黃梅禪茶氣候適宜性區(qū)劃及氣象災(zāi)害分析

潘東

摘要 利用鄂東地區(qū)16個(gè)常規(guī)氣象站1991—2020年氣象資料，結(jié)合以往的研究結(jié)果，建立禪茶氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)，并通過統(tǒng)計(jì)分析方法建立氣候區(qū)劃因子的空間統(tǒng)計(jì)模型，結(jié)合GIS技術(shù)對(duì)禪茶氣候適宜性進(jìn)行分析，得出禪茶氣候適宜性區(qū)劃，分析黃梅禪茶種植存在的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明：（1）黃梅禪茶種植的氣候適宜性自北向南呈明顯遞減趨勢，最適宜區(qū)和較適宜區(qū)占該縣國土面積的22.1%。（2）最適宜區(qū)為海拔500～1 200 m的大別山中，主要集中在四祖、五祖、老祖寺周邊等地，可大面積種植高品質(zhì)禪茶;較適宜區(qū)為海拔100～500 m的山脈和中部丘陵等地，可小面積種植;不適宜區(qū)為海拔100 m 以下的中部丘陵及南部平原。（3）影響禪茶種植的氣象災(zāi)害主要有低溫凍害、高溫?zé)岷完幱旯颜铡?/p>

關(guān)鍵詞 黃梅;禪茶;氣候適宜性;區(qū)劃;氣象災(zāi)害

中圖分類號(hào)：S162.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）10–0066–03

黃梅禪茶盛產(chǎn)于以四、五、老祖寺為中心的黃梅北部山區(qū)，茶園分布在海撥800～1 200 m的云霧山中。這里群峰兀立，松竹蒼翠，山清水秀，空氣清新，是歷代貢茶和禪茶的重要產(chǎn)地。近年來，在致力打造鄂東禪文化旅游品牌的大背景下，禪茶成為當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃中的戰(zhàn)略布局，禪茶產(chǎn)業(yè)獲得巨大發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年，黃梅年末實(shí)有茶園面積179.4 hm2，產(chǎn)量96.7 t，產(chǎn)值5 185.6萬元。此外，禪茶種植基地間接帶動(dòng)了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展，帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)超統(tǒng)計(jì)值。

我國氣象專家對(duì)茶葉與氣候的關(guān)系做了大量的基礎(chǔ)性研究[1-8]。張瑋瑋等[9]也對(duì)湖北茶樹種植進(jìn)行了適宜性區(qū)劃，認(rèn)為黃梅縣屬最適宜種植范疇。但每年也會(huì)出現(xiàn)不同程度的災(zāi)害性天氣，給當(dāng)?shù)夭枞~生產(chǎn)帶來一定的損失;加上采摘、管理上的不及時(shí)，導(dǎo)致產(chǎn)量偏低，品質(zhì)沒有達(dá)到最優(yōu)，直接導(dǎo)致品牌在周邊地區(qū)的知名度不高，從而制約了禪茶產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

本文以黃梅縣為研究區(qū)域，依托ArcGIS 10.8軟件及多元回歸分析方法，綜合分析氣候條件，對(duì)黃梅禪茶適宜種植區(qū)進(jìn)行氣候區(qū)劃研究，得出該區(qū)域禪茶種植的適宜性等級(jí)，優(yōu)化當(dāng)前茶樹的種植布局，為研究區(qū)茶葉的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，避免盲目種植帶來損失。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

黃梅縣位于鄂、贛、皖三省交界，大別山南麓，長江北岸，東鄰安徽宿松縣，西接武穴，北連蘄春，南與九江市隔江相望，素有鄂東門戶之稱，是一個(gè)雞鳴三省的地方。全縣版圖面積1 701 km2，轄16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn);地勢北高南低，呈三級(jí)階梯狀傾斜。北部山地屬于大別山脈，中部為丘陵及壟崗平原，中南部為湖泊，南部為濱湖沉積平原和沿江沖擊平原，平原和湖泊占全縣總面積78%。這里屬北亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候、光照充足、氣候溫和、雨量充沛，適宜茶樹的種植。

1.2 資料來源

研究所用氣象資料來源于黃梅縣氣象局，包括鄂東地區(qū)16個(gè)地面氣象觀測站1991—2020年的降水量、平均氣溫、極端最低氣溫、≥10.0℃的活動(dòng)積溫、空氣相對(duì)濕度及各站點(diǎn)經(jīng)度、緯度、海拔高度等地理屬性數(shù)據(jù)。地理信息數(shù)據(jù)為1：25萬數(shù)字高程模型（DEM）; 禪茶生產(chǎn)資料由黃梅縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局、統(tǒng)計(jì)局提供，包括2011—2020年茶葉的種植面積、產(chǎn)量，以及黃梅縣茶葉種植現(xiàn)狀分布圖等資料。

1.3 分析方法

對(duì)研究區(qū)域的地形數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行資料收集，并進(jìn)行預(yù)處理。根據(jù)禪茶適宜生態(tài)環(huán)境及對(duì)氣候條件要求，綜合以往的研究成果，篩選出適合禪茶種植的主要?dú)夂蛟u(píng)價(jià)因子，建立黃梅禪茶適宜性指標(biāo)體系。在ArcGIS 10.8軟件中用多元回歸模型將禪茶氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)分等級(jí)，再用層次分析法對(duì)指標(biāo)賦予權(quán)重，最后得出禪茶種植氣候適宜性區(qū)劃圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 禪茶適宜生態(tài)環(huán)境及對(duì)氣候條件要求

茶樹是典型的亞熱帶常綠植物，對(duì)氣候條件有一定的要求[10-15]：適宜茶樹正常生長的溫度條件是年平均氣溫≥15.0℃，≥10.0℃的積溫≥4 500℃·d，多年平均極端最低氣溫>-10.0℃，空氣相對(duì)濕度≥70%;茶樹生育的最佳溫度為20℃～25℃，最適宜新梢生長的日平均氣溫為≥18.0℃;采收前10～20 d日平局氣溫在10℃～15℃，特別是采摘前3～5 d日平均氣溫為13～18℃時(shí)，茶葉品質(zhì)最優(yōu)。一般最低氣溫達(dá)-10℃時(shí)，開始受凍;-13℃～ -12℃時(shí)，嫩梢、芽葉受凍嚴(yán)重，葉緣發(fā)紅變枯，使春茶減產(chǎn);-15℃以下的低溫，將使地上大部分凍枯;當(dāng)氣溫≥35℃時(shí)，茶樹生長便會(huì)受到抑制;如果高溫時(shí)間持續(xù)較長，加上空氣和土壤相對(duì)濕度低，茶樹會(huì)因高溫干旱而發(fā)育不良;一般年降水量應(yīng)在1 200 mm左右，由于茶樹生長季節(jié)耗水多，休眠時(shí)間耗水少，因此，全年降水應(yīng)>1 200 mm，月降水量在100 mm以上，空氣的相對(duì)濕度保持在80%左右為宜。

2.2 禪茶氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)的選擇

限制茶葉生長的主要因子包括地理因素、氣候因素及土壤條件。地理因素主要有海拔、坡度、坡向等因素，氣候條件主要有氣溫、降水量及空氣相對(duì)濕度等因素;土壤條件主要包括土壤pH值。結(jié)合禪茶生長發(fā)育的氣候條件綜合分析，確定以年平均氣溫（T年）、歷史極端最低氣溫（Tmin）、≥10.0℃的活動(dòng)積溫（∑T≥10）、年平均降水量（R年）、年平均相對(duì)濕度（RH年）5個(gè)因子為黃梅禪茶種植氣候適宜性區(qū)劃指標(biāo)（表1），利用APH層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，其權(quán)重分別為0.3、0.1、0.1、0.3、0.2，即以年平均氣溫、年降水量為主導(dǎo)因子對(duì)黃梅禪茶適宜性種植進(jìn)行氣候區(qū)劃[16-20]。

2.3 禪茶適宜種植區(qū)空間分析模型的建立

黃梅縣已建成的區(qū)域自動(dòng)站時(shí)間不長，受數(shù)據(jù)條件的限制，選擇鄂東地區(qū)常規(guī)站點(diǎn)1991—2020年完整的氣象資料及站點(diǎn)的經(jīng)度、緯度、海拔為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立氣候區(qū)。劃指標(biāo)空間推算模型如下。

Y=? （α，β，γ）

式中：α、β、γ分別為各點(diǎn)經(jīng)度、緯度、海拔高度;鄂東地區(qū)常規(guī)站點(diǎn)為紅安、麻城、黃陂、新洲、鄂州、黃岡、咸寧、通山、羅田、英山、浠水、黃石、蘄春、黃梅、陽新、武穴16個(gè)氣象站。各氣象指標(biāo)的推算模型見表2。

2.4 禪茶氣候適宜性區(qū)劃圖的制作及評(píng)述

在地理信息系統(tǒng)ArcGIS 10.8軟件中，根據(jù)生成的經(jīng)度、緯度和海拔高度柵格圖層，利用表2中的空間推算模型，分別推算出年平均氣溫、歷年極端最低氣溫、≥10℃活動(dòng)積溫、年平均降雨量、年平均相對(duì)濕度柵格圖層數(shù)據(jù)。

根據(jù)表l中的茶樹種植適宜性區(qū)劃指標(biāo)，將上述5個(gè)柵格圖層數(shù)據(jù)，按照最適宜、較適宜、不適宜的標(biāo)準(zhǔn)同化成一定的數(shù)值，并賦予5個(gè)區(qū)劃指標(biāo)的權(quán)重分別為0.3、0.1、0.1、0.3、0.2。

利用ArcGIS 10.8軟件的柵格疊加工具將5項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重疊加。利用ArcGIS 10.8軟件的自然斷點(diǎn)分級(jí)法來劃分黃梅禪茶種植的最適宜、較適宜、不適宜氣候區(qū)。

結(jié)果顯示：黃梅禪茶種植氣候最適宜區(qū)為海拔在500～1 200 m的大別山中，主要集中在大河鎮(zhèn)的四祖、五祖、苦竹鄉(xiāng)的老祖及柳林鄉(xiāng)周邊等地，這里熱量條件好、雨量充沛、空氣濕度大、有機(jī)質(zhì)含量豐富，自然條件優(yōu)越，可大面積種植高品質(zhì)禪茶;較適宜區(qū)為海拔在100～500 m的山脈和中部丘陵等地，其中獨(dú)山、杉木、停前可小范圍適宜種植，氣候條件僅次于最適宜區(qū);黃梅禪茶種植氣候最適宜區(qū)和較適宜區(qū)總共占黃梅國土面積的22.1%;不適宜區(qū)為海拔在100 m以下的中部丘陵及南部平原，該區(qū)雖熱量條件充足，但海拔高度較低、氣候相對(duì)干燥，因此不適宜禪茶的種植（圖1）。

2.5 禪茶種植的氣象災(zāi)害分析

2.5.1 低溫凍害 低溫凍害是黃梅禪茶生產(chǎn)中的主要?dú)庀鬄?zāi)害，茶芽對(duì)低溫反應(yīng)極為敏感，當(dāng)遭受低溫凍害后，由于細(xì)胞內(nèi)水分凍結(jié)，原生質(zhì)遭到破壞，這就會(huì)出現(xiàn)茶汁外溢變紅，產(chǎn)生麻點(diǎn)現(xiàn)象，最終會(huì)造成茶芽停止萌發(fā)，形成死芽，春茶采摘期延后的現(xiàn)象。根據(jù)歷年的資料顯示，黃梅低溫主要出現(xiàn)在每年的12月—翌年3月;在低溫來臨前通常在茶園行間鋪上秸稈或無籽雜草，采用覆蓋法防凍越冬。

2.5.2 高溫旱害 不同茶樹品種的生物學(xué)最高溫度存在一定的差異。當(dāng)最高氣溫達(dá)到35℃時(shí)，新梢生長緩慢或停止;當(dāng)最高氣溫持續(xù)在40℃以上時(shí)，會(huì)造成樹梢枯萎、葉片脫落、幼齡茶樹死亡。黃梅7—9月經(jīng)常出現(xiàn)高溫干旱，影響了夏茶與秋茶生產(chǎn)，7—9月降水量與夏茶、秋茶密切相關(guān)，嚴(yán)重干旱還影響翌年茶葉生產(chǎn)，茶葉正常生長需月降水量在100 mm以上。因此，持續(xù)高溫干旱時(shí)，茶農(nóng)應(yīng)及時(shí)通過滴灌或噴灌的方式補(bǔ)充水分并降溫。

2.5.3 陰雨寡照 連續(xù)陰雨天氣會(huì)使溫度大幅下降，日照明顯不足，作物光合作用不能充分進(jìn)行，使得剛剛蓄勢待發(fā)的芽葉又停止生長。芽葉萌動(dòng)、萌發(fā)停滯，推遲春茶的發(fā)芽進(jìn)度，致使茶葉開采期推遲。黃梅春季和秋季多陰雨天氣。連陰雨天氣伴隨著低溫，影響了茶芽的生長，同時(shí)陰雨天氣日照不足，影響光合作物產(chǎn)物的積累，茶葉品質(zhì)大打折扣。同時(shí)，潮濕的天氣條件下特別容易滋生病蟲害的發(fā)生;在此期間需要密切關(guān)注天氣變化，科學(xué)安排生產(chǎn)應(yīng)提前做好災(zāi)害性天氣防治工作。

3 結(jié)論

本研究利用禪茶生長發(fā)育影響較大的氣候因子年平均氣溫、歷史極端最低氣溫、≥10.0℃的活動(dòng)積溫、年平均降水量、年平均相對(duì)濕度等建立禪茶區(qū)劃指標(biāo)，對(duì)黃梅禪茶氣候區(qū)劃指標(biāo)進(jìn)行空間回歸分析。借助ArcGIS 10.8軟件，制作出黃梅禪茶種植氣候適宜性區(qū)劃圖。禪茶區(qū)劃結(jié)果能更好地應(yīng)用于實(shí)際，為黃梅縣農(nóng)業(yè)推廣和科學(xué)規(guī)劃禪茶種植提供參考。

本研究在區(qū)劃研究中僅考慮了地理因素、氣候生態(tài)條件，沒有考慮土壤條件等微觀因子的影響，這有待今后進(jìn)一步研究和細(xì)化。同時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)異常氣候年份的管理，減少因氣候?yàn)?zāi)害而出現(xiàn)對(duì)禪茶造成的損失。根據(jù)近10年對(duì)黃梅禪茶的持續(xù)觀測，重點(diǎn)注意防范異常低溫年份對(duì)禪茶的凍害，預(yù)防高溫旱害造成的樹梢枯萎、葉片脫落、幼齡茶樹死亡，以及連續(xù)陰雨天氣病蟲害滋生等，從而提高禪茶的品質(zhì)和產(chǎn)量。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Climatic Suitability Zoning and Meteorological Disaster Analysis of Huangmei Zen Tea

PAN Dong （Meteorological Bureau of Huangmei County， Huanggang， Hubei 435500）

Abstract Based on the meteorological data of 16 conventional meteorological stations in Eastern Hubei from 1991 to 2020， combined with the previous research results， the climate suitability zoning index of Zen tea is established， and the spatial statistical model of climate zoning factors is established by statistical analysis method; Combined with GIS technology， the climate suitability of Zen tea is analyzed， the climate suitability zoning of Zen tea is obtained， and the meteorological disaster risk of Huangmei Zen tea planting is analyzed. The results showed that： （1） the climate suitability of Huangmei Zen tea decreased significantly from north to south， and the most suitable area and more suitable area accounted for 22.1% of the land area of the county.（2） The most suitable area is the Dabie Mountain with an altitude of 500～1200 m， which is mainly concentrated around the four ancestors， five ancestors and Laozu temple， and can plant high-quality Zen tea in a large area; The more suitable areas are mountains and central hills with an altitude of 100 ～ 500 m， which can be planted in a small area; The unsuitable areas are the central hills and southern plains below 100 m above sea level. （3）The meteorological disasters affecting the cultivation of Zen tea mainly include low temperature freezing injury， high temperature heat injury and cloudy and rainy days.

Key words Huang Mei; Zen tea; Climatic suitability; Zoning; Meteorological disasters