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新平县烤烟种植气候适宜性评价

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王秀珍胡保文谢新乔李湘伟朱云聪杨继周田育天傅佳玉景元书

摘要?以新平县代表的尼鲊站和新营盘站2009—2017年、他拉站2009—2014年的气候资料为基础数据，结合新平县气候适宜性区划指标，计算基于模糊数学的气候适宜性指数。结果发现，新平县各站点的气候适宜性由大到小依次是他拉站、尼鲊站、新营盘站，它们的气候适宜性指数CFI分别是0.93、0.89、0.51。新平县烤烟种植气候条件总体条件优越，但大田中后期降水量相对过剩，大田前期日照时数明显不足。对新平县烤烟种植适宜性影响最大的是海拔，其次是大田期≥10?℃积温。

关键词?烤烟;气候适宜性;评价;新平县

中图分类号?S162?文献标识码?A

文章编号?0517-6611（2021）03-0225-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.060

Abstract?Based?on?the?climatological?data?of?Nizha?Station?and?Xinyingpan?Station?from?2009?to?2017?and?Tala?Station?from?2009?to?2014，combined?with?the?climate?suitability?zoning?index?of?Xinping?County，the?climate?suitability?index?based?on?fuzzy?mathematics?was?calculated.The?results?showed?that?the?climate?suitability?of?the?stations?in?Xinping?County?were?Tala?Station，Nizha?Station?and?Xinyingpan?Station?in?descending?order，their?climate?suitability?index?CFI?was?0.93，0.89?and?0.51，respectively.The?overall?climatic?conditions?for?fluecured?tobacco?planting?in?Xinping?County?were?superior，but?the?precipitation?in?the?middle?and?late?stages?of?the?field?was?relatively?excessive，and?the?sunshine?hours?in?field?prophase?were?obviously?insufficient.The?altitude?had?the?greatest?influence?on?the?suitability?of?fluecured?tobacco?planting?in?Xinping?County，followed?by?≥10?℃?accumulated?temperature?in?the?field?period.

Key?words?Fluecured?tobacco;Climate?suitability;Evaluation;Xinping?County

近年來，随着云南新平县烤烟种植制度的进步，烤烟播种面积和经济产量有了显著的提高。烤烟有关的产业现已发展成为新平县的支柱产业之一，并且已经成为当地农民经济收入的重要来源[1-2]。烤烟产品质量的优劣取决于产量、化学成分、致香物质含量、评吸质量等烟叶品质[3-5];而烟叶品质很大程度取决于烤烟在田间种植期间生态环境对烤烟植株的影响，生态环境的影响有时比烤烟品种的影响都要大。

对于气候条件对烤烟的影响，贺升华等[6]分析了云南相较于其他地区种植烤烟的气候优势，也对大田期温光水协调方面的不足进行了解释。胡雪琼等[7]进一步探讨了不同气候条件对不同地区适宜性的影响水平，指出热量条件对烟叶的影响是最大的，其次是降水和光照，并且表明云南特有的地形起伏很大的特殊性质是云南境内不同地区烟草质量和香型的差异很大的重要原因。李强等[8]采用多元统计方法计算了曲靖烟区气候适宜性指数（?climate?feasibility?index，CFI），对比了站点间的烤烟气候适宜性。随着地理信息技术的发展，董谢琼等[9]首次将ArcGIS技术应用于云南烤烟生产的气候分区，并从贺升华等[6]提出的影响烟叶的不同要素中选取了适宜的区划指标。雷雯等[10-12]利用ArcGIS分别研究了陇县地区、湖南和福建省长汀县烤烟的气候适应性，并结合地理信息数据和以往的烤烟生产区划指标，进行了细化的村级烤烟生产气候分区。

新平县是云南省烤烟产业链最为发达的县城之一，位于云南省中部偏西南，年平均气温为19～23?℃，年降雨量为800～1?100?mm，≥10?℃积温达6?500～7?500?℃·d，属亚热带低纬度高原季风气候区。海拔在422～3?165?m，海拔差异和局部气候差异明显。针对气象数据进行更详细的气候适宜性分析，可为新平县烤烟种植生产、种植区划、结构调整与产业升级等提供重要依据。

1?材料与方法

1.1?资料来源

云南省新平县3个代表烟站数据为尼鲊站和新营盘站2009—2017年、他拉站2009—2014年的基础气候资料。其中逐日气温、日照时数、降水量是与新平县烤烟成长发育密切联系的气候因子。与云南省新平县烟区进行比较的津巴布韦、巴西、美国等国外优质烤烟种植区大田各生育期实际的气候数据主要来自参考文献[13-15]。

1.2?研究方法

1.2.1?气候指标的隶属函数构建。

为了明确各气候适宜性指标对烤烟实际生长的影响水平，需要根据模糊数学理论，构建适合该地区的气候指标隶属函数，并计算隶属度值。根据新平县的烤烟生产实际情况，可以确定新平县气候指标的隶属函数类型近似为折线型函数[16]，公式如下：

其中，x1、x3、x4、x2分别为折线型曲线的下限、最优值下限、最优值上限和上限。把每个样本的原始气象数据分别代入公式（1），能够将原始气象数值转化为无量纲的隶属度值。隶属度值的取值是0.1～1.0，并且有实际的气象学意义。计算出的隶属度值越靠近1.0，说明该指标对烤烟实际生长的影响水平越高，反之越低[8]。根据烤烟生长发育气象条件要求，结合新平县烤烟实际观测的气候数据，确定折线型曲线的拐点（X1，X2，X3，X4）的相应取值如表1所示。

1.2.2?气候适宜性指标的权重系数计算。

不同气象要素对烟草生长发育与品质形成的影响是不同的，即各气象要素在气候适宜性指数中所占的比例不同。该研究选用了标准差权重法确定权重系数[17-18]，公式如下：

式中，Wj?为第?j?个因子的权重，m?为因子数。

1.2.3?气候适宜性指数。

利用如下隶属函数气候因子指标值与权重系数加乘法则，分别计算出新平县3个烤烟站点的气候适宜性指数[19-21]：

式中，Ni表示第i（i=1，2，…，m）个气候指标隶属度值，Wi表示第i个气候指标权重系数，m为气候指标个数。CFI取值为0～1.0，CFI越接近1.0，说明该地区气候条件越适宜种植优质烟草。

2?结果与分析

2.1?气候条件分析

从表2可以看出，新平县3个烟站温度条件相差不大，极差最大仅为1.6?℃。对比国内外烟区，新营盘站平均气温在大田期和大田中后期较低，温度条件较差。尼鲊站和他拉站平均气温相近，类似国外的津巴布韦。从降水量来看，尼鲊站在3个生长时段的降水量都为较大值，新营盘、他拉和尼鲊站降水量在整个生育期都高于国外3个优秀烟区。对于日照条件，新平县烟区达不到津巴布韦的水平，津巴布韦的光照条件在大田前期和大田期都是较好的;尼鲊和他拉站比较相似，但在大田中后期他拉站的日照时数是最短的，比美国烟区低了532.5?h。

考虑到平均气候条件（表3），新平县烟区大田期平均气温比国外优质烟区低1.5?℃，大田前期平均气温比国外高0.7?℃，大田中后期平均气温比国外低2.7?℃，即新平县总体温度条件大致与国际水准持平。对于降水量来说，新平县烟区大田期、大田前期和大田中后期的降水量均比国外优质烟区高，达到了较好的水平。值得注意的是，新平县大田中后期的降水量超过国外优质烟区高达112.7?mm，显得相对过剩。新平县大田前期和大田中后期的日照时数与国外相比分别低了256.3、59.8?h，说明光照不足的现象在前期尤为严重。

2.2?气候适宜性指标

新平县气候适宜性评价指标包括气候要素和地理要素。其中气候指标需满足2个条件：一是该指标有明确的生物学意义，与烤烟生长密切相关;二是经过目前生产实践的证明，能够阐明生态适宜性和新平县气候特征之间的相应关系[6]。

基于新平县烤烟气候条件分析及计算公式（2），确定了下列8个气候指标作为判别新平县气候对烤烟经济种植的适宜性的因子：①海拔，表征地理要素，反映新平县耕地资源与气候资源配置，气候适宜性指标权重系数为38.20%;②大田期≥10?℃积温，代表烤烟大田期总热量的多少，权重系数为23.80%;③7月平均气温，即旺长期平均气温，权重系数为0.04%;④大田期总降水量，反映大田期整体气候湿润度，权重系数为3.03%;⑤大田中期降水量，反映干旱在烟草种植期间的影响程度，也能够反映雨季开始的早晚，权重系数为0.54%;⑥大田中后期降水量，代表新平县烤烟大田中后期气候干湿程度，权重系数为1.49%;⑦大田期总日照时数，反映整体新平县光资源的多寡，权重系数为21.80%;⑧大田中后期日照时数，代表大田中后期新平县光资源的多寡，权重系数为11.10%。

2.3?气候適宜性评价

由表4可见，新平县各站点的气候适宜性由大到小依次是他拉站、尼鲊站、新营盘站，它们的气候适宜性指数CFI分别是0.93、0.89、0.51。他拉和尼鲊海拔都在最优值范围内，是烤烟生产适宜区，而新营盘海拔比最优值上限还要高220?m，烤烟生产气候条件一般。

由于大田期≥10?℃積温维持在2?000～3?500?℃·d时气候适宜性指数最高，所以新平县可以很好地满足烤烟生长发育的所需温度。为保持烤烟生长发育良好，日照时数需在适宜范围内，新平县3个站点的大田期日照时数都超过了最优值上限，说明3个站点光照条件都相对充足。新营盘站大田期日照时数高达1?001.18?h，超过大田期日照上限（800?h），这也是新营盘站气候适宜性指数CFI较低的一个重要原因。同时，尼鲊站大田中后期日照时数为340.3?h，超过了最优值上限（320?h），该项的贡献与尼鲊站的CFI呈负相关;且新营盘站大田中后期日照时数为510.5?h，不仅超过了最优值上限，还超过了上限（410?h），该项对新营盘站气候适宜性的贡献最小。另外，7月平均气温和大田期各生育期的降水条件对新平县适宜性指数CFI的贡献均很低。

3?结论

新平县烤烟种植的光热条件优越、降水量充沛。新平县大田中后期降水量相对于国外优质烟区相对过剩，其中大田期日照条件与国外烟区相比明显不足，这一现象在大田前期尤为明显。由适宜性评价可知，新平县各站点的气候适宜性由大到小依次是他拉站、尼鲊站、新营盘站，其气候适宜性指数CFI分别是0.93、0.89、0.51。在所有气候适宜性指标中，对新平县烤烟适宜性影响最大的是海拔，其次是大田期≥10?℃?积温，再次是大田期和大田中后期日照时数。这对未来新平县烤烟种植的气候适宜性区划与种植结构调整的相关研究有较重要的指导意义。

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