貴州紅心獼猴桃氣候區(qū)劃指標體系研究

池再香，肖艷林，李貴瓊，潘徐燕，龔雪芹

(1．貴州省六盤水市氣象局，貴州　六盤水　553001；2．貴州省盤縣氣象局，貴州　盤縣　553537；3．貴州省氣象信息中心，貴州　貴陽　550002；4．貴州省氣象學會，貴州　貴陽　550002)

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貴州紅心獼猴桃氣候區(qū)劃指標體系研究

池再香1，肖艷林1，李貴瓊2，潘徐燕3，龔雪芹4

(1．貴州省六盤水市氣象局，貴州六盤水553001；2．貴州省盤縣氣象局，貴州盤縣553537；3．貴州省氣象信息中心，貴州貴陽550002；4．貴州省氣象學會，貴州貴陽550002)

利用貴州84個氣象觀測站1981—2010年逐日溫度、降水、日照、蒸發(fā)以及無霜期等氣候資料，采用光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)、活動積溫、有效積溫、干燥度、氣候干濕指數(shù)等公式，對貴州紅心獼猴桃區(qū)劃指標進行分析、研究。結果表明：要實現(xiàn)貴州山區(qū)紅心獼猴桃品種區(qū)域化，必須建立適合貴州山區(qū)氣候特點的區(qū)劃指標體系，即以活動積溫、有效積溫、年平均溫度、7月平均溫度、光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)、無霜期、干燥度及氣候干濕指數(shù)共10個氣候因子作為紅心獼猴桃種植的氣候區(qū)劃指標，該指標較為全面地評價紅心獼猴桃種植的氣候適宜性條件，為貴州山區(qū)紅心獼猴桃推廣種植提供科學、合理布局的依據(jù)。

區(qū)劃指標體系；光熱系數(shù)；光熱指數(shù)；干燥度；無霜期

1　引言

貴州省地處云貴高原東部斜坡過渡帶，介于103°36′～109°35′E、24°37′～29°13′N之間，平均海拔1 107 m。最高處于西部的赫章與水城之間的韭菜坪，其海拔2 900.6 m，是烏蒙山脈在貴州西北的主峰；最低處于東南部的黎平縣地坪鄉(xiāng)水口河出省界處，其海拔147.8 m。境內山地居多，山高谷深，地域分異明顯，素有“八山一水一分田”之說。貴州屬于高原季風濕潤氣候，常年雨量充沛，氣候溫和，植物繁茂，在植物需水量大的時期正值雨季，熱量的有效性較高。

紅心獼猴桃是貴州省六盤水市水城縣猴場鄉(xiāng)2000年從四川省蒼溪縣農(nóng)業(yè)局引種紅陽獼猴桃經(jīng)馴化而成，2007年注冊為“黔宏”牌紅心獼猴桃，2013年獲中國農(nóng)業(yè)部授予“水城獼猴桃”農(nóng)產(chǎn)品地理標志(登記號為AGI01168)。目前，紅心獼猴桃是貴州西部地區(qū)主要特色產(chǎn)業(yè)，且具有向全省推廣種植的態(tài)勢。因此，有必要對紅心獼猴桃品種氣候是否適宜種植進行詳細分析、研究。葉麗君等[1]簡單研究了紅陽獼猴桃種植的氣候適應性，池再香等[2]分析了干旱災害對紅心獼猴桃物候期的影響；但紅心獼猴桃區(qū)劃是根據(jù)貴州各地區(qū)的光、溫、水和無霜期等氣候條件，分析、制定出貴州紅心獼猴桃區(qū)劃方案。要進行科學合理的區(qū)劃，必須先建立適合貴州山區(qū)氣候特點的區(qū)劃指標體系。

2　區(qū)劃指標體系

2．1熱量指標

紅心獼猴桃喜氣候溫和，適宜的溫度是其生長發(fā)育的必要條件，是影響紅心獼猴桃生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質的主要因子。在紅心獼猴桃區(qū)劃中，選取光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)、無霜期、活動積溫、有效積溫、年平均溫度、最熱月(7月)平均溫度共8個因子作為熱量指標，其計算方法如下：

由Branas[3]提出的光熱系數(shù)，其表達式：

I(Rt)=X·H×10-6

(1)

式中I(Rt) 為光熱系數(shù)，X為日平均溫度>10 ℃時期的溫度總和，H為同期的光照持續(xù)的小時之和。

由Huglin[4]提出的光熱指數(shù)，其表達式：

IH=∑{[(Tmj-10)+(Txj-10)]÷2}×K

(2)

式中IH為光熱指數(shù)，Tmj為>10 ℃的日平均溫度，Txj為同期的日最高溫度，K為日長系數(shù)(緯度在24°～29°N之間，則K為0.96～0.98)。

由Jackson[5]提出的緯度—溫度指數(shù)，其表達式：

LTI=Tmean×(60-緯度值)

(3)

式中LTI為緯度—溫度指數(shù)，Tmean為最熱月(7月)平均溫度。

由達維塔雅[6]提出的活動積溫，其表達式：

Ta>(t≥10)℃

(4)

式中Ta為活動積溫，計算范圍為紅心獼猴桃生長季的3月1日—8月31日。

由Amerine Winkler[7]提出的有效積溫，其表達式：

(5)

利用式(1)- 式(5)計算出紅心獼猴桃主要種植區(qū)(水城縣猴場鄉(xiāng)，簡稱猴場，下同)與位于省內東部的凱里市(簡稱凱里，下同)、東北部的銅仁市(簡稱銅仁，下同)、北部的遵義市(簡稱遵義，下同)、西北部的畢節(jié)市(簡稱畢節(jié)，下同)、西部的水城縣(簡稱水城，下同)、西南部的興義市(簡稱興義，下同)、南部的都勻市(簡稱都勻，下同)以及中部的貴陽市區(qū)(不含轄區(qū)內的開陽、息烽、修文和清鎮(zhèn)及烏當和花溪區(qū)，簡稱貴陽，下同)共9個區(qū)域的光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)、平均無霜期、活動積溫、有效積溫以及年平均溫度、最熱月(7月)平均溫度進行比較(見表1)。

表1　貴州紅心獼猴桃種植區(qū)與推廣區(qū)的熱量指標比較

由表1看出，凱里、遵義、興義和都勻的積溫、年平均溫度、7月平均溫度、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)與紅心獼猴桃種植區(qū)(猴場)相接近，遵義、都勻的光熱系數(shù)比猴場分別偏低1.76、1.23，說明遵義、都勻兩地光照條件不能滿足紅心獼猴桃的生長發(fā)育，因為光熱系數(shù)是綜合了光照和熱量兩個因素的指標；凱里、遵義的無霜期日數(shù)小于300 d，比猴場分別偏少52 d、40 d，表明凱里、遵義的霜期較長，無霜期時間不能滿足紅心獼猴桃的正常生長發(fā)育。銅仁的7月平均溫度、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)比猴場分別偏高3.7 ℃、344.6、80，表明銅仁高溫熱害較重，不適宜紅心獼猴桃種植。畢節(jié)、水城、貴陽的積溫、年平均溫度、光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)和無霜期比猴場偏低得多，表明畢節(jié)、水城、貴陽的溫度、光照和無霜期等氣候因子均不能滿足紅心獼猴桃的生長發(fā)育，故這3個地點的氣候條件不適宜紅心獼猴桃種植。

由于紅心獼猴桃生長發(fā)育對熱量、光照條件要求嚴格，既怕夏季高溫強光，又怕冬、春季低溫少日照。故活動積溫、有效積溫、年平均溫度、7月平均溫度、光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)和無霜期均可作為紅心獼猴桃種植區(qū)劃的熱量指標，其區(qū)劃指標見表2。

2．2水分指標

紅心獼猴桃喜濕潤，不耐干旱，也不耐積水，要求年降水量1 000 mm以上，空氣相對濕度80%以上[8]。根據(jù)朱鴻云[9]研究，中華獼猴桃不耐積水，耐性比桃樹弱，最長抵抗期4～5 d，若地表積水1周左右，大部分樹就會枯死；年降水量700 mm 以下，必須有充足的水源條件和灌溉設施。紅心獼猴桃在不同物候期的需水量不同，其生長需要一定的水分供應和合理的水分分配，適宜的土壤含水量和空氣相對濕度有利于糖分的積累和果實的成熟。根據(jù)水城縣紅心獼猴桃種植區(qū)多年降水資料顯示[8]，花期要求降水量為20～25 mm，若花期降水過多，土壤濕度過大，影響紅心獼猴桃授粉授精。果實膨大期對水分要求高，一般降水量為400～450 mm能滿足果實膨大。紅心獼猴桃品質形態(tài)形成期，要求適度水分脅迫，適度水分脅迫能延緩紅心獼猴桃的營養(yǎng)生長，有利于干物質的積累，此期間一般要求降水量為150～200 mm；若降水量少于100 mm，干旱脅迫會降低紅心獼猴桃的品質；若降水量超過250 mm，會導致果實裂果，甚至腐爛。在紅心獼猴桃果實成熟期，要求適度干旱，此期間一般要求降水量為50～80 mm；若降水超過150 mm，會降低紅心獼猴桃果實的含糖量、風味、香氣等。休眠期對降水要求不多，一般要求降水量為35～50 mm；若降水過多，低溫高濕易誘發(fā)潰瘍病的病菌生成。

表2　貴州山區(qū)紅心獼猴桃適宜種植的熱量指標區(qū)劃

貴州山區(qū)紅心獼猴桃目前主要種植在西部地區(qū)，而貴州屬于濕潤季風氣候，雨熱同季，降水量主要集中在4—9月，有明顯的干季和濕季；貴州屬于典型的喀斯特地貌山區(qū)省分，土壤蓄水能力差，土壤水分蒸發(fā)大，故單一的降水量因子不適合貴州山區(qū)紅心獼猴桃種植氣候適宜性區(qū)劃。干燥度、氣候干濕指數(shù)都是表征一個地區(qū)干濕程度的指標。

干燥度公式[10]為：

(6)

式中K為紅心獼猴桃生長季(3月1日—8月31日，下同)干燥度，T為紅心獼猴桃生長季>0℃ 的日平均溫度，R為同期的日降水量。K越大，表示氣候越干燥；K越小，表示氣候越濕潤。

氣候干濕指數(shù)表達式[10]為：

(7)

式中I為紅心獼猴桃生長季的氣候干濕指數(shù)，R為紅心獼猴桃生長季的總降水量，PE為同期蒸發(fā)量(注：小型蒸發(fā)皿)。當I=1.0時，表示自然降水和蒸發(fā)收支平衡；當01.0時，表示氣候趨于濕潤。I越大，表示氣候濕潤；I越小，表示氣候越干燥。

利用式(6)、式(7)計算紅心獼猴桃主要種植區(qū)與凱里、銅仁、遵義、畢節(jié)、水城、興義、都勻以及貴陽共9個區(qū)域的干燥度和氣候干濕指數(shù)，結果見表3。

表3　紅心獼猴桃種值區(qū)與推廣區(qū)的水分指標比較

由表3看出，在紅心獼猴桃全生育期，凱里、銅仁、遵義、畢節(jié)、貴陽的干燥度>1.0，表示降水可能不能滿足其生長發(fā)育需求。在紅心獼猴桃生長季，遵義、畢節(jié)的干燥度>1.0，表示遵義、畢節(jié)處于水分匱缺狀態(tài)，降水不能滿足其生長期需求；凱里、銅仁、貴陽的干燥度等于1.0，水分處于欠缺狀態(tài)，需要有灌溉條件，才可以種植紅心獼猴桃。由表3還可以看出，在紅心獼猴桃全生育期，凱里、畢節(jié)、貴陽的氣候干濕指數(shù)<1.0，表示降水不能滿足紅心獼猴桃生長發(fā)育需求；水城、興義的氣候干濕指數(shù)等于1.0，表示降水基本能滿足其全生育需求。在紅心獼猴桃生長季，貴陽的氣候干濕指數(shù)<1.0，表示貴陽水分匱缺，降水不能滿足紅心獼猴桃生長發(fā)育需求；凱里、畢節(jié)的氣候干濕指數(shù)等于1.0，表示凱里、畢節(jié)在紅心獼猴桃生長季降水不足，需要有灌溉條件。而都勻在紅心獼猴桃全生育期及其生長季的氣候干濕指數(shù)分別為1.2、1.4，表示都勻降水過多，應建設防漬排澇工程。由此可見，生長季的干燥度和氣候干濕指數(shù)能較好的確定貴州山區(qū)能否有效種植紅心獼猴桃及產(chǎn)區(qū)的優(yōu)良等級(表4)。

表4　以干燥度、氣候干濕指數(shù)劃分的紅心獼猴桃區(qū)域

3　區(qū)劃建議

利用貴州84個氣象觀測站1981—2010年逐日的平均溫度、日照時數(shù)、降水量、蒸發(fā)量及其緯度、無霜期等資料，選取活動積溫、有效積溫、年平均溫度、7月平均溫度、光熱系數(shù)、光熱指數(shù)、緯度—溫度指數(shù)、無霜期、干燥度、氣候干濕指數(shù)作為紅心獼猴桃區(qū)劃指標，區(qū)劃結果見表5。

表5　貴州紅心獼猴桃種植的區(qū)劃草案

在氣候適宜種植區(qū)，春季常發(fā)生干旱少雨，春季干旱是制約紅心獼猴桃開花授粉授精的主要因素，在有灌溉條件下，是紅心獼猴桃優(yōu)質種植區(qū)。

在氣候次適宜種植區(qū)，大部分地區(qū)春季回暖晚，春季低溫陰雨是制約紅心獼猴桃現(xiàn)蕾、開花授粉授精的主要因素，應選擇向陽坡地種植，避免長時間的低溫陰雨危害。此區(qū)域的東部地區(qū)(如施秉、鎮(zhèn)遠、劍河等)和南部地區(qū)(如羅甸、冊亨、望謨、荔波、榕江、從江等)7—8月常發(fā)生高溫熱害，影響紅心獼猴桃果實生長、品質形態(tài)形成，且南部地區(qū)冬季溫度較高，影響紅心獼猴桃花芽分化，應選擇在林區(qū)邊緣種植，利用林區(qū)對氣候有調節(jié)的作用。此區(qū)域為一般種植區(qū)。

在氣候不適宜種植區(qū)，西部邊緣地區(qū)雖然光照充足，能滿足紅心獼猴桃生長發(fā)育需求，但熱量條件較差，活動積溫、有效積溫均不能滿足紅心獼猴桃生長發(fā)育需求。中東部地區(qū)，夏季常有高溫熱害發(fā)生，抑制紅心獼猴桃果實膨大及品質形態(tài)形成；在此區(qū)域的北部地區(qū)，春季回暖晚，春季低溫陰雨天氣較重，影響紅心獼猴桃開花授粉授精，且年日照條件較差，不能滿足紅心獼猴桃生長發(fā)育需求；而此區(qū)域的南部地區(qū)，冬季溫度較高，對紅心獼猴桃花芽分化不利。

[1] 葉麗君，于成，劉澤全，等．都江堰紅陽獼猴桃種植的氣候適應性探討[J]．貴州農(nóng)業(yè)科學，2010，38(3)：69-69．

[2] 池再香，張錦，古書鴻，等．2013年氣候對水城縣紅陽獼猴桃物候期的影響[J]．氣候變化研究快報，2015，4(2)：80-89．

[3] Branas J．.Relations entre la vigne et le systeme climat-sol．，“Ecologie de la vigne”，C．R．Ier sympo．Interna．Ecologie Vigne，1978:39-47．

[4] Huglin P．．Nouveau mode d’evaluation des possibilities heliothermiques d’un milieu vitioole，“Ecologie de la vigne”，C．R．Ier sympo．Interna．Ecologie Vigne，1978：89-97．

[5] Jackson D． I．Prediction of a district’s grape-ripening capacity using latitude-temperature index (LTI )． Am J Enol Vatic，1988，39(1)：19-28．

[6] 賀普超.葡萄學[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999：59-72．

[7] Winkler A．J．，Cook J．A．，Kliever W．M．，Lider L．A．，General Viticuture． Univ． of Californa Press，1974．

[8] 夏恒，王曉峰．水城紅心獼猴桃的氣候適應性分析[J]．貴州氣象，2013，37(1)：34-36．

[9] 朱鴻云主編.獼猴桃[M] ．北京：中國林業(yè)出版社，2009：71．

[10]池再香，杜正靜，陳忠明，等．2009—2010年貴州秋、冬、春季干旱氣象要素與環(huán)流特征分析[J]．高原氣象，2012，31(1)：176-184．

Research of Red Cartridge Kiwifruit Climatic Zoning Index System in Guizhou Province

CHI Zaixiang1,XIAO Yanlin1,LI Guiqiong2,PAN Xuyan3,GONG Xueqin4

(1.Liupanshui Meteorological Office of Guizhou, Province, Liupanshui 553001, China; 2.Panxian Meteorological Bureau, Panxian 553537, China; 3.Guizhou Meteorological Information Centre, Guiyang 550002, China;4.Guizhou Provincial Meteorological Society, Guiyang 550002, China)

Based on the climate data of 84 meteorological stations in Guizhou from 1981 to 2010, including the statistical data of daily precipitation, temperature, sunshine hours, evaporation and frost free period and so on, the Equation of light and heat coefficient, light and heat index, latitude and temperature index, active accumulated temperature, effective accumulated temperature, aridity index, arid-wet index and climatic zoning index were used to analyze and research the red cartridge kiwifruit zoning index of Guizhou. The results show that the index system for the climatic characteristics of Guizhou mountainous area must be established in order to realize the variety regional of Guizhou red cartridge kiwifruit in the mountainous area, ten climatic factors as red cartridge kiwifruit planting climatic zoning indexes, including active accumulated temperature, effective accumulated temperature, annual average temperature, average temperature of July, light and heat coefficient, light and heat index, latitude and temperature index, frost free period, aridity index and arid-wet index are used, These indicators are giving a comprehensively evaluation for climate suitability conditions of red cartridge kiwifruit planting, providing the scientific and reasonable basis for the promotion of red cartridge kiwifruit planting in mountain area of Guizhou.

zoning index system; light and heat coefficient; light and heat index; aridity index; frost free period

1003-6598(2016)03-0001-05

2016-02-24

池再香(1964—)，女，正研高工，主要從事氣候變化預測預報服務研究工作，E-mail:qxxf_850@163.com。

貴州省科技計劃項目(黔科合NY字[2012]3020號)；貴州省氣象科技開放研究基金(黔氣科合KF[2011]01號)。

S162.5

A