基于SURFER技术的广西木薯寒冻害空间分布研究
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关键词：木薯;区划;低温寒冻害;SURFER技术
广西是中国最大的木薯优势产区，自从2006年开始，广西木薯的种植面积保持在24万hm2以上，鲜薯产量达560万t，占全国鲜薯产量的60%以上[1-3]，广西已将木薯列为广西特色效益农产品加以大力培育发展。最近这十几年来，由于全球气候变暖的加剧，极端天气频发，木薯极端低温受害概率增加，2008年、2011年、2018年受到強冷空气影响，气温持续偏低，广西的木薯种植区均受到冻害侵袭，影响了木薯产量和淀粉含量，也造成第二年木薯种严重不足，给广西木薯产业带来重创。其中2008年受到低温冰冻天气影响，广西木薯受灾面积达16.5万hm2，受冻而坏死茎秆达15万t，约90%的木薯种茎都不能用于木薯种植生产，造成约4亿元的损失，寒冻害严重威胁广西木薯产业[4]。为了减轻寒冻害对广西木薯生产的影响，通过分析广西各县寒冻害发生的频率，合理确定木薯种植区域，是有效避免和减轻寒冻灾害损失的重要前提。前人的研究主要集中在木薯种植气候条件的区划，或者是木薯寒冻害等级划分指标的研究[5-8]，本研究拟通过分析广西各市（县）1961—2016年的寒冻害资料，利用前人研究的木薯寒冻害等级指标（表1），通过SURFER软件绘图，获得广西木薯低温冻害轻、中、重、严重发生频率的等值线空间分布图，以期为优化广西木薯产业布局，以及趋利避害提供科学的决策依据。
1 材料与方法
1.1 木薯低温寒冻害等级指标（表1）
1.2 气象数据
广西91个市（县）国家级气象站，1961—2016年逐日极端最低温度的气象资料。
1.3 数据处理
发生频率=出现的年份/（统计年数+1）。根据木薯低温寒冻害等级指标，分别统计广西91个市（县）国家级气象站1961—2016年木薯轻、中、重、严重低温寒冻害等级发生的频率。
1.4 基本数据准备
整理广西各市（县）站点资料，包含的各市（县）气象站站点位置坐标（经度、纬度）和轻、中、重、严重低温寒冻害发生的频率EXCEL格式数据，以及广西边界地理信息。
1.5 绘制等值线图
绘制等值线图时，根据各离散站点资料，通过插值计算形成网格点资料。利用SURFER软件中Grid功能，Kriging插值方法完成插值计算过程，绘制等值线图。
2 结果与分析
从图1可以看出，广西木薯低温寒冻害轻度频率分布规律，越北的区域颜色越深，越往南颜色越浅，为纬度越高出现的频率越大，纬度越低出现的频率越小。其中靖西、德保、田林、巴马、河池、忻城、宾阳、贵港、武宣、平南、容县一线以北，发生频率最高，达0.9以上;龙州、大新、扶绥、上思、南宁、邕宁、博白一线发生频率为0.7;最南部的沿海地区防城、钦州、合浦一线发生频率为0.5;东兴、防城港、北海发生的频率为0.3。
从图2可以看出，同图1的规律一致，越北的区域颜色越深，越往南颜色越浅，纬度越高出现的频率越大，纬度越低出现的频率越小。北部的罗城、融安、永福、金秀、荔浦、阳朔、富川、贺州一线，频率最高达到0.9;田林、凌云、巴马、东兰、河池、宜州、来宾、武宣、平南、藤县、岑溪一线，发生的频率为 0.5，南部沿海地区，东兴、防城、钦州、合浦以及玉林、北流、陆川、都安、马山局部地区发生的频率也为0。
从图3可以看出，广西木薯低温寒冻害重度频率分布规律为，纬度越高出现的频率越大，纬度越低出现的频率越小。南丹、环江、罗城、柳城、鹿寨、金秀、昭平一线，发生的频率为0.75;田林、凌云、巴马、东兰、河池、宜州、来宾、武宣、藤县一线，发生的频率为0.5;天等、百色、河池、上林、宾阳、贵港、桂平、平南、容县一线，发生的频率为0.25;东兴、防城、钦州、合浦以及玉林、北流、博白、陆川、都安、马山发生的频率为0。
从图4可以看出，广西木薯低温寒冻害严重度频率分布规律为，纬度越高出现的频率越大，纬度越低出现的频率越小。广西北部的凌云、凤山、天峨、环江、罗城、融水、沙塘、柳州、鹿寨、金秀、蒙山、平乐一线，发生的频率为0.5;更北部的三江、龙胜、兴安、灌阳一线，发生的频率为0.8;南部的龙州、大新、天等、百色、田东、田阳、平果、河池、忻城、上林、武宣、平南、容县一线，发生的频率为0。
3 讨论结论
根据木薯低温寒冻害频率分布图，广西没有木
薯低温寒冻害安全区域，因此对于预防和防范木薯的低温寒冻害要重视，温度条件最好的广西南部沿海地区，如防城、钦州、合浦、东兴、防城港、北海一带，发生轻度低温寒冻害的频率为0.3～0.5，平均 2～3 年发生1次轻度低温寒冻害。
轻度低温寒冻害区：从1961到2016年，只发生过轻度低温寒冻害频率区域，没有发生过中度以上低温寒冻害区域，包括南部沿海地区的东兴、防城、钦州、合浦以及玉林、北流、陆川地区，南宁市的邕宁、都安、马山，该地区中度以上低温寒冻害发生的频率也为0。轻度低温寒冻害区热量充足，雨量充沛，日照时间较长，即便是在冬季气温依然温暖，霜冻极端天气较少，春季温度高，木薯在这些区域的生长期较长，能够获得木薯的高产和优质，是广西较为理想的木薯种植气候区域，收获后木薯种茎的储藏条件较好，可采用露天浅埋堆放配合盖膜的方法贮藏木薯种，不容易受到寒冻害的影响。
中度低温寒冻害区：重度低温寒冻害发生的频率小于0.5，田林、凌云、巴马、东兰、河池、宜州、来宾、武宣、藤县一线以南，该区域发生严重度低温寒冻害的频率为0～0.1，发生频率较少，适合木薯的生长和发育。中度低温寒冻害区热量条件较好，满足木薯生长发育所需的气象条件，该区域的木著产量和品质，稍逊于轻度低温寒冻害区，该区域应选择耐寒性较好的高产木薯品种，采用地膜覆盖技术，尽量提早种植，延长木薯生长期，增加木薯的营养生长期，为高产打下良好基础。 重度低温寒冻害区：严重度低温寒冻害发生频率为0.5～0.8，包括天等、百色、河池、上林、宾阳、贵港、桂平、平南、容县一线以北，南丹、环江、罗城、柳城、鹿寨、金秀、昭平一线以南的地区，该区发生严重度低温寒冻害的频率为0.2～0.3，大约5年发生1次。該区域热量条件较差，冬季寒冻害较重，且频率较高，应该选择耐寒性较强的、早熟品种，采用地膜覆盖技术，提早种植，提早收获，尽量在低温和霜冻来临之前收获，保证木薯的产量和品质。
严重度低温寒冻害区：严重度低温寒冻害发生频率为0.8～0.99，包括三江、龙胜、兴安、灌阳一线以北的地区。该区热量不足，在木薯生长后期，极易发生重度低温寒冻害，造成木薯植株冻死，茎上芽眼坏死，薯块变黑、腐烂，导致产量和淀粉含量下降，该地区不适宜种植木薯。
从广西木薯低温寒冻害轻、中、重、严重频率分布图可以看出，广西木薯低温寒冻害发生频率呈纬向分布规律，即沿海及桂南地区无论是轻度、中度、重度低温霜冻寒害频率均较低， 越往北低温霜冻发生的频率越来越高，对于中度和重度低温寒冻害区，尽量不种晚熟木薯品种，应替换成耐寒性强的品种，比如华南124号、华南5号、南植199号、华南205等[9-10]，在栽培方面，推广应用防寒抗冻栽培技术，比如对木薯地膜覆盖、合理密植提高木薯抗寒性。运用合理的在种种茎贮藏方法，在轻度低温寒冻害区可采用露天浅埋、盖膜盖草堆放的方法贮藏;在中度低温寒冻害区，采用塑料大棚存放和露天盖膜堆放的方法贮藏木薯种茎越冬;在重度低温寒冻害区，采用露天盖蔗叶盖膜横放（竖放）、大棚内盖蔗叶横放、大棚内地埋竖放的方法贮藏木薯种茎[11-12]，做好木薯种茎的越冬安全贮藏工作，保证来年的木薯种充足和优质，有利于木薯产业的可持续发展。
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