引言
金花茶是山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia）金花茶組（CamelliaSect.ChrysanthaChang）植物的總稱，是茶花家族中唯一花瓣金黃色的珍稀物種，在國際上享有“植物界大熊貓”和“茶族皇后”的美譽，具有很高的觀賞價值和藥用價值。廣西是目前世界上金花茶物種資源最豐富的地區，是金花茶組植物的地理分布中心，被譽為“金花茶的故鄉”.伴隨社會經濟的發展，國內外對金花茶的需求不斷增加，金花茶的市場培育和推廣種植越來越受到重視，其栽培區域逐步擴大，但受經度、緯度、海拔高度等因素的影響，各地氣象條件有所不同，如果盲目發展不適合本地種植的農作物，一旦發生氣象災害，很可能造成嚴重的經濟損失。因此，在廣西全區進行金花茶氣候生態適宜性區劃，對于趨利避害、充分利用當地氣候資源，優化生產布局，促進金花茶產業的發展具有十分重要的意義。
自20世紀70年代以來，國內外學術界對于金花茶的研究一直是熱點。許多學者已經對金花茶的分類學、群落學、細胞學、形態解剖學、雜交育種、引種馴化、開發利用等方面進行了一系列研究報道。但有關金花茶氣候研究方面的報道很少，從氣候角度探討金花茶的生態適宜性問題未見報道。因此，本研究根據金花茶生長發育對氣候條件的需求，結合前人調查、研究成果進行綜合分析，確定氣候適宜度區劃指標，應用GIS技術和近50年氣候資料，對廣西金花茶種植適宜度進行精細化分區，以期為金花茶種植的合理布局提供建議。
研究區概況及資料。
研究區概況廣西地處中國南疆，介于20°54'-26°26'N與104°29'-112°04'E之間，土地面積23.67×104km2,為云貴高原向東南沿海丘陵過度地帶，具有周高中低、形似盆地，山地多、平原少，巖溶廣布的獨特地形地貌特點。廣西屬中、南亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫16.5~23.1℃，極端最低氣溫-8.4~2.9℃，極端最高氣溫33.7~42.2℃，年平均霜日0~15天；年平均降水量1086.3~2754.5mm;年平均日照時數1168.7~2219.4h;年平均相對濕度74%~83%.
據調查，金花茶植物的地理分布區，集中于廣西南部、西南部和越南北部交界的狹長地帶上，地理分布范圍約在20°32'-23°53'N,104°-108°56'E;主要集中分布在廣西防城、東興、龍州、邕寧、寧明、扶綏、崇左和憑祥等縣市，其次為隆安、大新、天等、武鳴、平果、田東和欽州等地。一般金花茶的垂直分布，主要在海拔50~650m之間的丘陵低山、臺地，以120~350m高度較為常見。
資料來源與處理
本研究使用的氣候資料來源于廣西區氣象檔案館，為廣西90個地面氣象站的觀測數據，資料年限為1961-2010年。
地理信息資料采用國家基礎地理信息中心提供的1:25萬廣西基礎地理背景數據。該數據是標準通用的ARC/INFO的E00格式數據，以分幅圖形式分塊地存放在不同文件中，涉及廣西范圍的共有20多個圖幅。
因此，在資料處理上首先利用筆者二次開發的基于SuperMapObject（5.0）的GIS區劃應用軟件，對E00資料進行格式轉換，再通過拼接、對柵格數據重采樣、對矢量數據進行分層和篩選及裁剪等系列處理，最終提取出以下區劃所需的地理信息：（1）廣西縣以上行政邊界；（2）廣西市、縣、鄉政府所在地位置和名稱；（3）廣西主要河流、鐵路和公路；（4）廣西數字高程模型（DEM）及經度、緯度、海拔高度等柵格數據，所有柵格數據網格距均為1km×1km.
結果與分析。
金花茶氣候生態適宜性區劃。金花茶生長發育與氣候條件的關系金花茶植物屬熱帶性樹種，為喜暖熱潮濕、喜蔭耐蔭植物。目前已被發現和命名的金花茶物種有40多種，不同種的生育期不盡相同，種間與不同生育期對氣候條件的需求也有所不同，為便于敘述，筆者選取金花茶組植物中的1個種--金花茶（CamellianitidissimaChi）為主要研究對象，在金花茶組植物中，金花茶是數量最多、分布面積最大的種類。
據研究，金花茶在不同的生育階段要求溫度也不同，種子萌芽出土和植株萌動要求旬溫在11℃左右；植株營養生長期多在夏、秋2季，要求氣溫較高，適宜氣溫在19~25℃之間；現蕾期要求的氣溫最高，約在26℃以上；開花期多在冬、春季，要求氣溫偏低，適宜氣溫在13~19℃之間。金花茶對熱量要求較高，但對低溫仍有較強適應性，原產地可忍耐-3℃短暫低溫；原生于石灰巖石山的種類引種到土山的酸性土上也能正常生長，同時能耐短期的-5.5℃低溫天氣而未受凍害。
金花茶長期生長在蔭溝濕谷或溪旁邊坡森林環境下，形成喜蔭好濕特性。金花茶營養生長期要求水分條件較高，花期需水較少，若花期降雨過多易造成落花。
金花茶對光照要求不高，不能忍受直射光的照射，天然分布在蔭蔽的森林環境下，若在蔭蔽較差環境下種植，會出現生長不良，葉色變黃，甚至逐漸枯萎死亡?；贕IS的廣西金花茶氣候生態適宜性區劃為了進一步了解金花茶自然生長的適宜氣候條件，表1給出了廣西金花茶主要分布區的氣候概況。
由表1可知，廣西金花茶的主要分布地區，年平均氣溫20.6℃（天等）~22.7℃（東興）；12-3月開花期平均氣溫14.2℃（天等）~16.8℃（東興）；年極端最低氣溫-2.2℃（大新）~2.3℃（東興）；年平均霜日0.2天（東興）~3.5天（大新）。年相對濕度76.8%（崇左）~81.7%（東興）；6-11月營養生長期降水量805.1mm（寧明）~2109.8mm（東興）；12-3月開花期降水量102.7mm（田東）~209.4mm（防城）。年平均日照時數1534.7h（天等）~1775.3h（田東）。廣西金花茶主要分布地區的氣候條件可作為劃分金花茶適宜氣候區的重要參考。
生長發育對氣候條件的需求，結合前人調查、研究成果進行綜合分析，選取與金花茶生長發育與品質較為密切的年平均氣溫、年極端最低氣溫、年平均霜日數、開花期平均氣溫、開花期降水量5個關鍵氣候因子作為區劃指標（見表2）。在5個關鍵氣候因子中，前4個是影響金花茶正常生長、安全越冬的主要因子，后1個因子為影響金花茶品質的重要因素。金花茶是喜潮濕的植物，廣西各地年平均相對濕度為74%~82%,空氣濕度較大，能滿足生長發育需要；廣西各地6-11月降水量為685.5~2109.8mm,大部地區在800mm以上，基本上都能滿足金花茶營養生長期的需要；金花茶對光照要求不高，且不能忍受直射光的照射。因此，相對濕度、6-11月營養生長期降水量和日照均未作為區劃的指標因子。
建立區劃指標的空間分析模型金花茶只有在適宜的氣候條件下才能正常生長發育、品質好，而氣候資源由于緯度、海陸分布以及地形地貌與下墊面性質的不同，存在明顯的空間差異。廣西境內海拔200m以上的丘陵、山地面積約占全區總陸地面積的71%,氣候資源具有立體多樣性特征。而廣西在總面積為23.67×104km2的陸地上僅分布90個氣象臺站，相當于每個氣象站點的觀測數據代表了周圍2630km2區域面積上的氣象資料，且海拔在200m以上的氣象站只有24個，800m以上的僅1個站，顯然這90個氣象站的氣候資料不能全面、真實地反映廣西氣候資源的分布情況。
為了客觀描述金花茶各個氣候區劃指標因子在廣西的實際分布，有必要建立區劃因子的空間分析模型，以便更精細地推算出無觀測站點的氣候區劃因子的分布狀況。
氣候區劃指標因子與地理因子的空間分析模型可表達為公式（1）。Y=f（φ，λ，h）+ε……（1）式中：Y為氣候區劃因子；φ、λ、h分別為緯度、經度、海拔高度等地理因子；f（φ，λ，h）函數稱為區劃指標的氣候學方程；ε為綜合地理殘差，可看作φ、λ、h所擬合的氣候學方程的殘差部分，即公式（2）。ε=Y（實測值）-f（φ，λ，h）……（2）根據區域站點實測的氣象數據，采用逐步回歸、多元回歸方法，分別建立區劃指標因子與地理因子的空間關系模型，并對模型進行統計檢驗。利用廣西90個氣象站點的氣候資料和對應站點的經度、緯度、海拔高度等地理信息數據，經統計篩選得5個氣候區劃指標因子的空間推算模型，即5個區劃因子的氣候學方程，結果見表3.由表3可知，各方程的復相關系數在0.831~0.966之間，F值為64.091~395.157,從回歸效果看，所有模型均通過0.001的顯著性檢驗，表明方程回歸效果好，應用它可進行區劃指標因子的小網格推算。
區劃指標的小網格推算和專題圖制作
根據上述各氣候區劃指標因子的空間推算方程，可推算出每個氣候區劃因子在千米網格點上的值，再利用公式（2）進行殘差訂正計算。
（1）在GIS系統里提取1km×1km網格的緯度φ、區劃指標因子年平均霜日數年極端最低氣溫年平均氣溫花期平均氣溫花期降雨量模型表達式。經度λ、海拔高度h、坡向β等地理數據和廣西的省級、縣級邊界以及縣級以上行政點等矢量數據；將提取的地理數據分別代入各氣候區劃因子推算方程中，得出1km×1km網格點上各氣候區劃因子的推算值，生成千米網格的5個氣候區劃指標的柵格圖。
（2）利用反距離權重插值法，即用公式（2），以廣西90個氣象站點的殘差值為樣本，對殘差值進行空間插值計算，內插出1km×1km網格點上的殘差分布值，生成千米網格的殘差柵格圖。
（3）將1km×1km網格點上的各氣候區劃指標柵格圖與殘差柵格圖進行迭加運算，得到廣西金花茶5個氣候區劃指標1km×1km網格的實際分布圖。共5幅圖（圖略）。
（4）利用上述5個區劃指標分布圖，采用專家打分法，按照表2中的指標分級打分，即每一分級指標都賦予一定的分值，如指標年平均氣溫（Ty），當Ty在21.0~23.0之間給予分值為20分，Ty在19.0~21.0或23.0~25.0之間給予分值10分，Ty<19.0或>25.0時給予分值5分；其他指標的打分按此類推，然后進行疊加處理得到總分，再依據5個指標總分數的大小將金花茶劃分為適宜、次適宜和不適宜3個氣候區。最后，對不同的劃分區域賦予不同顏色，并疊加縣邊界、經緯網和制作圖例等，最終制作出廣西金花茶的氣候生態適應性區劃圖（見圖1）。
結果。
適宜區本區主要分布于廣西沿海一帶、桂東南和桂西南海拔較低的地區，包括北海、防城港、玉林、貴港4市大部，崇左、南寧2市西南部，左、右江河谷部分地區，以及都安、大化、橫縣、賓陽等縣的局部區域。該區年平均氣溫為21.4~22.8℃、年極端最低氣溫為-2.0~2.8℃、年平均霜日數為0~3天、12-3月開花期平均氣溫為14.3~16.8℃、12-3月開花期降水量為102.7~209.4mm.總體上看，本區熱量資源豐富，寒害及霜凍天氣少，越冬條件較好，氣候條件適宜金花茶的生長；開花期雨量較少，有利于成花及供觀賞，故可建立大面積的金花茶商品生產基地，以充分利用該區優越的氣候資源，進一步提高金花茶種植的經濟效益。
次適宜區本區包括廣西南寧、梧州2市南部，崇左市東部和北部，欽州市東北部，百色市城區，以及田陽、平果、上思、容縣、平南、容縣等縣的部分區域。該區年平均氣溫為20.6~23.2℃，大部地區在21~23℃之間；年極端最低氣溫為-4.1~2.9℃，大部地區>-2.0℃；年平均霜日數為0~5.5天；12-3月開花期平均氣溫為13.7~17.0℃，大部在14~17℃之間；12-3月開花期降水量為86.8~265.8mm,其中百色、田陽降水量不足100mm,梧州市大部、賓陽、上林、馬山降水量降水量>210mm.本區的氣候條件雖不及適宜區，但熱量資源仍較充足，寒涼天氣比較少，氣候條件仍能滿足金花茶生長發育的需要，但該區部分地區有些年份的霜日偏多，應注意天氣變化，在霜凍天氣過程中，應切實加強金花茶防寒工作。另外，金花茶花期需水量雖較少，但百色、田陽等地的降水量仍偏少，種植金花茶，尚需加強保水和灌溉措施；梧州市大部、賓陽、上林、馬山降水量略偏多，容易造成落花，應做好一定的保護措施。
總而言之，該區不宜大規模栽培，只能選擇冬季溫暖、霜凍少的小氣候環境進行中、小規模種植。
不適宜區本區分布在廣西北部，以及南部海拔高度較高的山區，包括桂林市、柳州市、賀州市、河池市、來賓市的大部，百色市高山地區，以及天等、大新、都安、馬山等縣東部的部分區域。該區各地年平均氣溫為16.7~20.9℃，大部地區>19℃；年極端最低氣溫為-8.4~-1.0℃；年平均霜日數為1.3~14.0天，大部3~8天；12-3月開花期平均氣溫為8.0~14.4℃，大部<13℃；12-3月開花期降水量為84.4~391.8mm,其中百色市北部山區降水量偏少，而桂林、賀州、柳州3市大部降水量偏多?？傮w而言，該區熱量資源不足，寒害及霜凍天氣較多，越冬條件欠佳，對金花茶的生長發育不利；特別是開花期氣溫偏低、降水量偏多或不足，均會對金花茶的品質及其觀賞價值產生不利影響，因此，該區不宜盲目發展金花茶生產。
結論與討論
（1）本區劃引入GIS技術，采用氣候與地形相結合的方法，將廣西金花茶氣候生態種植區劃分為適宜、次適宜和不適宜區，為優化金花茶生產的合理布局和產業發展提供了科學依據。
（2）利用GIS制作的1km×lkm細網格金花茶氣候區劃圖，能夠直觀地反映出區劃指標隨地理位置和海拔高度的立體變化特征，所得的區劃結果更細致、更精確，也更符合廣西金花茶的實際分布；GIS的應用也為高新技術在金花茶種植區劃研究與服務領域提供了新的途徑和方法。
（3）氣候資源由于緯度、海陸分布以及地形地貌與下墊面性質的不同而存在明顯的空間分布差異。本區劃在建立區劃指標推算模型時，考慮了緯度、經度、海拔高度等地理因子的影響。因此，其結果與實際情況較為相符合。
（4）金花茶喜蔭好濕、忌長期陽光直射，在蔭蔽條件差的環境下會出現生長不良，葉色變黃，甚至枯萎死亡。因此，在推廣種植和栽培管理中，應為金花茶建立遮蔭棚，蔭棚四周配植常綠闊葉喬木和攀緣植物，形成一個相似于原產地環境的生長環境。
（5）在影響金花茶生長的諸多環境條件中，氣候條件始終是最重要的影響因素。因此，本區劃主要選擇對金花茶生長發育有重要影響的5個氣候因子作為區劃的指標因子，但是對于土壤類型、土壤肥力等狀況以及影響金花茶品質的其他因子考慮得較少，有待在今后的研究中不斷地補充、修正和完善。
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