三門峽市煙草大田生育期降水變化特征分析

蔡　濤

（盧氏縣氣象局，河南　盧氏　472200）

三門峽市煙草大田生育期降水變化特征分析

蔡濤

（盧氏縣氣象局，河南盧氏472200）

利用河南省三門峽市煙區(qū)4個(gè)國(guó)家級(jí)氣象站點(diǎn)1957—2015年的降水量數(shù)據(jù)，采用線性趨勢(shì)分析、Mann-Kenda11突變檢驗(yàn)法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)方法，分析三門峽煙區(qū)降水量的時(shí)空分布特征和變化規(guī)律。結(jié)果表明：三門峽煙區(qū)降水量在59 a內(nèi)，旺長(zhǎng)期和成熟期呈減少趨勢(shì)，伸根期呈增加趨勢(shì)，整個(gè)大田期內(nèi)降水量也呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，并且其降水量變化出現(xiàn)突變，其突變點(diǎn)出現(xiàn)在1980年。不同煙區(qū)降雨量表現(xiàn)為盧氏煙區(qū)＞澠池?zé)焻^(qū)＞靈寶煙區(qū)＞陜縣煙區(qū)。

煙草；大田生育期；氣溫；降水

煙草作為一種經(jīng)濟(jì)作物，其生長(zhǎng)條件對(duì)環(huán)境有一定的要求。氣候條件是影響煙草生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵因素，要使煙草生長(zhǎng)發(fā)育良好，光、溫、水等氣候條件需達(dá)到一定的要求［1-3］。煙葉感受外界環(huán)境的重要媒介是煙葉，即煙葉是可以直接感受外界環(huán)境的，所以煙葉對(duì)氣候的變化有著一定的敏感度。無論烤煙處于哪個(gè)生育期，其外觀及感官評(píng)吸都必然會(huì)受到氣候變化的影響［4］。因?yàn)槠洫?dú)特且優(yōu)越的自然條件，使三門峽市煙葉獨(dú)具特色，質(zhì)量有保證，受到了廣大卷煙廠的歡迎，并榮獲“代云煙”稱號(hào)。20世紀(jì)80年代中期，國(guó)家煙草種植區(qū)劃把三門峽市劃入全國(guó)優(yōu)質(zhì)煙草最適宜種植地區(qū)之一。因此，研究三門峽煙區(qū)烤煙大田生育期降水資源時(shí)空變化特征，對(duì)區(qū)域煙葉生產(chǎn)及生態(tài)建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

三門峽市位于河南省西部，屬暖溫帶半干旱內(nèi)陸性氣候，四季分明，春秋較短，冬夏較長(zhǎng)。平均氣溫13.8℃，年平均日照時(shí)間2 261.7 h，無霜期216 d，年均降水量580～680mm。由于地貌特征復(fù)雜，形成了具有暖溫帶、溫帶和寒溫帶的多元?dú)夂颉Ｔ搮^(qū)地形地貌復(fù)雜，小氣候多樣，跨長(zhǎng)江黃河兩大流域，兼有南北氣候特點(diǎn)，土壤富含有機(jī)質(zhì)和磷鉀等微量元素。在河南省所有的烤煙產(chǎn)區(qū)中，三門峽市位于其中之一，其獨(dú)特的氣候條件對(duì)烤煙品質(zhì)的形成產(chǎn)生巨大的影響，尤其是烤煙大田生育期的氣溫和降水量，對(duì)煙葉品質(zhì)有較大影響。

1.2氣象資料來源

該文研究使用三門峽市4個(gè)國(guó)家級(jí)氣象站的氣象資料（1957—2015年的逐日平均氣溫和逐日降水量）。將氣象資料按照烤煙伸根期（移栽至團(tuán)棵）、旺長(zhǎng)期（團(tuán)棵至現(xiàn)蕾）、成熟采摘期（打頂至采收）的時(shí)間，劃分為3個(gè)階段進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣候特征分析。三門峽煙區(qū)伸根期大致在每年5月上旬—6月上旬，旺長(zhǎng)期大致在每年6月中旬—7月上旬，成熟期大致在每年7月中旬—8月下旬，煙葉大田生育期約120 d，其中伸根期40 d，旺長(zhǎng)期30 d，成熟采摘期50 d。

三門峽市地理?xiàng)l件復(fù)雜，農(nóng)業(yè)區(qū)域性氣候特征明顯，根據(jù)三門峽市行政地理區(qū)劃，將三門峽煙區(qū)分為4個(gè)大區(qū)，分別為盧氏煙區(qū)、靈寶煙區(qū)、陜縣煙區(qū)和澠池?zé)焻^(qū)。

1.3分析方法

要反應(yīng)氣象長(zhǎng)期傾向性變化，利用氣象要素的時(shí)間序列與自然數(shù)數(shù)列間的相關(guān)系數(shù)來表示，建立y與ti之間的一元線性回歸方程：在方程y（t）=a ti+b（i=1，2，3，……，n）中：y（t）表示氣象要素的擬合值，t表示時(shí)間序列；回歸系數(shù)a和常量b用最小二乘法計(jì)算，氣象傾向率用a×10表示，其含義是氣象要素每一個(gè)10 a的變化速率。如果氣候傾向率比0大，表明此氣象要素隨時(shí)間t的增加而上升；氣候傾向率比0小，表明隨時(shí)間的增加而下降。

在氣候系統(tǒng)中存在一個(gè)普遍的現(xiàn)象，即氣候突變。它指氣候從一種穩(wěn)定狀態(tài)急促進(jìn)入到另一種穩(wěn)定狀態(tài)的現(xiàn)象。目前有不少研究氣候突變的方法，該文選其中兩種方法進(jìn)行研究，即Mann-Kenda11突變檢驗(yàn)法（以下簡(jiǎn)稱MK方法）和滑動(dòng)t檢驗(yàn)法。

2　結(jié)果與分析

2.1三門峽煙區(qū)烤煙生育期年平均氣溫變化趨勢(shì)分析

三門峽煙區(qū)各生育期氣溫變化趨勢(shì)見圖1～3。1957—2015年，三門峽煙區(qū)在烤煙伸根期、旺長(zhǎng)期、成熟期、大田期的氣溫變化范圍分別為18.4～22.8、22.7～26.9、23.4～27.8、22.0～25.1℃。平均（指該生育期時(shí)間段的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，下同）氣溫分別為20.6、25.2、25.3、23.7℃。由此可見，三門峽煙區(qū)5月上旬—6月上旬的團(tuán)棵期平均氣溫未達(dá)最適宜的生長(zhǎng)溫度范圍，最適宜生長(zhǎng)溫度范圍為22.0～28.0℃。說明三門峽煙區(qū)移栽期與團(tuán)棵期的低溫因素會(huì)影響烤煙的生長(zhǎng)。移栽期至團(tuán)棵期期間煙草最容易發(fā)生“低溫早花”的情況，而低溫早花會(huì)導(dǎo)致烤煙的葉片數(shù)減少，這一時(shí)期是決定烤煙葉片數(shù)的關(guān)鍵時(shí)期。因此，伸根期的烤煙在進(jìn)行移植時(shí)，要給予烤煙覆膜和調(diào)控營(yíng)養(yǎng)，避免烤煙“早花”的出現(xiàn)。根據(jù)圖1中平均氣溫和時(shí)間序列擬合的趨勢(shì)線可知，三門峽煙區(qū)各個(gè)生育時(shí)期均溫的變化趨勢(shì)不同。三門峽煙區(qū)在烤煙伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期這3個(gè)生育期的氣溫變化傾向率有較大的差異，分別為0.115℃/10 a、-0.062℃/ 10 a、-0.138℃/10 a。這說明三門峽煙區(qū)各生育期未來10 a內(nèi)的平均氣溫在伸根期呈緩慢上升趨勢(shì)，旺長(zhǎng)期和成熟期氣溫呈緩慢下降趨勢(shì)。由5 a的滑動(dòng)平均來看，烤煙伸根、旺長(zhǎng)期、成熟期和整個(gè)大田期平均氣溫從1983年開始呈明顯上升趨勢(shì)。綜觀整個(gè)生育期內(nèi)氣溫變化趨勢(shì)從1983年以來氣候變化傾向率為0.355℃/10 a，遠(yuǎn)大于從1957年以來的氣候變化傾向率-0.029℃/10 a，說明近30多年來三門峽煙區(qū)內(nèi)的平均氣溫呈明顯的上升趨勢(shì)。

圖1　伸根期氣溫變化曲線

圖2　旺長(zhǎng)期氣溫變化曲線

圖3　成熟期氣溫變化曲線

2.2降水量突變分析

氣候變化問題是很復(fù)雜的，其存在線性變化（周期和趨勢(shì)變化等）的同時(shí)，也存在一定的非線性變化（相對(duì)穩(wěn)定性和突變現(xiàn)象等），常常表現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)從一種穩(wěn)定態(tài)（或穩(wěn)定持續(xù)的變化趨勢(shì)）跳躍式地轉(zhuǎn)變到另外一種穩(wěn)定態(tài)（或穩(wěn)定持續(xù)的趨勢(shì)），從一個(gè)統(tǒng)計(jì)特征到另一個(gè)統(tǒng)計(jì)特征的急劇變化。利用滑動(dòng)t檢驗(yàn)法對(duì)三門峽煙區(qū)59 a降雨量時(shí)間序列進(jìn)行突變分析，分別取n1=n2=5，n1=n2=10，選取信度α=0.05，查表得自由度v= n1+n2-2時(shí)顯著性水平ta分別為2.31和2.10，將計(jì)算出的t統(tǒng)計(jì)量序列和t0.05，在子系列長(zhǎng)度為5時(shí)，1979年和1980年超過臨界值；在子系列長(zhǎng)度為10時(shí)，1976、1979、1980年超過臨界值，通過曲線圖變化趨勢(shì)可知雖然子序列長(zhǎng)度不同，但均檢測(cè)到在1980年降雨量發(fā)生了由少到多的突變。

3　結(jié)語

氣候突變現(xiàn)象是指氣候變化的不連續(xù)性的跳躍，是一種常見的氣候現(xiàn)象。要做好氣候突變的檢測(cè)工作，以防不利氣候影響烤煙的生長(zhǎng)和煙葉的生產(chǎn)。三門峽煙區(qū)大田期降水量出現(xiàn)了突變點(diǎn)，突變點(diǎn)發(fā)生在1980年，從1980年以后降水量有明顯的下降趨勢(shì)。在烤煙的整個(gè)大田生育期中，在一定范圍內(nèi)，旺長(zhǎng)期降水減少對(duì)莖葉的快速生長(zhǎng)產(chǎn)生不利的影響。而成熟期降水量的減少可以提高煙葉的質(zhì)量。綜上所述，要做好煙區(qū)氣候的預(yù)測(cè)分析工作，不斷完善烤煙各生育期氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為煙葉生產(chǎn)提前做好防范工作，盡可能減少突變氣候?qū)熑~生產(chǎn)帶來的不利影響。

［1］許自成，黎妍妍，肖漢乾，等.湘南煙區(qū)生態(tài)因素與烤煙質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2008（1）：226-234.

［2］戴冕.我國(guó)主產(chǎn)煙區(qū)若干氣候因素與化學(xué)成分關(guān)系的研究［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2000（1）：27.

［3］許自成，黎妍妍，畢慶文，等.湖北煙區(qū)烤煙氣候適生性評(píng)價(jià)及與國(guó)外煙區(qū)的相似性分析［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2008 （8）：3832-3838.

［4］王彥亭，謝劍平，李志宏.中國(guó)煙草種植區(qū)劃［M］.北京：科學(xué)出版社，2010：155-179.

S572

A

1674-7909-（2016）05-76-3

蔡濤（1981-），男，工程師，研究方向：農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)。