基于GIS的云南烤烟种植气候动态分区评估
云南烟区不同海拔高度区间烤烟气象因子分析
相关关系 ， 其中 １ ２月平均气温、 一ｌ 平均风速 和平均地面 温度 与海拔高度 的相 关均达到极 显著 水平， 部分 月份 的降水量 、 日照时 数、 蒸发量和平 均相对湿度与海拔高度 的相关达 到显著水平和极 显著水平。利用 ５— ９月影响烤 烟生长的主要 气象 因子构建 出海 拔高度的回归模 型， 经过检验估 测效果较好， 筛选 出与海拔高度关 系密切的气象 因子为 ： ８月平均气温、 ５月 日照时数 、 ５月降水量。 结合这些气象因子分布范围和对烤烟生长的影响初步进行 区ｉ 可划分， 最终把 估测 出的海拔高度初步分 为， 干 ８９ ７ ８ ９ ７ 低 ０ ．５ ｍ，０ ． ５
Ｋｅ ｒ ｓ： ｎ ａ ｏ ａ ｃ ｒｗｉｇａｅ ｙｗｏ ｄ Ｙｕ ｎ ｎ ｔｂ ｃ ｇｏ ｎ ｒａ；Ｍｅｅ ｒｌｇｃ ｌｆｃｏ ；Ａｌ ｔｄ ｎｅｖｌ ｏ ｔｏｏｏｉａ ａ ｔｒ ｓ ｉ ｔ ｕ ｅ ｉｔｒａｓ
光 、 、 等多 种 气 象 因子及 土壤 、 培 技术 对 温 水 栽 烤烟 的生长 发育 有 较 大 的影 响 ¨ ， Ｊ云南 烤烟 之 所 以形成优 良的品质 和 清香 淡 雅 的风 格 ， 境 因素起 环
ｖｌ ａｓ：ｕ ｄ ｒ８ ９． ５ ｍ 。０ ７ ｏ １９ ９ ｔｒ ．２ ． ５ ｔ ７ ６． ０ ｍ ，７ ６． ０ ｔ ２１ ３ ａ ｄ ａ ｏ ｅ２ ９． ５ ｍ． ｎ ｅ ０ ７ ８ ９． ５ ｔ ２ ７． ５ ｍｅｅｓ １ ９ ９ ｏ １０ ６ １０ ６ ｏ２ ９． ５ ｍ ｂ ｖ ２１ ３ ７ ｎ
到决定作用 。由于云南 以山地为主 ， Ｊ 海拔 高度跨 度较 大 ， 中 ３ ．３万 ｈ 烟种 植 区分 布 于全 省 其 ３３ ｍ 烤
的 ｌ 州 （ ） 在海 拔 ３０— ４ｏｍ范 围内均有 分 ２个 市 ， ０ ２０
云南烤烟种植气候变化及其影响研究__________
第38卷第7期西南师范大学学报(自然科学版)2013年7月V o l.38N o.7J o u r n a l o f S o u t h w e s t C h i n aN o r m a lU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)J u l.2013文章编号:10005471(2013)07010706云南烤烟种植气候变化及其影响研究①黄中艳1,张明达21.云南省气象学会,昆明650034;2.云南省气候中心,昆明650034摘要:基于1961-2010年众多站点气候数据和烤烟生产调查,使用统计学方法和指标,结合烤烟生态学理论和相关文献,系统分析并阐明云南烤烟生长季气候变化及其影响,并提出应对气候变化影响的对策建议.结果表明, 50a来云南烤烟大田生长季气候变暖显著,生长季各阶段日照和雨量的均值和标准差无显著变化,但移栽伸根期雨量和烟叶品质主要形成期日照时数年际波动大;1990年以来气候变暖明显加剧,移栽伸根期雨量年际波动突出;气候变暖㊁雨季开始期有所提前,与栽培技术进步和水利条件改善相结合,造成气候趋势变化对烤烟种植和烟叶品质的影响利大于弊;但极端气候(4-5月重旱㊁7-8月 寡照低温 ㊁6-8月多雨洪涝等)对烤烟种植和烟叶品质影响较大,气候年际波动影响显著.把气候变化的有利影响视为发展机遇,关注极端气候㊁气候年际波动影响和各地气候利弊,是云南烟草业应对气候变化的重要策略.关键词:气候变化;烤烟种植;烟叶品质;影响;云南中图分类号:S162.5;P467文献标志码:A气候变化对农业的影响是备受关注的热点问题[1].烤烟种植不仅是农业而且是烟草业的重要组成部分.生产实践证明,天气气候的波动变化是烟叶品质和产量不稳定的主要原因[2-5].它不仅影响烟草农业,还与烟草工业卷烟配方的设计和调整密切相关[6-7].同时,卷烟生产对烟叶原料的调配也需要考虑天气气候对各烟区烟叶质量和产量的影响.云南是中国第一烟草大省,2009年烤烟烟叶产量占全国的36%,占全球的16.4%.因地处低纬高原,受西南季风㊁东亚季风的共同影响[8],在全球气候变化背景下云南气候波动变化也较为显著.仅从降水㊁日照两因素而言,云南烤烟生长季气候的年际波动幅度,比其烟区气候的地域性差别还大[9].在气候变化影响和面临国内外市场激烈竞争的形势下,烟叶品质问题已成为烟草业可持续发展的核心问题[10-12].然而,至今仍鲜见有关于气候变化对云南烤烟种植影响系统研究的报道.云南烤烟种植气候在哪些方面发生了变化,这些变化在多大程度上影响烤烟种植和烟叶品质等问题,一直缺乏系统深入的研究,因此,各界对云南烤烟种植气候变化及其影响认识不足.本文旨在为云南烟草农业规划㊁适应气候变化和烟草业的可持续发展提供一些科学依据.1数据和方法1.1应用的数据1)在云南植烟面积最大的9个州市筛选20个代表站(为排除城市热岛效应,剔除了州㊁市所在地的站点),选用宜良㊁安宁㊁嵩明㊁镇雄㊁鲁甸㊁宣威㊁师宗㊁陆良㊁砚山㊁弥勒㊁个旧㊁通海㊁新平㊁剑川㊁弥渡㊁姚安㊁双柏㊁武定㊁腾冲和昌宁共20个站点的多个气候要素平均值,包括1961-2010年的旬和月平均气温㊁降水量㊁日照时数㊁最高(低)气温等,其中气候平均值来自1971-2000年数据.2)关于强降水等分析使用了烟区68个气象站点逐日和逐候时段的数据,以及基于云南气象业务标准①收稿日期:20120610Copyright©博看网. All Rights Reserved.基金项目:公益性(气象)行业专项(G Y H Y201006023)和云南省气象局气候变化专项(Q H200902)共同资助.作者简介:黄中艳(1964),男,广西横县人,硕士,正研高工,主要从事农业气象与气候应用研究.的历年雨季开始期资料.针对烟叶品质主要形成期(6-8月),使用候最高(低)气温最大(小)值㊁连续3候雨量最大(小)值㊁最大(小)旬日照时数等要素数据,进行光㊁温㊁水匹配的气候变化趋势分析.3)云南各烟区代表点多个年份烤烟主要生长发育期出现时间㊁烟叶产量及品质数据.1.2 分析研究方法应用多种统计方法和指标,从烤烟主要生育阶段气候变化㊁阶段气候与年值气候和生长季气候的关联性㊁未来10年气候变化趋势等方面进行分析研究.主要使用以下分析手段㊁方法或指标:使用标准差㊁相对变率㊁线性倾向率分析烤烟种植气候变化趋势和变化幅度;考虑到大田生长中后期气候对烟叶品质影响大,使用主成分分析[13]方法研究烤烟品质主要形成期光㊁热㊁水匹配的变化特点;依据典型相关分析[13]判断主要生育阶段气候与烤烟生长季气候和年值气候的关联性;使用灰色预测模型[14]分析未来10年烤烟种植气候变化趋势.2 云南烤烟生长季气候变化的主要事实云南烟区4-9月为烤烟大田生长季,4-5月为移栽伸根期,6月为旺盛生长期,7-8月为烟叶成熟盛期,夏季(6-8月)为烟叶品质主要形成期.由于烤烟育苗技术的进步(目前是集约式大棚漂浮育苗),气候波动变化对云南烤烟苗期影响小,本文主要分析大田生长季气候变化及其影响.2.1 烤烟大田生长季气候的总体变化分析表明,云南烤烟多数生育阶段(6月㊁7-8月㊁6-8月和4-9月)平均气温的升温趋势都明显,特别是进入1990s 以来气候变暖趋势十分显著[15](见表1);同时,各阶段降水量和日照时数的变化幅度都比平均气温大,其中降水量的年际波动变化最明显;各阶段气候年代际变化明显小于其年际变化.表1 云南烤烟大田生长季三阶段5个年代平均气温(20个代表站平均)1961-1969年1970-1979年1980-1989年1990-1999年2000-2010年移栽伸根期(4-5月)17.9917.7817.6217.8918.13品质主要形成期(6-8月)19.9519.8620.1420.1020.47大田生长季(4-9月)19.0118.8919.0019.0719.42 50年来,大田生长季㊁移栽伸根期㊁烟叶品质主要形成期三个阶段的气候3要素中,年际变化最突出的是4-5月的降水量(相对变率33.2%)和6-8月日照时数(相对变率17.4%);年代际变化最突出的也是4-5月降水量(相对变率16.4%)和6-8月日照时数(相对变率6.6%).针对烤烟3个主要生育阶段气候3要素分别比较其5个年代的平均值,4-5月降水量2000s 最多㊁三阶段气温都是2000s 最高,4-9月和6-8月两阶段日照时数都是1990s 最少(见图1).1990s 和2000s的3个阶段光㊁热㊁水3要素出现的极值数(6个),仅占5个年代总极值数(每个阶段每要素都有2个极值<最大值和最小值>,3个阶段3个要素共有极值数18个)的1/3.再针对烤烟3个阶段气候3要素,分别比较5个年代的年际变率,2000s 只有4-9月平均气温年际标准差(0.47ħ)属最大,和4-5月降水量年际标准差为最大(相对变率32.8%,仅比1960s 稍大),1990s 只有6-8月降水量年际标准差最大(相对变率15.4%,仅稍大于1970s );同时,6-8月和4-9月的日照时数都是2000年年际变率最小,1990s 的6-8月平均气温年际标准差也最小(0.20ħ),即1990s ㊁2000s 两年代气候要素变化率出现的极值数只占5个年代总极值数的1/3,并且其中半数极值为最小值.由此可见,进入1990年以来,烤烟大田生长季最显著的气候变化是气候变暖,降水和日照两要素在总量均值和要素变化率上未表现出显著异常变化和极端化;但值得关注的是,2000s 的4-5月降水量在5个年代中最多同时其年际标准差最大.2.2 主要生育阶段气候变化特点大田生长季平均气温㊁降水量的年代际变化都较小,日照时数的年代际变化相对较大(相对变率为4.0%).50年来大田生长季日照㊁平均气温的倾向率分别为-19.6h /10a ㊁0.059ħ/10a ;1990-2010年4-9月线性增温率为0.21ħ/10a (见表2).如表2所示,1961年以来移栽伸根期气温㊁日照和降水量的线性变化趋势都不显著.但50年来烟叶品质主要形成期平均气温和日照时数的线性倾向率分别为0.14ħ/10a 和-10.7h /10a ,其中1990年以来平均气温线性倾向率达0.36ħ/10a .最近21年来,烤烟旺盛生长期气温升高趋势明显,但降水量㊁日照的411西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.线性变化倾向有不确定性(未通过显著性检验);烟叶成熟盛期50年的平均气温线性倾向率为0.09ħ/10a(1990-2010年升至0.39ħ/10a ),其日照时数倾向率为-10.6h /10a,但同期降水量变化倾向不明显.图中1,2,3,4和5分别代表1960s ㊁1970s ㊁1980s ㊁1990s 和2000s 图1 烤烟大田生长季三个时段5个年代云南烟区平均的降水量和日照时数(20个站平均)表2 云南烤烟大田生长季各阶段平均气温与降水量和日照时数的线性倾向率年代期要 素4-9月4-5月6月7-8月6-8月1961-2010平均气温(ħ/10a )0.059**0.16***0.09***0.14***降水量(mm /10a )日照时数(h /10a )-19.6*** -10.6*** -10.7*1990-2010平均气温(ħ/10a )0.21**0.39***0.36***降水量(mm /10a ) 日照时数(h /10a ) 注:*显著性α=0.05,**显著性α=0.02,***显著性α=0.01或0.001, 显著性α>0.1.50年来烤烟品质主要形成期的气候变化,主要表现在光㊁温㊁水匹配和气温两个方面,前者反映多光照少雨气温偏高 (或 寡照多雨气温偏低 )的显著程度[4];后者表现为气候变暖;近几年旺盛生长期和烟叶成熟盛期光㊁热㊁水匹配状况与同期气候平均态偏差不大;50年来6月和7-8月两时段的候最低气温最小值都呈增高趋势(显著性α分别为0.001和0.01)[4],进入1990年以来夏季变暖在加剧(气温倾向率0.36ħ/10a ),但极个别年份仍出现较大范围夏季低温冷害.同时,夏季中小雨日数呈减少变化趋势㊁暴雨日数和ȡ25mm 雨量的比重有增大的趋势(显著性α=0.01)[4].2.3 各阶段气候变化之间的关联性气候的年值或生长季值能反映烟叶品质形成期气候条件吗典型相关分析表明,4-9月与6-8月㊁7-8月两阶段气候相关性不显著.这说明,气候要素年值或生长季光㊁热㊁水总量的变化与大田生长季各阶段气候变化不一致[4].3 气候变化对云南烤烟种植和品质的影响云南烟草业是1970s 烤烟种植面积快速增长,1980s 成就其支柱产业地位的.分析表明,进入2000s后气候变化对云南烤烟的影响在多个方面都比较显著.1)与1970-1989年相比,2000-2010年4-9月烟区平均气温增加0.32ħ,可使烤烟大田生长发育期平均缩短约7~8d ;同期日照时数平均每天减少7.1m i n ,其减缓光合积累和降低温度有效性的作用不太明显;期间4-9月降水量每天增加0.086mm ,有可能略小于因气温升高引起的蒸散耗水量.可见,大田生长季光㊁热㊁水总量的趋势变化,对烤烟种植的影响程度较小.2)与1970-1989年相比,2000-2010年移栽伸根期雨量平均增加了19%(约24.9mm ),雨季开始期有所提前(11年中有6年偏早或略偏早㊁2年正常㊁3年偏晚);烟叶品质主要形成期平均气温增加了0.45ħ,同期日照时数平均每天减少约8.4m i n .由于气候变暖㊁4-5月雨量有所增加,加之烤烟育苗由露天分散式发展为集约化大棚漂浮育苗㊁地膜511第7期 黄中艳,等:云南烤烟种植气候变化及其影响研究Copyright ©博看网. All Rights Reserved.覆盖栽培的普遍应用和烟水配套设施的根本性改善,近几年云南烤烟育苗期㊁移栽期比1970-1989年提早了约18~22d (据生产调查),烟叶成熟采收结束期约提早了25~30d (平均由9月下旬末提前至8月末或9月初).烤烟成熟期光热强度偏弱是云南烟叶品质的主要不利因素[16].考虑到云南烟区8月日照比9月平均偏多18h ㊁平均气温比9月偏高1.5ħ,烤烟生育期提前使得旺盛生长期热量条件显著改善㊁成熟期热量强度大大增强(平均气温提高1.0ħ~1.5ħ)㊁低温危害影响显著减小,烟叶成熟期日照有所改善.因此,1990年以来云南烤烟种植气候适宜度提高,最宜区和适宜区面积显著增大.这是气候变化对云南烤烟种植最有利和最显著的影响.然而,云南烟区68站平均雨量8月比9月偏多56mm.与1970-1989年相比,2000年因烟叶成熟期提前,造成烤烟旺盛生长㊁烟叶成熟期降水量约增加1.1~1.2mm /d .在夏季雨量68站平均为6.2mm /d (接近同期潜在蒸散量2倍)的气候背景下,50年来夏季强降水次数及其雨量比重的显著增大趋势,意味着2000s 烤烟品质主要形成期洪涝危害加大了[4,17].同时,夏季升温和高湿度也会共同引起烤烟病虫危害加重[3,18].另一方面,随着烤烟移栽期提前,移栽伸根期极端旱年干旱的影响会加大(因降水变率大),易造成烟叶产量和品质下降.3)大田生长期气候年际波动变化大,对烤烟种植影响也大.分析发现,云南6个烤烟优质年[3]中6-8月有4a 日照典型偏多㊁气温正常或偏高㊁1a 光热条件稍差但其中成熟期光热总量持续偏多,5个烤烟低质年[3]中有2a 夏季日照典型偏少㊁2a 的7月下旬有大范围低温天气㊁1a 的夏季气温偏低且连续3旬寡照多雨[4].气温典型偏高年代的暖年(如2002年)也可能遭受夏季低温和寡照多雨的严重影响[4,17].4)分析得出,气候的年代际波动明显较小,对烟叶主要成分含量的影响程度很有限,不会改变 云烟 的品质风格特点;气候年际变化大,对烤烟种植和烟叶品质影响大.气温偏高同时降水正常年份不一定能出产优质烟叶;大田生长中后期气温偏高㊁日照充足㊁生长季内降水时间分布相对合理,才是云南烤烟优质年景[3-4].4 未来10年烤烟种植气候变化及其影响4.1 未来10年云南烤烟种植气候变化1)考虑到云南气候变化与全球气候变暖有相当程度的一致性[15,19-20],未来10年云南烟区气候变暖的趋势几乎不可逆转[21].2)气候趋势预测表明,未来10年云南4-9月和6-8月日照时数的递减率总体较小(约每10年减少0.1h /d ),但7-8月光㊁温㊁水匹配状况年际波动大.3)未来10年的4-5月降水量多于气候平均值但年际波动大.4)大田生长季降水量的变化趋势倾向有不确定性.4.2 未来10年气候变化对云南烤烟种植的影响气温对作物的影响是持续不断的,烤烟的生长和生理代谢活动受光合作用和蒸腾作用主导[22].考虑到云南夏季气温普遍偏低[16,23],气候变暖会明显提高烤烟种植适宜度并增大适宜种植面积;夏季气温升高还是改善云南烟叶香气质和香气量的主要有利因素[23-24].因此,日照时数小幅递减变化的负效应不太可能抵消气候变暖的积极作用.其次,在春夏季气候变暖㊁4-5月雨量有所增加和水利条件改善的背景下,未来10年云南主烟区烤烟移栽期仍为4月至5月上中旬,大田生长中后期光热条件会得到显著改善,而同期不利气候因素影响程度有限.但是,烤烟移栽期提早常规化后,其雨量的年际波动仍然较大,意味着期间极端干旱频率加大,可造成烤烟产量和品质不稳定[3-4].然而,未来10年无论是气候变暖本身的有利,还是日照减少的不利,其趋势变化的影响程度不大,对烟叶品质风格特点影响小.综上所述,未来10年气候趋势变化对烤烟种植和品质的影响利略大于弊.相对于气候的趋势变化和年代际变化,气候年际波动变化的影响更值得关注[4,16,24].基于云南气候特点和烤烟生产实际,烤烟气象服务中要特别关注4-5月的干旱㊁6-8月寡照多雨和洪涝以及7-8月可能出现的短期低温四个方面的不利影响.5 未来10年应对气候变化影响的对策建议在当前气候变化背景和生产技术水平下,适应气候变化是应对气候变化的最优先选择.需要强调的611西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.是,气候变化的有利影响为云南烟草业提供了重要的发展机遇.如何从自然气候上挖掘烤烟生产潜力,合理布局和科学规划云南烟草农业;怎样因地制宜地开发特色烟叶,从适应气候变化的角度来创新烟草品牌,是需要周密谋划和深入研究的重要课题.基于云南气候和气候变化特点,从烤烟与气象的关系和生产实际需求出发,特提出如下对策建议:1)中高海拔烟区应坚持 集约专业化育苗+适当提早抗旱移栽+地膜覆盖栽培 ,以便培育壮苗㊁促进伸根和烤烟旺盛生长,充分利用生长前期的光热优势[25],减轻大田后期寡照多雨和低温的影响[16].2)要继续建设和维护烟田水利配套工程,增强烟田灌溉和防洪排涝能力.以保证4-5月烟区抗旱栽培用水的基本需求,烤烟生长中后期又能够最大限度地减轻洪涝的危害.3)规范和加强烤烟田间管理措施,从水㊁肥和农艺措施上有效地改善烟田光照㊁湿度和土温等小气候条件,主汛期和多雨区做好防洪排涝,以促进烟株生长和改善烟叶质量.4)气候变暖和烤烟生育期提前,意味着有利于烤烟病虫害的加重发生.故加强烤烟病虫害监测和防治工作,是应对气候变化不利影响的重要措施.5)宜根据不同区域的气候和气候变化特点,有针对性地调整烤烟播种移栽期和生产管理措施.以扬长避短地适应气候变化.比如,滇西南烟区9-10月光热条件优,可考虑把移栽期推迟1个余月.6)科学论证气候变化影响,适时调整烤烟种植布局㊁合理筛选特色烟叶开发基地,以充分挖掘烤烟生产潜力.其中,每5年科学论证一次气候变化对烤烟种植的影响是很有必要的.7)针对主要不利气候因素,培育耐旱㊁耐涝和耐受短期低温的强抗逆性品种;加强人工降雨/防雹㊁农艺和化学节水;发展和应用抗旱新技术方法;提高天气气候预测预报水平,建立基于G I S 技术的烤烟产量/品质预测精细化服务系统,开展专业化烤烟气象服务.6 主要结论1)50年来,云南烤烟生长季和品质主要形成期气候变暖显著,日照时数有减少的趋势;移栽伸根期干旱频率加大,夏季日照时数波动变化大.1990年以来烟季气候变暖明显加剧,移栽伸根期降水波动大,但大田生长中后期日照㊁雨量无异常变化.2)烤烟品质主要形成期 寡照多雨气温偏低 的特点年际波动较大,强降水频次及其雨量比重有增大的趋势.气候年值和生长季光㊁热㊁水总量,都不能代表烟叶品质主要形成期气候状况.3)50年来生长季光㊁热㊁水总量的趋势变化对烤烟种植影响程度有限,但气候变暖㊁4-5月雨量有所增加,与栽培技术进步和烟田水利条件改善相结合,大大改善了烟叶品质形成期的光热条件,促成气候变化对云南烤烟的影响总体上利大于弊.4)未来10年云南烟区很可能呈气候变暖㊁日照小幅递减的趋势变化;趋势变化对烟叶品质风格特点影响小,但极端天气气候(移栽伸根期严重干旱㊁大田中后期洪涝和寡照低温)对烤烟种植和品质影响大,气候年际波动的不利影响显著.5)适应气候变化是应对气候变化的最优先选择.气候变化的有利影响为云南烟草业提供了新的重要发展机遇.科学论证和规划,开发创新特色烟叶,充分认识各地烤烟气候问题和气候变化特点,扬长避短地综合应用多种措施,是云南烟草业应对气候变化影响的重要策略.参考文献:[1]李永华,高阳华,廖良兵,等.重庆地区玉米气象产量变化及气候影响因子简析[J ].西南大学学报:自然科学版,2007,29(3):104-109.[2] 陈 伟.不同生态烤烟化学成分的变化及其相关气候因素研究[D ].h t t p ://l s g .c n k i .n e t /g r i d 20/d e t a i l .a s p x ?Q u e r y -I D=18&C u r R e c =1,2005-07-19.[3] 贺升华,任 炜.烤烟气象[M ].昆明:云南科技出版社,2001:5-8,18-15,89-92,262-275.[4] 黄中艳.云南烤烟大田生长中后期气候变化及其影响[J ].作物杂志,2009,25(5):14-18.[5] 彭新辉,易建华,周清明.气候对烤烟内在质量的影响研究进展[J ].中国烟草科学,2009,31(1):68-72.[6] 周冀衡,张建平.构建中式卷烟优质特色烟叶原料保障体系是新形势下中国烟草的战略选择[J ].中国烟草学报,2008,17(1):42-46.711第7期 黄中艳,等:云南烤烟种植气候变化及其影响研究Copyright ©博看网. All Rights Reserved.[7] 王允白,王宝华,郭承芳,等.影响烤烟评吸质量的主要化学成分研究[J ].中国农业科学,1998,31(1):89-91.[8] 秦 剑,琚建华,解明恩.低纬高原天气气侯[M ].北京:气象出版社,1997:16-18.[9] 黄中艳.基于G I S 的云南烤烟种植气候动态分区评估[J ].地理研究,2011,30(8):1439-1448.[10]潘艳华,胡 靖,杨树明,等.土壤氮磷钾肥量比对烤烟产量品质的影响[J ].西南农业大学学报:自然科学版,2000,25(2):120-122.[11]艾复清,师会勤.变黄环境对烤后烟叶化学成分综合评分的影响[J ].西南农业大学学报:自然科学版,2004,29(4):389-392.[12]马 啸,韩 冰,高 明,等.不同施肥处理对烤烟生长发育及养分吸收的影响[J ].西南师范大学学报:自然科学版,2009,34(6):128-133.[13]R I C HA R D A.J OHN S O N ,D E A N W.W I C H E R N.实用多元统计分析[M ].北京:清华大学出版社,2001:123-128,152-156.[14]党耀国,刘思峰,王正新,等.灰色预测与决策模型研究[M ].北京:科学出版社,2009.[15]程建刚,解明恩.近50年云南区域气候变化特征分析[J ].地理科学进展,2008,27(5):19-26.[16]黄中艳,朱 勇,邓云龙,等.云南烤烟大田期气候对烟叶品质的影响[J ].中国农业气象,2008,29(4):440-445.[17]李艳红,蔺万煌.水涝胁迫对烤烟化学品质的影响[J ].中国烟草科学,2000,21(4):35-37.[18]程建刚,王建彬.云南气象与防灾减灾[M ].昆明:云南科技出版社,2009:52-58.[19]姚 愚,李晓鹏,闫丽萍,等.近44年云南年平均气温的时空变化特征[J ].气象,2006,32(10):81-87.[20]高志伟,陈红玉,李健美.云南月季气温时空变化特征[J ].云南地理环境研究,2008,20(5):48-52.[21]丁一汇,任国玉,石广玉,等.气候变化国家评估报告(Ⅰ):中国气候变化的历史和未来趋势[J ].气候变化研究进展,2006,2(1):3-8.[22]韩湘玲,曲曼丽.作物生态学[M ].北京:气象出版社,1991:35-36.[23]黄中艳,王树会,邵 岩,等.云南烤烟气候及其基于G I S 的适宜性分区研究[J ].农业现代化研究,2005,26(专):83-86.[24]黄中艳,孔光辉,倪 霞,等.云南烟区替代进口烟叶烤烟种植的气候论证[J ].自然资源学报,2011,26(9):1592-1602.[25]罗怀良.川西南与玉溪烤烟区气候条件比较研究[J ].四川师范大学学报:自然科学版,2001,24(2):197-199.I n f l u e n c e s o fC l i m a t eC h a n g e o nP l a n t i n g F l u e -C u r e dT o b a c c o a n dT o b a c c o Q u a l i t yi nY u n n a n HU A N GZ h o n g -y a n 1, Z HA N G M i n g -d a 21.Y u n n a nP r o v i n c i a lM e t e o r o l o g i c a l S o c i e t y ,K u n m i n g 650034,C h i n a ;2.Y u n n a nC l i m a t eC e n t e r ,K u n m i n g 650034,C h i n a A b s t r a c t :B a s e do n t h e c l i m a t ed a t a (1961~2010)f r o mr e p r e s e n t a t i v ew e a t h e r s t a t i o n s a n d i n v e s t i g a t i o n d a t a o f t o b a c c o p r o d u c t i o n i nY u n n a n ,c o m b i n e dw i t h t h e t h e o r i e s o f t o b a c c o e c o l o g y a n d l i t e r a t u r e r e v i e w ,s o m e s t a t i s t i cm e t h o d s a n d i n d e x e s h a v e b e e nu s e d t o a n a l y z e a n d e x p l a i n t h e c l i m a t e c h a n g e s s c i e n t i f i c a l l y d u r i n g t o b a c c o g r o w i n g s e a s o n a n d t h e i r i n f l u e n c e s o n p l a n t i n g t o b a c c o a n d t o b a c c o q u a l i t y i nY u n n a n .T h e r e s u l t s s h o wt h a t c l i m a t ew a r m i n g d u r i n g t o b a c c o g r o w i n g s e a s o n i s c o n s p i c u o u s (e s p e c i a l l y s i n c e 1990s ),t h em e a n v a l u e s a n d s t a n d a r d d e v i a t i o n s o f s u n s h i n e d u r a t i o n a n d r a i n f a l l d u r i n g d i f f e r e n t p h a s e s o f t o b a c c o g r o w i n g s e a s o nh a s n o t r e m a r k a b l ea n o m a l y ,b u tm u c hf l u c t u a t i o nh a s s h o w n i nt h e r a i n f a l l f r o mt r a n s -p l a n t t o r o o t -e x t e n s i o ns t a g ea n d i nt h es u n s h i n ed u r a t i o nd u r i n g m a i n q u a l i t y -f o r m i n g s t a g eo f t o b a c c o .C l i m a t ew a r m i n g ,t h e i n c r e a s e o f r a i n f a l l f r o m A p r i l t oM a y t o a c e r t a i n e x t e n t a n d t h e t e c h n i c a l p r o g r e s s i n p l a n t i n g t o b a c c o t o g e t h e rw i t h t h e i m p r o v e m e n t i nw a t e r p r o j e c t s r e s u l t j o i n t l y i n t h e f a c t t h a t c l i m a t e c h a n g eh a s d o n e p l a n t i n g t o b a c c oa n d t o b a c c o q u a l i t y m o r e g o o d t h a nh a r mi nY u n n a n .B u t t h e s p o r a d i c e x t r e m ew e a t h e r s s u c ha s h e a v y d r o u g h t f r o m A p r i l t o M a y ,f e ws u n s h i n ed u r a t i o na n d l o wt e m pe r a t u r ef r o mJ u l y t oA ug u s t a n d f l o o d sw i t hb e i n g r a i n y i n s u mm e rh a dm a n y e f f e c t s o n p l a n ti n g t o b a c c o a n d q u a l i -t y o f t o b a c c o .S od i dt h e i n t e r -a n n u a lv a r i a t i o no fc l i m a t e i n p a r t .T h eb e n e f i c i a le f f e c t sf r o m c l i m a t e c h a n g e c o u l d p r o v i d e p l a n t i n g t o b a c c o i nY u n n a nw i t ha n i m p o r t a n t d e v e l o p m e n t o p p o r t u n i t y .K e y w o r d s :c l i m a t e c h a n g e ;f l u e -c u r e d t o b a c c o p l a n t i n g ;q u a l i t y o f t o b a c c o l e a f ;i n f l u e n c e ;Y u n n a n 811西南师范大学学报(自然科学版) h t t p ://x b b jb .s w u .c n 第38卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.责任编辑陈绍兰911第7期黄中艳,等:云南烤烟种植气候变化及其影响研究Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
基于GIS技术和灰关联度法的文山植烟生态适宜性评价
Ｃ ｕ ｔ，ａｄＢｎｉ， ｅｏ Ｍａ ｎ ， ｎｄａ ｗ ｓｉ Ｗｅｓ ｎｃｕ ｔ， ｄＳ ｕ ｉｏ ｎｈｐ Ｑｕ ｅ ｃｕｔ， ｄｔａ Ｙ ｎｈｎｃｕ ｔ， ｏｎ ｙ ｎ ｉｌ Ｄ ｈｕ， ｔ ｇ Ｈｏｇｉ ｔ ｎｈｐ， ｎｂ ｏｎ ａ ｈ ｐ ｔｗ ｓｉ， ｉｂｉ ｏ ｎ ａ ｔ ａｓａ ｏｎ ｅ ａ ｎ ｏ ａ ｙ ｎ ｙ ｎ ｈ ｙ Ｗｅｓａ ｏｕ ｔ， ｉｂ ｉ ｏｎ ｉ ｎｈ ｎｃ ｎｙ Ｑ ｕｅ ｕｔ ｎＷｅｓａ ｒｆｃ ｒ 硼 ｐｏｅ ｔ ｂ ｈ ｒｄ ｃｎ ａｎｙ删 ８ ｆ ＩＩｑａｉ ｔｂｃｏ ｃ ｙ ｎｈ Ｐｅ ｔ ｅｗ ｒｖ ｏ ｅｔ ｐｏｕ ｉｇｍ ｉ ｎ ｅｕ ｄ ｅ ｌ ｌｇＩ ｌ ｏ ａｃ ． ｏ ｉ ｕ ｔ ｙ Ｋｅ ｏｄ ：Ｆｕ－ｕｅ ｂｃｏ Ｅ ｏｏ ｃｌ ｕｔ ｉｔ； ｖｌａｏ ；ｅｇａｈｃｉｆｒ ｔ ｎｓｓ ｍ（ Ｉ） Ｇ ｅ ｏｒ ａｖ ｎｌｓ ｙｗ ｒｓ ｌｅｃｒｄｔ ａｃ ；ｃｌｇ ａ ｓｉｂｌ Ｅ ａｕｔ ｎ Ｇ ｏｒｐｉ ｏ ｉ ｔ ＧＳ ； ｒｙｃｒ ｌｔ ｅａａｙｉ ｏ ｉ ａ ｉ ｙ ｉ ｎ ｍａ ｏ ｙ ｅ ｅｉ ｓ
为权重 ， 计算各乡（ ） 镇 气候要素值。 １２ ２ 灰 关联 度 计 算 灰 关联 度 的基 本 思 想是 根 ．． 据 曲线 间相似 程 度来 判断 因素 间 的关联 程度 。 即根 据 因 素 间发展 态 势 的相 似 或相异 程 度来衡 量 因素 间 关联的程度 。它提示 了事物动态关 联的特征与程 度。
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昆明8个植烟县级区域烤烟成熟期气候特征聚类分析
昆明8个植烟县级区域烤烟成熟期气候特征聚类分析徐兴阳;郭小波;孙俊奎;李杰;缪立新【摘要】为给昆明烟区烟叶生产差异化技术提供参考依据,进一步提高烟叶品质.研究借助多元统计分析,对昆明烟区8个县级区域烤烟成熟期主要气象因子进行系统聚类分析.结果表明,昆明烟区可划分为3种气候类型.其中,石林、宜良、富民属于第Ⅰ类,其特征表现为“高温、高日照、高气压、中风速、少雨”;晋宁属于第Ⅱ类,表现为“高风速、高日照、中温、中气压、少雨”;寻甸、禄劝、嵩明和安宁则属于第Ⅲ类,表现为“多雨、中风速、低温、低日照、低气压”.第Ⅰ类、第Ⅱ类成熟期均具有温度、日照和风速的优势,对烤烟落黄成熟有利,而第Ⅲ类因成熟期多雨、低温、寡照,在一定程度上会影响到烟叶的落黄成熟.【期刊名称】《昆明学院学报》【年(卷),期】2017(039)003【总页数】3页(P1-3)【关键词】昆明烟区;烤烟成熟期;气候特征;聚类分析【作者】徐兴阳;郭小波;孙俊奎;李杰;缪立新【作者单位】云南省烟草公司昆明市公司,云南昆明650051;昆明市气象局公共气象服务中心,云南昆明650500;昆明市气象局公共气象服务中心,云南昆明650500;云南省烟草公司昆明市公司,云南昆明650051;云南省烟草公司昆明市公司宜良分公司,云南宜良652100【正文语种】中文【中图分类】S572;S165气候是影响烤烟生长发育及其烟叶品质的第一要素[1-3]．云南省昆明市地处云贵高原中部，位于东经102°10′～103°40′，北纬24°23′～26°22′．以高原地貌地形为主，盆地(谷称“坝子”)与山原相间分布，市中心海拔1 891 m.最高点在禄劝县轿子山北段的马鬃岭，海拔4 247 m.最低点在禄劝县境内普渡河与金沙江交汇处，海拔仅746 m．昆明地区属低纬高原山地季风气候，北部有乌蒙山等群山阻隔南下冷空气，南部受孟加拉湾海洋季风暖湿气流影响，内地有滇池、阳宗海调节温湿度，形成了独具特色的气候区．然而，云南的地形地貌复杂多样，俗有“一山分四季，十里不同天”之说．昆明市所辖8个植烟县级区域主要分布在昆明以南和昆明以北，其中昆明以南包括石林、宜良、晋宁和安宁，而昆明以北包括寻甸、禄劝、富民和嵩明．南北区域的气候差异较大，对烤烟生产及烟叶质量的影响也较大．为此，本研究拟针对烤烟成熟期温度、降雨、日照、气压、风速等主要气象因子，就昆明8个植烟县级区域的气候特征进行聚类分析，为昆明烟区烤烟种植区划、烟叶品质定位和差异化生产技术提供科学参考．1.1 数据收集昆明8个植烟县级区域(禄劝、富民、嵩明、宜良、石林、晋宁、安宁、寻甸)30a(1981—2010年)气象数据来源于昆明市气象局，数据包括烤烟成熟期(7～9月)的降雨量、气温、日照时数、相对湿度、气压和风速等6项指标，详见表1、表2．1.2 数据分析利用软件DPS V14.10[4]系统聚类多元统计方法，通过选择系统聚类、数据不转换、欧式平方距离、离差平方和法等选项进行数据分析．昆明8个植烟县级区域(石林、宜良、富民、晋宁、寻甸、禄劝、嵩明、安宁)主要气象指标聚类分析如图1所示，从图1可以知，从系统距离R=160来看，可将昆明烟区初步划分为3类，第I类为石林、宜良和富民，第II类为晋宁，第III类包括寻甸、禄劝、嵩明和安宁．昆明烟区7—9月气象指标如表3所示，从表3可以看出，所划分的3类差异较大的是降雨量、气温、气压、风速和日照，相对湿度差异较小．其中：第I类(石林、宜良和富民)属于高温、高日照、高气压、中风速、少雨类型，即“三高、一中、一少”；第II类(晋宁)属于高风速、高日照、中温、中气压、少雨类型，即“两高、两中、一少”；第III类(寻甸、禄劝、嵩明和安宁)属于多雨、中风速、低温、低日照、低气压类型，即“一多、一中、三低”．通过聚类分析表明，昆明烟区种烟的8个县级区域可以划分为3种气候类型．其中，第I类(石林、宜良、富民)属于高温、高日照、高气压、中风速、少雨类型，即“三高、一中、一少”；第II类(晋宁)属于高风速、高日照、中温、中气压、少雨类型，即“两高、两中、一少”；第III类(寻甸、禄劝、嵩明和安宁)属于多雨、中风速、低温、低日照、低气压类型，即“一多、一中、三低”．田间烟叶成熟度的形成与温度、日照和风速关系密切，较优越的温度、日照和风速是烟叶耐养、耐熟的基础，成熟期阴雨寡照对烟叶成熟度及内在化学成分不利[5-9]．因此，石林、宜良和晋宁烟区烤烟的成熟度水平较高，而寻甸、禄劝、嵩明和安宁等烤烟的成熟度水平相对较低．【相关文献】[1]左天觉．烟草的生产、生理和生物化学[M]．朱尊权，译．上海：上海远东出版社，1993．[2]邵丽，晋艳，杨宇虹，等．生态条件对不同烤烟品种烟叶产质量的影响[J]．烟草科技，2002(10)：40-45．[3]肖金香，刘正和，王燕，等．气候生态因素对烤烟产量与品质的影响及植烟措施研究[J]．中国生态农业学报，2003，11(4)：158-160．[4]唐启义，冯明光．实用统计分析及其DPS数据处理系统[M]．北京：科学出版社，2002：332-339．[5]王东胜，刘贯山，李章海．烟草栽培学[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，2002．[6]卢秀萍，李军营，邓建华，等．云南省新烟区与津巴布韦烟叶生产[M]．北京：科学出版社，2013．[7]钱益亮，崔会会，邵伏文，等．有效积温对烤烟叶龄及成熟度的影响[J]．中国烟草科学，2013，34(6)：15-19．[8]赵瑞蕊．曲靖烟区生态因素对烤烟成熟度的影响及成熟度与品质的关系[D]．郑州：河南农业大学，2012：1-52．[9]陈爱国，王树声，申国明，等．鲁东南烟区气候生态因子与烤烟成熟期内在成分的关系研究[C]//中国烟草学会．中国烟草学会2006年学术年会论文集，2007．。
云南烤烟种植气候变化的影响分析
云南烤烟种植气候变化的影响分析
陈宏清
【期刊名称】《中国农业信息》
【年(卷),期】2015(0)19
【摘要】影响烤烟种植的最重要因素就是气温。
影响云南烤烟种植的最主要原因就是受到温度偏低的影响。
经过气候观察站对云南气候的观察,近些年云南气候一直发生着变动。
近年云南总体气温一直在上升,产生的后果就是以往不适合烤烟生长的地区反而可以进行烤烟生产,而较为适合烤烟生产的却因温度升高而成为最为适合烤烟生产的条件。
对云南烤烟气候变化进行分析,是提高烤烟经济增长的重要因素。
【总页数】1页(P102-102)
【关键词】云南;烤烟种植;气候变化;影响分析
【作者】陈宏清
【作者单位】昭通市烟草公司巧家县分公司
【正文语种】中文
【中图分类】S572
【相关文献】
1.气候变化对云南烤烟种植布局的影响分析 [J], 张家智;张茂松
2.基于主成分回归的烤烟种植分布影响因素分析——以云南大理宾川县为例 [J], 张浩然;周冀衡;樊在斗;张一扬;李文碧;杨程;曾彦清
3.烤烟种植气候变化的影响分析 [J], 唐亚梅;查字华
4.云南烤烟种植气候变化及其影响研究 [J], 黄中艳;张明达
5.气候变化对洛阳市烤烟种植及品质的影响 [J], 张文冉
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基于GIS的云南省烤烟种植区划方法研究
红壤、 水稻土、 紫色土 !, % ’,
综合区划遵循如下原则： （!） 不适宜、 次适宜、 适宜、 !$ 个指标综合考虑， 最适宜等级条件逐级包含。 （’） 所有指标均达到最适宜条件 （最严格条件） ， 才能评价为最适宜区； 所有指标达到适宜或最适宜， 评价为适宜区； 所有指标达到次适宜或适宜、 最适 宜， 评价为次适宜区； 其他为不适宜区。 根据表 ! 的指标和以上评价原则， 得到云南省 红烟种植适宜性细网格综合评价分布图 （图 -） 。
图云南省烤烟种植适宜性细网格综合评价结果
参考文献：
［!］ 刘国顺， 等 4 烤烟旱作高产栽培技术 ［ 5］ 中国农 4 北京： 业出版社， !))$ 4 ［’］ 雷永和， 张树堂， 冉帮定， 等 4 烤烟栽培与烘烤技术 ［ 5］ 4 昆明： 云南科技出版社， !)). 4 ［-］ 杨志清 4 云南省烤烟种植生态适宜性气候因素分析 ［ 6］ 4 烟草科技， !))&， +： #$ / #’ 4 ［#］ 尤卫红， 夏欣健， 赵宁坤 4 云南逐月雨量和气温格点数据 资料场的建立 ［ 6］ （!） ： 4 云南地理环境研究， ’$$#， !+ !+ / !& 4 ［,］ 李琦 4 我国烤烟产值产量质量及其与气候年景关系的研 究 ［6］ （自 然 科 学 版 ） ， （-） ： 4 安徽师范大学学报 ’$$$， ’.’ / ., 4 ［+］ 钱时祥， 陈学平， 郭学明 4 聚类分析在烟草种植区划上的 应用 ［ 6］ （!） ： 4 安徽农业大学学报， !))#， ’! ’! / ’, 4 ［.］ 张红旗 4 789 支持的县级区域柑桔土地适宜性综合分析 ［ 6］ （!） ： 4 资源科学， !))&， ’$ +- / .$ 4
基于gis的烤烟气候适宜性分析及精细化区划--以寻甸县为例
烤烟种植气候适宜性和精细化区划成为可能ꎮ 通过对
气候资源和各种地理信息数据 ( 经纬度、 海拔、 坡向
和坡度等) 进行空间分布拟合模型ꎬ 最终得出寻甸县
收稿日期: ２０１９－１１－２６
拼接、 裁剪、 融 合、 坡 度、 坡 向 计 算 等 资 料 整 理 工
气候条件是影响当地烤烟种植适宜性的重要因素
烟叶品质的关键所在ꎮ 在烤烟的成熟期ꎬ 适合提供短
之一ꎬ 也是决定烤烟产量和烟叶品质的 主 要 影 响 因
波的光线ꎬ 日光和煦ꎬ 是提升烤烟生长质量的保障ꎻ
素ꎮ 气候因素是影响烤烟品质的诸多宏观和微观因素
１３ ６ ２０２０ꎬ Ｖｏｌ ４０ꎬ Ｎｏ ０２
农业与技术 ※资源环境
基于 ＧＩＳ 的烤烟气候适宜性分析及精细化区划
以寻甸县为例
本文中所使用的基础地理数据为中国气象局统一
差异、 垂 直 变 化 显 著、 年 温 差 小 日 温 差 大、 降 水 充
下发的 １ ∶ ２５ 万基础地理信息数据ꎬ 数据包括矢量型
沛、 干湿分明的气候特点ꎮ 这些气候特点营造了寻甸
得天独厚而有利于烤烟生长发育和烟叶品质形成的地
理、 土壤、 气候等优越农业生态环境ꎮ 这一优势使得
世界上许多国家和地方的烟草品种均可在寻甸找到适
生区ꎮ
寻甸烤烟 种 植 区 分 布 在 河 口、 七 星、 甸 沙、 鸡
街、 塘子、 功山、 羊 街、 柯 渡、 倘 甸、 凤 合、 金 所、
金源、 先锋、 联 合、 仁 德 １５ 个 乡 镇 ( 街 道) ꎮ 近 年
来ꎬ 寻甸烤烟种植面积稳定在 ８６６６ ~ ９３３３ｈｍ２ ꎬ 烟叶
基于GIS的优质烟叶精细化农业气候区划方法
基于GIS的优质烟叶精细化农业气候区划方法罗菊英;万绪山;闫永才;胡程俊【摘要】采用2007-2011年烟叶区划区域内加密自动站点资料和2001-2010年常规气象站点地面观测资料以及区域所属乡镇烟叶种植面积及产量资料，参考烟草种植的生物学指标，结合区域农业气候资源特点，通过对烟叶产量与农业气象条件进行相关分析、对各影响因子求取权重、多指标加乘等数学方法，得出烟叶生长适宜性分区气候指标。
最后利用GIS技术，作出区域优质烟叶精细化农业气候区划图，并进行分区评述。
结果表明，将烟叶生长期热量指标作为主要指标，降水、光照指标作为次要指标进行烟叶适宜性气候区划，其区划结果与实际种植情况基本吻合，故针对目前无完整的、长序列气象观测资料的县级区域所属乡镇而言，其方法具有一定的可行性和实用性。
%Using tobacco division regional automatic station data from 2007 to 2011 ,conventional meteorological data from 2001 to 2010, regional materials of area and yield data of tobacco planting, taking biological indicators of tobacco cultivation as reference combining with the characteristics of agricultural climate resources area, the leaf growth suitability zoning of cli-matic index was analyzed by mathematical method based on the correlation analysis of yield and meteorological conditions, the weight of each influence factor. The regional agricultural climatic zoning map of high quality tobacco was drawn and eval-uated by different regions using GIS technology. The results showed that the heat index of tobacco growth period was the main index. Precipitation, light index was the main indicator of tobacco suitable climatic regionalization, The results were consistent with the actual planting. Considering of thelack of county regional meteorological observation data, the method was feasible and practical.【期刊名称】《湖北农业科学》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P1036-1040)【关键词】GIS;烟叶;农业气候区划【作者】罗菊英;万绪山;闫永才;胡程俊【作者单位】湖北省恩施州气象局，湖北恩施 445000;湖北省利川市气象局，湖北利川 445400;湖北省恩施州气象局，湖北恩施 445000;湖北省利川市气象局，湖北利川 445400【正文语种】中文【中图分类】S162.2利用GIS技术开展县（市）农业气候资源分析和区划，为农业气候资源的高效合理开发利用及农业生产结构调整等提供决策依据，提高了农业生产的气候资源利用率。
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第３０卷 第８期２０１１年８月地 理 研 究ＧＥＯＧＲＡＰＨＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨＶｏｌ．３０，Ｎｏ．８Ａｕｇ．，２０１１ 收稿日期：２０１０－０９－２８；修订日期：２０１０－１２－２８ 基金项目：国家自然科学联合资助基金项目（Ｕ０８３３６０２）；云南省烟草公司专项基金项目（２００９） 作者简介：黄中艳（１９６４－），男，广西横县人，高级工程师，硕士，主要从事农业气象和气候应用研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｘｈｚｙ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ基于ＧＩＳ的云南烤烟种植气候动态分区评估黄中艳（云南省气候中心，昆明６５００３４）摘要：基于气象、烟叶化学成分含量的大样本数据，通过完善烤烟种植气候适宜性定量评价指标体系，构建气象条件对烟叶品质影响的定量评判标准，在精细化模拟推算基本气象要素地理空间分布的基础上，应用ＧＩＳ技术实现了烤烟种植气候的动态分区评估。
以云南省两个典型气候年份为例，在ＧＩＳ平台下将统计模型推算与空间插值技术方法有机结合，尝试突破传统“空间静态性”作物气候区划，实现“空间＋时间动态性”作物种植气候精细化分区评估；直观形象地展现了区域地理“面”气候年际波动变化及其对烤烟种植适宜性和烟叶品质的影响。
两种动态分区评估相结合，增强了烤烟气候区划的生产实用指导性，对提高气候区划研究和促进气象服务精细化有科学参考价值。
关键词：烤烟种植；气候影响；动态分区；评估；ＧＩＳ技术；云南文章编号：１０００－０５８５（２０１１）０８－１４３９－１０１ 引言 烟草产业在云南国民经济中占有举足轻重的地位，近年来全省烤烟种植面积和产量均占全国的４０％以上［１］。
气象条件是影响烤烟产量和质量形成的主要环境因素［２～５］。
但云南位居低纬高原（在２１．１４°～２９．２５°Ｎ和９７．５２°～１０６．１９°Ｅ之间、全省平均海拔约１８９０ｍ），自然地理环境复杂而独特，受西南季风、东南季风和北方冷空气侵袭的共同影响［６］，气候年际波动变化显著［７，８］。
以烤烟主产区滇中地区为例，３～９月总降水量多年平均为７６１ｍｍ（２７站平均，以下同），同期最少年４５２ｍｍ（相当于２．１ｍｍ／ｄ），最多年达９６７ｍｍ（相当于４．５ｍｍ／ｄ）；７～８月总日照时数多年平均为２８６ｈ，最多年３７９ｈ（相当于６．１ｈ／ｄ），最少年仅１９１ｈ（相当于３．１ｈ／ｄ）；仅从雨量、日照两要素而言，烤烟生长季气候的年际差别，比省内主要烟区气候的地域性差别还大。
显然，气候的波动变化是影响烟草业可持续发展的重要因素。
但长期以来，已有相关研究较重视作物气候的空间区划评价［９～１２］，大量的作物种植气候区划都是基于多年平均气候态进行的［１０，１２］，却较少关注气候年际波动变化带来的影响。
由于自然气候总是在时间、空间和要素匹配方面发生显著的波动和变化［１３］，一般的气候区划结果事实上很难客观反映具体特定年份的实际情况，导致其生产实用指导性尚待加强。
本文就气象条件对烤烟种植气候适宜性和烟叶品质的影响，尝试进行基于ＧＩＳ的动态分区评估。
２ 数据来源 本研究使用以下数据资料：１４４０ 地 理 研 究３０卷 （１）基础数据：云南１２５个气象站点平均气温、降水量、日照时数的气候平均（１９７１～２０００年）月值数据；１∶２５万基础地理信息数据（包括数字高程模型、经度、纬度、行政分区等）；分布于全省１２５县的４９５个水文站点的多年平均逐月降水量数据。
（２）云南全部气象站点１９９４年、２００４年、２００８年的逐月平均气温、降水量和日照时数。
（３）２００４年云南６０县５２０个ＧＰＳ定位样点的烤烟中部烟叶（Ｃ３Ｆ）两项化学成分（总糖、石油醚提取物）含量数据；以及与这些定位点相对应的２００４年烤烟生长季各月平均气温、降水量和日照时数的推算值。
此部分数据来源见文献［１４］。
（４）为确定气候适宜性单项指标的权重系数，征询１５位专家意见得到的调查数据。
３ 研究方法 首先，基于近年云南烤烟种植气候相关研究成果［３，１５～１７］，完善烤烟种植气候适宜性定量评价指标体系。
其次，使用气象、烟叶化学成分含量的大样本数据，探寻气象要素对烟叶化学成分含量影响的定量表达方法，构建科学合理的评判标准。
然后，探究并凝练基于ＧＩＳ技术模拟推算基本气象要素地理空间分布的方法和技巧。
最后，以两个气候典型年为例，就气象条件对烤烟种植气候适宜性和烟叶品质的影响，依据确定的指标和评判标准进行基于ＧＩＳ的烤烟气候动态分区评估。
３．１ 完善烤烟种植气候适宜性分区评价指标体系３．１．１ 确定烤烟气候适宜性评价指标的重要依据 在文献［１５］建立的烤烟气候评价指标基础上，根据云南烤烟种植气候的相关研究［３，１６，１７］，确定７～８月平均气温、４月平均气温、４～９月日照时数、７～８月日照时数和６～８月降水量作为评价云南烤烟种植气候适宜性的单项指标。
它们的物理和生物学意义如下。
（１）７～８月平均气温：反映云南烤烟气候主要热量问题，即大田生长中后期热量强度普遍欠足［１６，１８］。
它与烤烟生长季总热量、年≥１０℃积温和适宜烤烟生长和烟叶成熟的持续天数呈强正相关［１７］，并能客观反映云南夏季热量条件的主要地域性差别［１７］。
（２）４月平均气温：与７～８月气温相关性较差，但与２～３月平均气温呈强正相关（信度为０．００１），即反映烤烟苗期、移栽期低温和倒春寒的影响程度［１７］。
（３）４～９月日照时数：光照是烤烟光合作用和其他生理活动的重要影响因素［１８］。
４～９月日照反映苗期后期至烟叶成熟采收期光照总量［１５］和生长季总日照时数的地域差别（值域达６００～１２００ｈ）。
（４）７～８月日照时数：反映云南烤烟气候的主要光照问题，即旺长成熟期日照普遍偏少［３，１６］，并一定程度上反映大田中后期的温度有效性［１７］。
（５）６～８月降水量：降水及其时间分配可影响云南烤烟产量、质量和品质风格［４，１６］。
该指标也反映云南自然水分条件的主要区域性差别［１５］；云南绝大部分区域４～９月降水量能满足烤烟生长需要，但生长季内降水时间分布不均，夏季多雨高湿对烤烟生长和品质影响大［１６，１８］；同时，６～８月、４～９月两月段降水量的相关系数高达０．９８３４（信度为０．００１）。
３．１．２ 烤烟气候单项指标适宜度的定量化表达 根据烤烟光合作用、生长与光、热、水条件的关系［１７］，单一气象要素对烤烟种植适宜度的影响一般遵循抛物线型变化规律（适用于表达个别要素影响的“Ｓ”型曲线可看作是抛物线型的一种特例），并可采用分段线性化来模拟［１７，１９］（图１），即烤烟气候单要素适宜度隶属函数可表达为［１７］： ８期黄中艳：基于ＧＩＳ的云南烤烟种植气候动态分区评估１４４１ （ｘ）＝１ ｘ２≤ｘ＜ｘ３０．９×ｘ－ｘ１ｘ２－ｘ１＋０．１ ｘ１≤ｘ＜ｘ２０．９×ｘ４－ｘｘ４－ｘ３＋０．１ ｘ３≤ｘ＜ｘ４０．１ ｘ≤ｘ１，ｘ≥ｘ烅烄烆４（１）图１ 抛物线型曲线隶属函数的简化表达Ｆｉｇ．１ Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ ｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒ ｐａｒａｂｏｌａ ｃｕｒｖｅ式中，定义隶属函数最低值取０．１，表示如果只有某个气象条件非常恶劣，烤烟不一定就绝收或其品质毫无价值。
基于烤烟生物学特性对气象条件的要求、云南烤烟气候特点和烤烟生产实际三个方面的考虑，确定适宜度隶属函数的气候单要素拐点值如表１所示。
３．１．３ 烤烟种植综合气候适宜度评判 烤烟种植综合气候适宜度评判建立在气候单要素指标评判的基础上。
这里，采用综合指数法进行评判，其表达式为［１７］：ＩＡＩ＝∑ｍｉ＝１ｆｉ×Ｃｉ（２）表１ 云南烤烟气候适宜度隶属函数要素指标的拐点值Ｔａｂ．１ Ｉｎｆｌｅｘｉｏｎ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｉｎｄｅｘ ｉｎ ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｔｏｂａｃｃｏ ｃｌｉｍａｔｅ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ气候评判指标ｘ１ｘ２ｘ３ｘ４７～８月均温（℃）１８．０ １９．５ ２２．５ ２６．０４月均温（℃）１１．５ １５．０ １８．０ ２２．０４～９月日照（ｈ）６５０ ８８０ １１００ １３５０７～８月日照（ｈ）１８５ ２８０ ４００ ４９５６～８月雨量（ｍｍ）２３０ ３５０ ５６０ １０００式中，ＩＡＩ为烤烟综合气候适宜度指数（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ）；ｆｉ为第ｉ个气候单要素的隶属函数值；Ｃｉ为第ｉ个气候单要素的权重系数；ｍ为考虑的气候单要素个数。
本文根据对相关专家征询得到的调查数据，采用文献［１９］介绍的层次分析法（ＡＨＰ），来确定各气象要素指标的权重，最终得到７～８月平均气温、４月平均气温、４～９月日照时数、７～８月日照时数和６～８月降水量在云南烤烟综合气候适宜度评判中的权重系数分别为０．３５、０．１５、０．１０、０．２０和０．２０。
为统一评判标准，规定烤烟气候单要素和综合气候的４个适宜等级的函数值域为：不适宜，ＩＡＩ＜０．６；次适宜，０．６≤ＩＡＩ＜０．８０；适宜，０．８０≤ＩＡＩ＜０．９０；最适宜，ＩＡＩ≥０．９０。
３．２ 构建气象对烟叶化学品质影响的评判标准３．２．１ 确定气候单要素对烟叶化学成分含量影响的相关权重系数 气象对烤烟品质影响的一般规律，不会随时间、地点的改变而发生变化。
成熟采收时烟叶的化学成分含量，可视为大田生长季内各时段各气象要素影响的累加。
通过分析烟叶各成分含量与各月值气象要素的相关性，结合烤烟生态学综合分析，可判断烟叶各成分含量的气象影响因子。
假设大田生长季影响某烟叶成分含量的月值气象因子总个数为ｐ，它们与该烟叶成分含量的相关系数分别为ｒ１，ｒ２，ｒ３，…，ｒｐ，则定义第ｉ个月值气象因子对此烟叶成分含量影响的权重系数为［２０］：１４４２ 地 理 研 究３０卷Ｒｉ＝ｒｉ／∑｜ｒｊ｜， ｊ＝１，２，３，…，ｐ（３） 依此分析，基于全省５２０个样点数据，可得到云南各月值气象要素对烟叶２项成分含量影响的相关权重系数（表２）。
表２ 云南各月值气象要素对烟叶２项成分含量影响的相关权重系数（Ｒｉ）Ｔａｂ．２ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｆａｃｔｏｒｓｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｏｒ ｔｏｂａｃｃｏ烟叶成分气象影响因子及其相关权重系数总糖５月日照０．２１３２６月平均气温０．１５９９６月日照时数０．１５９９７月均温－０．０８３７８月均温－０．０８３７５～８月总雨量－０．２９９７石油醚提取物７～８月各月均温０．１９９５７～８月各月日照０．１５０３６月日照时数０．１５０３６月均温０．１５０３３．２．２ 气候条件对烟叶化学成分含量影响的定量表达 考虑大田生长期气候条件对烟叶某成分含量的影响。