【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及棉花种植，更具体地说是涉及一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法。
技术介绍
1、新疆是我国棉花的重要产区，也是棉花机械化程度最高的地区。据统计，截至2023年，新疆棉花机械采摘率已超过81％，总产量占全国总产量的80％以上。在实际生产中，由于棉花品种过于繁杂，部分地区存在品种熟性选择不合理、盲目扩大种植面积的情况，这对棉花的品质和产量造成了严重影响。因此，研究气候变化对棉花种植适宜性的影响，对于解决这些问题具有重要意义。
2、地膜覆盖是新疆棉花种植的关键技术之一，已经在新疆得到全面应用。据统计，截至1994年，全疆总播种面积96.67％的棉花都采用了地膜覆盖种植。研究表明，地膜覆盖不仅能增加土壤温度和保墒效果，还能对棉株生长所需的气温条件进行补偿。全球气候变暖以及地膜植棉技术都会对棉花生长所需的热量条件产生影响，进而可能对棉花的种植区域产生影响。然而，目前大部分研究集中在全球变暖背景下新疆棉花适宜性分区的研究，缺乏对气候变暖背景下地膜增温机制及棉花对气候资源需求特性对不同熟性棉花种植适宜区影响的定量研究。
3、热量是影响新疆棉花生长发育的主要气象因素。在实际生产中，由于棉花品种过于繁杂，部分地区存在品种熟性选择不合理、盲目扩大种植面积的情况，这对棉花的品质和产量造成了严重影响。目前，常采用积温、7月平均气温、无霜期等热量指标对新疆棉花进行种植区划，缺乏反映棉花收获的气象指标，且未考虑到地膜增温效应对棉花生长的补偿效应。传统方法难以精细化、科学、全面地反映棉花区的品种熟性以及区划面积，不利于
4、因此迫切需要一套科学合理的区划方法对新疆棉花生产布局提供理论基础和科学依据是本领域亟需解决的技术问题之一。
技术实现思路
1、现有的棉花区划主要基于≥10℃的有效积温、无霜冻期和7月平均温度等热量指标，这些热量指标并不能真实反映棉花适宜种植区的真实情况。相关研究发现，地膜增温效应对棉花生长的有效积温进行补偿，可以扩大宜棉区种植面积。此外，新疆棉区机采率高，需要考虑机采棉收获时需要满足的气象条件情况。有研究表明，机采棉花主要受脱叶剂喷施时间、脱叶率、终霜日发生时间等方面的影响。但脱叶剂喷施最佳时间的相关指标并未被现有种植区划方法考虑，难以满足机采棉的种植区划要求。因此，迫切需要一套全面科学的指标体系和评价方法，满足新疆机采棉区划的诉求。
2、针对以上技术缺点，本专利技术将影响机采棉收获的相关气象指标与热量指标相结合，并充分考虑地膜增温效应对棉花生长的影响，建立一套科学、合理的区划指标和方法，实现新疆机采棉种植适宜区的精细化管理。
3、为达到上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
4、一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，包括以下步骤：
5、步骤1：数据获取，分别从国家气象数据共享服务网和国家地球科学数据共享网上获取气象数据，新疆dem数据和新疆土地覆被类型耕地数据；
6、步骤2：根据≥10℃的初日、苗期和蕾期地膜所需的积温补偿值逐步估算出苗期和蕾期地膜的有效气积温总补偿值；
7、然后根据棉花的生物学特性及其对热量资源的需求，确定并且用r语言计算出≥10℃积温、保证率为80％下的无霜期、7月平均气温、脱叶剂喷施日期、4-5月≥10℃有效积温和80％保证率下的终霜日的6个区划指标，主要包括棉花区划主指标和辅助指标；然后基于新疆dem数据建立区划指标与经度、纬度和海拔高度空间模型；
8、步骤3：根据6个区划指标确定出棉花评价指标的隶属度函数；
9、步骤4：采用层次分析法确定出6个区划指标的权重；
10、步骤5：采用指数合法对棉花种植适宜度进行综合评价，然后在arcgis软件中，将6个区划指标的栅格图像重采样为1km×1km大小的栅格图像，最后基于各自的权重进行栅格叠加得到棉花种植适宜度分布图；然后将6个区划指标的隶属度值的栅格图像结合各自的权重进行栅格叠加得到棉花种植适宜度的综合指数
11、步骤6：利用新疆土地覆被类型耕地栅格数据，在arcgis平台上对棉花种植适宜度栅格数据进行掩膜提取；根据区划结果，结合新疆实际的种植区域，将棉花种植区进行划分。
12、优选的，所述步骤2中根据≥10℃的初日、苗期和蕾期地膜所需的积温补偿值逐步估算出苗期和蕾期地膜的有效气积温总补偿值具体包括：
13、1)根据≥10℃的初日、苗期和蕾期所需的积温值估算出新疆地区各年份露地棉苗期、蕾期天数nl1和nl2；
14、2)根据露地棉苗期、蕾期的逐日平均气温及天数采用试算法估算地膜棉的苗期和蕾期天数nm1和nm2，计算公式如下：
15、
16、式中，k为地积温对地膜棉有效气积温的补偿系数，苗期k＝0.843，蕾期k＝0.207；nl和nm分别为露地棉和地膜棉的某生育期天数；tj和tk分别为露地棉和地膜棉某生育期内的日平均气温；
17、3)由地膜棉的苗期和蕾期天数nm1和nm2估算地膜棉苗期和蕾期的有效气积温补偿值δatm1和δatm2，公式如下：
18、
19、式中，atm为某一生育期内地膜棉的有效气积温补偿值；
20、4)估算苗期和蕾期有效气积温总补偿值σatm，公式如下：
21、σδatm＝δatm1+δatm2。
22、优选的，所述步骤2中区划指标与经度、纬度和海拔高度空间模型的构建公式为：
23、
24、式中，p为区划指标栅格点的模拟值，λ，h分别表示栅格点的经度，纬度和海拔高度，ε表示残差项，a0～a9表示为待定系数。
25、优选的，所述步骤3中，6个区划指标的隶属度函数为：
26、≥10℃积温的隶属度函数为
27、80％保证率下的无霜期的隶属度函数为
28、7月平均气温的隶属度函数为
29、喷施脱叶剂的时间的隶属度函数为
30、4-5月≥10℃有效积温的隶属度函数为
31、80％保证率下的终霜日的隶属度函数为
32、优选的，采用指数合法对机采棉种植适宜度进行综合评价具体计算公式如下：p＝a1x1+a2x2+a3x3+…anxn；
33、式中，p为评价指标的指数和，a1，a2，a3，…，an为机采棉区划指标的隶属度函数值；x1，x2，x3，…，xn区划指标权重值。
34、优选的，所述棉花种植区划分为4类，分别为：最适宜棉区p>0.9，适宜区0.6<p<0.9，次适宜区0.3<p<0.6，不宜棉区p<0.3。
35、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
36、本专利技术参照机采细绒棉种植作业技术规程，充分考虑了棉花生长过程对热量资源的需求，由此确定出≥10℃积温、保证率为80％下的无霜期、7月平均气温、脱叶剂喷施日期、4-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤2中根据≥10℃的初日、苗期和蕾期地膜所需的积温补偿值逐步估算出苗期和蕾期地膜有效气积温总补偿值具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤2中区划指标与经度、纬度和海拔高度空间模型的构建公式为：
4.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤3中，6个区划指标的隶属度函数为：
5.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤5中，采用指数合法对机采棉种植适宜度进行综合评价具体计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤6中棉花种植区划分为4类，分别为：最适宜棉区P>0.9，适宜区0.6<P<0.9，次适宜区0.3<P<0.6，不宜棉区P<0.3。>...
【技术特征摘要】
1.一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤2中根据≥10℃的初日、苗期和蕾期地膜所需的积温补偿值逐步估算出苗期和蕾期地膜有效气积温总补偿值具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植的区划方法，其特征在于，所述步骤2中区划指标与经度、纬度和海拔高度空间模型的构建公式为：
4.根据权利要求1所述的一种适用于新疆机采细绒棉种植...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕新，代元帅，侯彤瑜，张泽，张辉，王海江，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：
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