热的季节，平均气温在26℃~29℃之间，其中7月平均气温可达28℃~29℃。这一时期的热量条件十分有利于柑橘果实的快速膨大和生长。然而，7~8月也可能出现阶段性35℃以上的高温天气，需加强防范，以免柑橘遭受日灼病和干旱胁迫。
(3) 秋季气温与果实品质提升：秋季(9~11月)天高气爽，平均气温从9月的23℃~25℃逐渐降至11月的12℃~14℃，昼夜温差逐渐增大，可达8℃~10℃。这种气候条件非常有利于柑橘糖分的积累、酸度的下降和风味的形成，是提升柑橘果实品质的关键时期。
(4) 冬季气温与冻害风险：邵阳冬季极端最低气温可达−5℃至−8℃，突破柑橘临界温度约为−7℃~−9℃，这可能会对柑橘造成冻伤，影响其来年的生长发育和产量。
分析表明，最低气温和最高气温对邵阳柑橘的生长发育、产量形成和果品优劣具有显著影响。因此，在进行柑橘气候区划时，必须充分考虑低温和高温对其生长的影响。同时，降水量也是影响柑橘生长的重要因素之一，需结合考虑。综合以上因素，确定柑橘气候区划指标为高温和低温，具体划分如表1所示。
Table 1. Climate zoning indicators for citrus cultivation
表1. 柑橘种植气候区划指标
标等级 |
适宜等级 |
最低温度(11月~次年1月)/℃ |
一级区划分子 |
最适宜 |
>5 |
适宜 |
4.5~5 |
次适宜 |
4~4.5 |
不适宜 |
<4 |
指标等级 |
适宜等级 |
最高温度(7~8月)/℃ |
一级区划分子 |
最适宜 |
29~30 |
适宜 |
30~31 |
次适宜 |
31~33 |
不适宜 |
33~34 |
基于邵阳市的降水实际情况，全市各区域的年降水量均未超过1600 mm。考虑到市内不同区域降水量存在一定差异，为更精准地反映降水对区域的影响，在市内范围对年降水量进行更为细致的划分。
具体的划分区间为：年降水量小于1300 mm、年降水量在1300~1350 mm之间、年降水量在1350~1400 mm之间以及年降水量大于1400 mm。通过这样的划分，有助于进一步分析不同降水区间与区域适宜性之间的关系。
4. 柑橘种植气候适宜性区划指标因子的时空变化特征
4.1. 最低温度
注：该图是基于国家地理信息公共服务平台(天地图)发布的审图号为GS(2024)0650号，底图无修改。
Figure 2. Minimum temperature distribution map
图2. 最低温度分布图
从邵阳市最低温度空间分布特征而言，从南向北呈现出总体最低温度逐渐升高的趋势。这种温度变化特征使得北部区域相较于南部，更适宜柑橘的生长。不适宜柑橘种植的区域主要分布在城步苗族自治县的部分地区；次适宜区域则主要集中于城步苗族自治县的大部分区域以及隆回县的一小部分区域。关于上述区域的详细分布情况，如图2所示。
4.2. 最高温度
从最高温度这个角度来看，邵阳市内不适宜柑橘种植的区域主要集中分布于邵阳市区以及邵东市地域范围；而最适宜柑橘生长的区域则主要出现在城步苗族自治县。关于上述区域的详细分布状况，如图3所示。
注：该图是基于国家地理信息公共服务平台(天地图)发布的审图号为GS(2024)0650号，底图无修改。
Figure 3. Maximum temperature distribution map
图3. 最高温度分布图
4.3. 降水量
在整个邵阳市的行政区域范围内，各区县的年降水量均处于1600 mm以内，且主要集中在1200~1600 mm的区间。此降水量范围符合柑橘生长对水分的需求，基于此条件，研究进一步对适宜区域进行了更为细致的划分，划分结果如图4所示。
5. 柑橘种植精细化气候适宜性区划
在ArcGIS地理信息系统平台支持下，本研究对最高气温、最低气温及降水量等气候要素的栅格数据进行了空间叠加分析，构建了综合多气候指标的邵阳市柑橘种植气候适宜性区划方案，如图5所示。最适宜种植区主要涵盖邵阳市主城区、新邵县全域、隆回县东部、邵东市外围非核心区及邵阳县大部分区域；适宜种植区集中分布于洞口县、隆回县西部、武冈市–新宁县–邵阳县三县交界带，以及邵东市中心城区；次适宜种植区主要位于绥宁县、武冈市及新宁县境内；不适宜种植区则以城步苗族自治县为主体。
注：该图是基于国家地理信息公共服务平台(天地图)发布的审图号为GS(2024)0650号，底图无修改。
Figure 4. Precipitation distribution map
图4. 降水量分布图
注：该图是基于国家地理信息公共服务平台(天地图)发布的审图号为GS(2024)0650号，底图无修改。
Figure 5. Distribution map of suitable areas
图5. 适宜区域分布图
6. 结论
本研究通过整合影响柑橘生长发育的气候条件与地理环境因子，借助GIS空间分析模型构建了邵阳市柑橘种植气候适宜性精细化区划体系，主要研究结论如下：
(1) 气候要素空间分异特征显著：邵阳市柑橘生长关键气候要素呈现明显空间差异。其中，最高气温与最低气温总体呈现“东高西低、北高南低”的分布格局；降水量则呈现自东向西、自北向南递增的分布特征。
(2) 气候适宜性等级空间分布：综合各气候指标的协同作用，研究区划分为四个等级区：① 最适宜种植区集中分布于邵阳市主城区、新邵县全域、隆回县东部、邵东市外围区域及邵阳县大部分地区；② 适宜种植区主要分布在洞口县、隆回县西部、武冈市–新宁县–邵阳县交界带及邵东市核心区；③ 次适宜种植区覆盖绥宁县、武冈市和新宁县大部；④ 不适宜种植区主要位于城步苗族自治县。
对比前者对于邵阳柑橘的分析，本文运用Arcgis对邵阳柑橘进行初步分析，但受限于数据获取条件，本研究主要采用7~8月最高气温和11月~次年1月最低气温作为分区指标。为进一步提升区划精度，建议后续研究可纳入日最高气温的连续观测数据，通过构建更精细化的气候–作物响应模型实现区划方案的优化升级。
基金项目
湖南省气象局2025年创新发展专项(2025) (CXFZ2025-MSXM71)。