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Research Progress on Refined Agricultural Climate Zoning Technology and Its Applications
YUFei, MENGXin, LAIKaijie, YUANShujie
Journal of Agriculture ›› 2026, Vol. 16 ›› Issue (7) : 77-82.
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Research Progress on Refined Agricultural Climate Zoning Technology and Its Applications
This paper aims to summarize and analyze the latest technical methods in refined agricultural climate zoning, along with their applications in optimizing agricultural layout, exploiting climate resources, and responding to climate change. It systematically reviews the development and current status of agricultural climate zoning technology, focusing on advances in the application of GIS, remote sensing, dynamic zoning models, and the integration of multi-source data. The analysis examines the performance and typical case studies of current technologies in climate suitability evaluation, crop layout optimization, and climate change adaptation. The findings indicate that modern agricultural climate zoning is evolving towards high-resolution, intelligent, and dynamically adaptive approaches, establishing itself as a vital field within agricultural meteorological research. However, challenges remain regarding data acquisition accuracy, multi-dimensional model integration, and socio-economic applicability. As climate change increasingly influences agricultural production, the limitations of traditional static zoning methods, particularly concerning dynamic adaptability, refinement, and multi-factor analysis, have become apparent. Future efforts should prioritize strengthening multi-source data integration, developing dynamic models, and enhancing comprehensive multi-factor analysis and model integration to provide robust technical support for the precision and intelligence of agricultural climate zoning.
agricultural climate zoning / refined zoning techniques / climate change / crop planting layout
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王连喜, 陈怀亮, 李琪, 等. 农业气候区划方法研究进展[J]. 中国农业气象, 2010, 31(2):277-281.
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郑景云, 卞娟娟, 葛全胜, 等. 中国1951-1980年及1981-2010年的气候区划[J]. 地理研究, 2013, 32(6):987-997.
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王连喜, 李欣, 陈怀亮, 等. GIS技术在中国农业气候区划中的应用进展[J]. 中国农学通报, 2010, 26(14):361-364.
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郑景云, 尹云鹤, 李炳元. 中国气候区划新方案[J]. 地理学报, 2010, 65(1):3-12.
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毕宝贵. 中国精细化农业气候区划:方法与案例[M]. 北京: 气象出版社, 2015.
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廖要明. 中国气候区划与气候图集方案研究[M]. 北京: 气象出版社, 2014.
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亓来福. 国内外农业气候区划方法[J]. 气象科技, 1980(2):32-35.
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秦伟男, 闫喜中, 刘宇, 等. GIS在农业种植领域的研究应用进展[J]. 农学学报, 2021, 11(3):20-24.
为能够明晰地理信息系统(GIS)在农业现代化推进过程中具体的应用途径,本研究简要归纳了GIS在作物农业气候区划、农业土壤评价、作物适宜性评价、作物病虫害风险评估、气象灾害预警评估等5个领域的应用与研究进展。研究认为,在农业信息化与农业品牌化建设过程中,以GIS为支撑,结合土壤、气象、生态、病虫害等数据,建立单品种农作物综合性评价系统显得尤为重要。对于以品质作为核心特征的名特优产品,利用GIS进行适宜性区划可以避免盲目推广种植导致产品品质下降,进而促进农业品牌化建设。
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马晓群, 王效瑞, 徐敏, 等. GIS在农业气候区划中的应用[J]. 安徽农业大学学报, 2003(1):105-108.
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刘欣. 浅谈GIS技术在农业气候区划中的应用[J]. 山东气象, 2005(3):26-27.
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刘晶淼, 丁裕国, 申红艳. 我国农业气候资源区划研究进展与述评[J]. 气象科技进展, 2011, 1(1):30-34.
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张晨宇, 张一博, 李瑞盈. 农业气候区划研究综述[J]. 农村实用技术, 2020(7):16-17.
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武荣盛, 吴瑞芬, 金林雪, 等. 基于CLDAS数据的内蒙古春小麦精细化农业气候区划[J]. 生态学杂志, 2020, 39(7):2436-2445.
利用中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS-V2.0）的逐小时0.0625°×0.0625°分辨率的气温、降水格点数据，结合内蒙古自治区119个气象站1981—2015年的地面观测资料，充分考虑内蒙古地区春小麦生产和农业气候特点，基于气候适宜度和关键气象因子相结合的方法确定了春小麦气候区划指标，划分了春小麦综合区划等级，采用ArcGIS栅格计算和多元回归模型方法对区划指标要素进行空间化，形成内蒙古自治区春小麦精细化农业气候区划图并进行了分区评述。结果表明：基于CLDAS格点数据的春小麦农业气候区划结果与基于站点气象数据的区划结果趋势一致，但分布细节更为精细合理，且各气象站点综合区划结果与对应旗县1987—2016年春小麦平均单产数据具有较高的相关性（R=0.70，P<0.01），说明分区结果能够反映气候变暖背景下内蒙古春小麦种植气候适宜性的分布特点；内蒙古春小麦生产中的关键问题是阶段性干旱和扬花灌浆期的干热风，制约了春小麦产量的稳定提高，其中河套灌区、西辽河平原灌溉条件良好，大兴安岭沿麓自然降水充沛，为春小麦最适宜种植区；阴山沿麓东段、大兴安岭北麓和南麓偏南地区，水热适宜，干热风风险低，为适宜种植区；阴山南北麓、燕山丘陵区、西辽河平原的旱作农区，由于在春小麦关键生长期易遭遇阶段性干旱，为较适宜种植区；内蒙古西部的主要旱作农区，自然降水与作物生长的供需矛盾非常尖锐，且干热风风险高，为不适宜种植区。本研究结果对内蒙古春小麦生产具有重要指导意义。
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刘少军, 周广胜, 房世波. 中国橡胶树种植气候适宜性区划[J]. 中国农业科学, 2015, 48(12):2335-2345.
【目的】天然橡胶是国民经济建设不可缺少的重要战略物资，受气候因素限制，中国种植橡胶树范围有限，迫切需要厘清天然橡胶树种植的气候适宜性区域。本研究旨在划分出中国橡胶树种植气候适宜性分布，以阐明中国橡胶树种植的气候差异格局。【方法】根据中国橡胶树种植区的自然气候特点和生物学特征，基于橡胶树种植存在概率、橡胶树台风影响概率和橡胶树寒害影响概率，分别采用最大熵模型和影响橡胶树种植的5个主导气候因子（最冷月平均温度、极端最低温度平均值、月平均温度≥18℃月份、年平均气温、年平均降水量）计算橡胶树种植气候适宜性指数。根据台风历史资料和橡胶林台风灾害分级标准计算橡胶树台风灾害指数、参照《橡胶寒害等级（QX/T169-2012）》行业标准计算橡胶树综合寒害指数。根据确定的橡胶树种植的气候区划指标（气候适宜性指数、橡胶树台风灾害指数、橡胶树综合寒害指数），结合模糊综合评价模型，进行中国橡胶树种植气候适宜性区划，区划结果划分为高适宜区、中适宜区、低适宜区。【结果】橡胶树种植的气候高适宜区面积约4.99×10<sup>4</sup> km<sup>2</sup>，占研究区面积的20.94%，主要分布在海南儋州、澄迈、定安、乐东、保亭，广东徐闻、雷州、湛江、阳江，云南景洪、勐腊，福建诏安、云霄，广西防城等地。该区域气候条件优越，但部分区域属于台风高影响区，因此需要防御台风灾害对橡胶树的影响。气候中适宜区面积约8.85×10<sup>4</sup> km<sup>2</sup>，占研究区面积的35.86%，主要分布在在海南琼中、东方、昌江、万宁、琼海等，广东廉江、高州、茂名、信宜、惠来、潮州，福建漳州、漳浦等，云南瑞丽、旧过，广西北海、合浦。与高适宜区相比，该区域橡胶树寒害发生概率增加，部分区域受台风影响概率也增加，应针对不同灾害特点，加强橡胶寒害和风害的防御。气候低适宜区面积约10.3×10<sup>4</sup> km<sup>2</sup>，占研究区面积的43.20%，主要分布在在云南盈江、永德、思茅、屏边等一线，广西玉林、浦北，广东阳春、海丰、陆河，福建华安等地。该区域主要受寒害影响为主。【结论】该方法考虑了农业气候资源与农业气象灾害的综合影响，可以较好地反映中国橡胶树种植的气候优势区域分布，对橡胶树种植的区域布局和科学规划具有重要的参考意义。
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朱秀红. 基于GIS的五莲县樱桃种植农业气候区划研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(13):84-88.
樱桃已成为鲁东南山区水果重点发展对象,编制樱桃种植区划可为果农建设樱桃园提供有利支持。分别对樱桃休眠期、开花期、幼果期、果实发育期、成熟期等气象条件进行分析,利用极大值标准化和极差标准化方法将因子进行标准化,通过GIS技术编制五莲县樱桃精细化综合区划图。结果表明,五莲县樱桃种植适宜程度呈现自东南向西北递减的趋势,五莲县樱桃种植适宜区主要分布在东南部的街头镇、叩官镇、潮河镇和户部乡,次适宜区主要分布在中部和北部的许孟镇、洪凝街道、松柏镇、石场乡等部分地区,不适宜区主要分布在于里镇、高泽镇、汪湖镇和中至镇。综合考虑气象、地形、土壤因子,全县大部分区域适宜樱桃种植,具有较广的区域性和较强的适宜性。
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刘杨洋, 王明田. 主要粮食作物精细化农业气候区划——以四川省中江县为例[J]. 中国农学通报, 2023, 39(31):129-138.
为优化粮食生产产业布局、确保粮食安全，基于GIS开展中江主要粮食作物小麦和玉米种植精细化农业气候区划。利用中江气象监测站2007—2016年逐日气象资料、中江范围内及周边30个自动站2011—2015年逐日光照、气温、降水气象资料，2007—2016年全县小麦、玉米播种面积、总产和单产资料，以及1:250000地理信息数据和数字化图件，通过分析中江及周边小麦和玉米气象产量与各生育期气象条件的关系，结合生产实际，对比丰欠年之间的差异。分别选取玉米和小麦的3个关键生育期、6个关键影响气候因子作为区划指标，进行中江县主要粮食作物区划。结果表明，古店乡、石泉乡、集凤镇、富兴镇、南华镇、东北镇，靠南一点的永兴镇和石笋乡部分地方，最南端元兴乡和永丰乡，由于地势较高，水源保证较差，属于基本适宜的等级，其余地方都较为适宜。可利用适宜区域的气候资源、土壤资源优势，积极发展粮食作物种植，为粮食安全保障助力。
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Assessments of the agro-climatic resources of Northern Kazakhstan are urgently needed in the face of climate change and increasing threats to food security in the world, and they can provide valuable information for specialists in the field of agriculture. To assess the agro-climatic conditions of Northern Kazakhstan, the following agro-climatic indices were used: heat availability, moisture availability, and aridity of the growing season for the period 1991–2023. The research results rendered it possible to build maps of the spatial distribution of agro-climatic indicators, and five agro-climatic zones, ranging from “moderately humid moderately warm” in the north to “very arid moderately hot” in the south of Northern Kazakhstan, were identified. Recommendations were developed with respect to the agro-climatic zoning of main crops, taking into account the climatic resources of Northern Kazakhstan. The data obtained will be used for the strategic planning of the agricultural crop industry in Northern Kazakhstan.
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孙文堂. GIS在气候资源分析与农业气候区划中的应用研究[D]. 南京: 南京气象学院, 2004.
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余卫东, 杨君健. 河南省优质小麦适宜种植区及未来变化趋势[J]. 中国农业大学学报, 2021, 26(9):42-51.
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周道玮, 王婷, 王智颖, 等. 中国草地农业气候分区及其饲草栽培适宜性[J]. 地理科学, 2020, 40(10):1731-1741.
为了草地农业区域优化发展，依W Koppen世界气候分类途径，进行了中国气候分类及草地农业气候分区，依据相应途径，制作了中国饲草寒冷度分区图和中国饲草炎热度分区图，分析了各饲草气候区适宜的饲草作物种类及管理对策。中国气候及草地农业气候有17个类型，归并为6个饲草气候系统，中国饲草寒冷度分11个区，中国饲草炎热度分8个区。每个气候系统及寒冷度分区和炎热度分区内，分别有适宜的饲草作物，其评价标准为：生态适应、生长状态正常、发挥潜在遗传产量、有经济效益。干旱饲草气候系统发展低密度放牧饲养，湿润饲草气候系统发展规模化集约饲养，为中国草地畜牧业生产模式的基本理论选择。
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张波, 胡家敏, 谷晓平, 等. 基于气候适宜度的贵州番茄精细化农业气候区划[J]. 北方园艺, 2018(2):193-198.
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金垚, 熊士斌, 刘琰琰, 等. 基于GIS的旺苍县红心猕猴桃生态适宜性区划[J]. 西南农业学报, 2019, 32(9):2141-2149.
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陈芳, 谷晓平, 孟平红, 等. 基于GIS的贵州辣椒气候适宜性区划[J]. 中国农业科技导报, 2018, 20(9):79-85.
辣椒是日常生活中的蔬菜、调味品、医药原料和化工原料，有健胃、助消化和降血糖等功能，研究辣椒的气候适宜性对辣椒种植的优质高产和生产合理布局有着重要的指导意义。基于贵州省84个气象站点的气候资料，选取7～8月的平均气温、日照时数和降水量等气候因子作为辣椒气候适宜种植的区划指标，构建各气候指标的空间分布模型，利用ArcGIS的空间分析方法，对贵州省辣椒种植的气候适宜性进行了区划。结果表明：贵州省最适宜种植辣椒的区域主要集中在遵义地区、铜仁地区和省的中部；适宜的种植区域主要分布在贵州省的中部和南部；次适宜种植辣椒的区域主要集中在贵州省的西部、西南部和东部的少部分地区；不适宜种植辣椒的区域主要集中在贵州省黔西南、黔南部的小部分地区。全省各地可根据区划的结果，充分利用当地的气候资源，调整产业结构合理规划布局，完善辣椒气候适宜性指标，为辣椒的生产种植提供科学的指导。
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丁圣, 张茂松, 赵兴东. 元江县红心火龙果精细化农业气候区划[J]. 农学学报, 2019, 9(11):27-33.
[目的]为了更合理的分析当地气候资源条件和空间分布,为元江火龙果产业服务。[方法]使用云南省标准时段1986-2015年30年气象资料和地理信息数据(经纬度、海拔高度、坡向和坡度等),通过以往区划经验、专家咨询、文献查阅、实地调研论证等方法,定性判断气象因子对气候适宜性或灾害风险的重要性,确定了火龙果的气候适宜性指标和低温冷害风险指标,再根据区划的指标要素利用薄盘光滑样条函数统计模型将气候要素空间插值,综合考虑相关地理信息数据,建立空间栅格数据集,并进行种植适宜性指标和灾害风险指标计算及空间推算对区划结果进行分类。[结果]完成了元江县火龙果精细化农业气候区划图和低温冷害风险区划图,结果表明火龙果种植气候适宜区和低温冷害低风险区高度重合,位于元江河谷两岸大片地区包括澧江街道东部、红河街道中部、甘庄街道西南部和曼来街道东部等地区,从气象条件证明了发展火龙果产业的决策正确性。[结论]此项工作的完成为元江县火龙果种植发展,产业布局和防灾减灾提供了科学依据。
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张亚杰, 陈升孛, 张京红, 等. 屯昌县黄金蜜柚精细化农业气候区划[J]. 中国农业资源与区划, 2021, 42(3):167-172.
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马玉平, 伊里亚尔·叶克木江, 吾米提•居马太, 等. 霍尔果斯市红提葡萄精细化气候区划[J]. 沙漠与绿洲气象, 2023, 17(4):146-151.
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孙光辉, 段居琦, 李俊儒, 廖要明. 气候-土地综合影响的我国油茶农业气候区划[J]. 应用气象学报, 2024, 35(4):444-455.
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张山清, 普宗朝, 吉春容, 等. 气候变化对新疆酿酒葡萄种植气候区划的影响[J]. 中国农业资源与区划, 2016, 37(9):125-134.
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宋艳玲, 周广胜, 郭建平, 等. 北方冬小麦冬季冻害及播期延迟应对[J]. 应用气象学报, 2022, 33(4):454-465.
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李颖, 赵国强, 陈怀亮, 等. 基于冬小麦农业气候分区的WOFOST模型参数标定[J]. 应用气象学报, 2021, 32(1):38-51.
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王志春. 基于GIS的赤峰市设施农业精细化气候区划与分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(2):102-107.
为了科学开展设施农业建设,避免盲目扩大产业规模所带来的潜在风险,本研究利用赤峰市14个气象站近30年（1989—2018年）的气象观测资料,分析了影响设施农业生产的关键气象因子,确定了以年日照时数、冬季平均最低气温为设施农业气候资源区划指标,以年大风日数、年冰雹次数、年大雪及以上降雪次数和冬季≤-25℃低温日数为设施农业气象灾害区划指标。基于GIS技术,运用回归分析和薄盘样条对区划因子进行空间插值,制作了赤峰市设施农业气候区划图。结果表明：适宜区和次适宜区主要集中在赤峰市中东部和东南部,该区域海拔低,地势平坦,热量和光照充足,气象灾害相对较少,适宜发展设施农业;北部和西北部地区,以高山和丘陵为主,海拔高,热量条件不足,气象灾害多发,不适宜设施农业建设。
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陈晓燕, 赵战成, 迪丽娜孜·依米提, 等. 焉耆盆地冬小麦精细化农业气候区划研究[J]. 农业技术与装备, 2024(6):119-123.
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张柳红, 梁敏妍, 杜尧东. 气候变化对广东沙田柚种植气候区划的影响[J]. 气象与环境科学, 2022, 45(3):43-50.
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李雪洋, 温日红, 王立为, 等. 辽宁省玉米种植农业气候要素分析及精细化气候区划研究[J]. 玉米科学, 2022, 30(3):126-134.
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许金萍, 蒋晓梅, 胡波, 等. 基于GIS的安吉县茶树栽培农业气候区划研究[J]. 中国农学通报, 2025, 41(1):119-125.
安吉白茶产业是安吉县核心农业产业，也是乡村振兴的重要抓手，编制安吉县茶树种植区划可为茶农建设茶园提供有利支持。利用安吉县及周边6个国家气象观测站及49个加密自动气象站点的气温及相对湿度等气象观测资料、基础地理数据及土壤资料，选取气象、地形、土壤9个因子进行空间分布的精细化模拟，采用层次分析法建立茶树栽培适宜性区划评估模型，完成茶树种植适宜性综合区划。结果表明，安吉县适宜茶树栽培的面积为623.09 km<sup>2</sup>，分布在北部及中部的梅溪镇、溪龙乡、递铺街道、昌硕街道等地区；较适宜茶树栽培的面积为622.46 km<sup>2</sup>，分布于县域中北部的递铺街道、孝丰镇、鄣吴镇、杭垓镇西部、天荒坪镇北部等地区；不适宜栽培区域面积为441.43 km<sup>2</sup>，主要分布于县域的南部地区，包括章村镇、报福镇、上墅乡、天荒坪镇南部及山川乡等地。对安吉县茶树栽培的适宜性进行区划，可为安吉白茶种植提供地理位置选择参考，为扶贫茶苗优质生产提供思路。
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