湖北省煙區(qū)氣象條件及服務(wù)需求調(diào)查與分析

劉 軍，劉 靜，曾 琦，劉 陽，李京成，陳 城，敖銀銀

（1.湖北省氣象服務(wù)中心，武漢 430205；2.中國煙草總公司湖北省公司，武漢 430030；3.湖北省煙草公司十堰市公司，湖北 十堰 442012；4.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；5.湖北省公眾氣象服務(wù)中心，武漢 430074）

氣象與煙葉生產(chǎn)密切相關(guān)，氣象條件對(duì)煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量至關(guān)重要，也是影響煙葉病害發(fā)生區(qū)域、時(shí)段、程度的重要因素［1，2］，精準(zhǔn)的氣象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及服務(wù)能夠?yàn)闊熑~農(nóng)事活動(dòng)提供決策依據(jù)［3-6］。一些學(xué)者［7，8］通過調(diào)查與分析，認(rèn)為頻發(fā)的氣象災(zāi)害和病蟲害是影響煙葉生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的因素。李建平等［9］調(diào)研發(fā)現(xiàn)，煙草部門對(duì)氣象災(zāi)害的關(guān)注程度和對(duì)煙草氣象服務(wù)的需求越來越高。湖北省煙葉大田期（移栽到采收）為4 月中下旬到9 月，這段時(shí)間正好與汛期時(shí)段重合，極端災(zāi)害天氣頻發(fā)，孟丹等［10］利用GIS 分析湖北省煙區(qū)氣候特征表明，湖北省煙區(qū)連陰雨和暴雨危險(xiǎn)性北低南高，干旱危險(xiǎn)性北高南低，高海拔、低海拔地區(qū)危險(xiǎn)性較大的分別為低溫冷害、高溫?zé)岷?。王苗等?1］預(yù)測(cè)未來湖北省整體氣溫將升高，湖北省煙區(qū)西北部降水減少4%，其他地區(qū)增加4%～16%。氣象災(zāi)害和氣候變化帶來的影響成為湖北省煙葉高質(zhì)量發(fā)展的主要障礙。

在開展專業(yè)氣象服務(wù)前，需要對(duì)服務(wù)對(duì)象進(jìn)行充分調(diào)研。有關(guān)新能源、電力、交通等行業(yè)開展的調(diào)研較多，國內(nèi)針對(duì)煙草行業(yè)開展的較少［9］。2012 年起湖北省煙葉種植區(qū)域有了較大調(diào)整，氣象災(zāi)害導(dǎo)致的損失仍較重，鑒于此，為了解湖北省煙區(qū)氣象條件對(duì)煙葉生產(chǎn)的影響及煙草氣象服務(wù)需求，于2020年8 月—2021 年7 月在總結(jié)以往煙草氣象服務(wù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合煙區(qū)實(shí)際情況，開展多次湖北省煙區(qū)煙草氣象服務(wù)、人影工作、氣象站點(diǎn)情況等調(diào)研，調(diào)研結(jié)果可為制定湖北省煙草氣象周年服務(wù)方案提供依據(jù)和參考，以期為湖北省煙草氣象研究明確方向和重點(diǎn)。

1 資料與方法

調(diào)研基本情況見表1。調(diào)研走訪了湖北省主要煙區(qū)的部分種植村、容易出現(xiàn)病害和災(zāi)害性天氣的種植區(qū)、煙葉受損區(qū)域、人影作業(yè)點(diǎn)、煙草氣象站點(diǎn)等，與煙區(qū)煙葉生產(chǎn)管理人員、一線技術(shù)人員、煙農(nóng)、政府管理人員、氣象服務(wù)人員進(jìn)行座談交流，并下發(fā)問卷調(diào)查表。調(diào)研主要圍繞以下內(nèi)容進(jìn)行：①湖北省煙葉種植概況；②氣象站點(diǎn)及人影作業(yè)點(diǎn)調(diào)查；③種植區(qū)域的影響因素；④氣候變化對(duì)煙葉生產(chǎn)的影響；⑤種植區(qū)的主要?dú)庀鬄?zāi)害與病蟲害；⑥煙草氣象服務(wù)需求調(diào)查等。

表1 調(diào)研基本情況

2 結(jié)果與分析

2.1 湖北省煙區(qū)及煙草生育期概況

湖北省煙葉種植區(qū)主要分布在鄂西的恩施土家族苗族自治州（以下簡稱恩施州，包括恩施市、利川市、建始縣、巴東縣、宣恩縣、咸豐縣、來鳳縣、鶴峰縣）、十堰市（包括鄖西縣、竹山縣、竹溪縣、房縣、丹江口市）、襄陽市（包括南漳縣、?？悼h、棗陽市）、宜昌市（包括興山縣、秭歸縣、長陽土家族自治縣、五峰縣）等20 個(gè)地區(qū)，調(diào)研的煙葉類型有烤煙、晾曬煙（白肋煙、馬里蘭煙、雪茄煙），以烤煙為主。海拔范圍為150～1 400 m，其中600～1 300 m 為主要的煙葉種植帶。湖北省主要發(fā)展“清江源”“金神農(nóng)”“楚雪”等特色煙葉品牌［12］。

按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》［13］選取從移栽到煙葉采收完畢為大田期，為了便于統(tǒng)計(jì)，將大田期劃分為伸根期（移栽至團(tuán)棵期）、旺長期（團(tuán)棵期至現(xiàn)蕾期）、成熟期（現(xiàn)蕾期至煙葉采收完畢）。調(diào)查表中選取低山（800 m 以下）、二高山（800～1 200 m）、高山（1 200 m以上）3 個(gè)海拔段對(duì)湖北省煙區(qū)煙草的生育期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，二高山和高山煙區(qū)烤煙移栽期為4 月21 日（咸豐縣）至5 月11 日（興山縣），煙葉采收完畢日為9 月1 日（鄖西縣）至25 日（秭歸縣、興山縣），各生育期日數(shù)伸根期約為30 d、旺長期約為30 d、成熟期為60～80 d，大田期為120～140 d；雪茄煙大田期為4 月下旬至8 月下旬，共100～120 d；白肋煙和馬里蘭煙大田期為5 月20 日至9 月10 日，約120 d。

2.2 氣象站點(diǎn)及人影作業(yè)點(diǎn)分布

湖北省煙田、氣象站和人影作業(yè)點(diǎn)分布見圖1、圖2。湖北省煙區(qū)已建設(shè)自動(dòng)氣象觀測(cè)站896 個(gè)（氣象部門建設(shè)862 個(gè)，煙草局自建、共建氣象站34 個(gè)），其中，國家級(jí)地面氣象觀測(cè)站20 個(gè)、煙草氣象站（溫度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度、總輻射、紫外輻射、日照、低溫、土壤水分等）34 個(gè)、六要素氣象站（溫度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度、氣壓）82 個(gè)、四要素氣象站（溫度、降雨量、風(fēng)速、風(fēng)向）267 個(gè)、兩要素氣象站（溫度、降雨量）50 個(gè)、單要素區(qū)域氣象站（降雨量）443 個(gè)。人影作業(yè)點(diǎn)257 個(gè)，其中，固定人影作業(yè)點(diǎn)155 個(gè)，移動(dòng)人影作業(yè)點(diǎn)102 個(gè)。

圖2 湖北省煙區(qū)人影作業(yè)點(diǎn)分布

氣象站點(diǎn)多以山洪項(xiàng)目所建的單要素和四要素站點(diǎn)居多，且氣象站點(diǎn)與煙田重合度不高。省級(jí)煙草科研部門自建的氣象站點(diǎn)因?yàn)闆]有專業(yè)維護(hù)，導(dǎo)致氣象站工作一段時(shí)間后數(shù)據(jù)可用率不高，只有十堰市煙草部門委托氣象部門建設(shè)和維護(hù)的約12 個(gè)煙區(qū)氣象站觀測(cè)質(zhì)量合格。同時(shí)，煙區(qū)高海拔地區(qū)，小氣候特征明顯，差異較大。因此，僅使用常規(guī)氣象站的資料難以精確地反映煙田的氣象環(huán)境，無法滿足煙草氣象研究和氣象服務(wù)的需求。人影作業(yè)點(diǎn)分布不均，未能覆蓋全部煙區(qū)，由于種植高度抬升以及輪作需要，2022 年湖北省煙區(qū)與10 年前相比發(fā)生了較大變化，而人影作業(yè)點(diǎn)則難以移動(dòng)，導(dǎo)致二者不重合，出現(xiàn)了一些煙區(qū)沒有人影作業(yè)點(diǎn)。

2.3 影響種植區(qū)域的因素

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，決定湖北省煙草種植區(qū)域的主要因素有當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件、交通狀況，病蟲害危害程度，產(chǎn)出煙葉的質(zhì)量、產(chǎn)量、風(fēng)格，氣象災(zāi)害，土壤條件變化（酸化、貧瘠、水土流失等），氣候變化（如4月、5 月升溫明顯），其他（種植鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域及耕地面積、土地與勞動(dòng)優(yōu)勢(shì)）。統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表2）表明，巴東縣、宣恩縣、鄖西縣、竹山縣、丹江口市、棗陽市、長陽土家族自治縣煙區(qū)主要影響因素為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件、交通狀況；恩施市、來鳳縣、咸豐縣、房縣煙區(qū)主要的影響因素為病蟲害危害程度；鶴峰縣、利川市、建始縣、竹溪縣、興山縣、秭歸縣煙區(qū)主要的影響因素為產(chǎn)出煙葉的質(zhì)量、產(chǎn)量、風(fēng)格；保康縣、南漳縣煙區(qū)主要的影響因素為氣候變化；五峰縣煙區(qū)主要的影響因素為土壤條件變化。其中，產(chǎn)出煙葉的質(zhì)量、產(chǎn)量、風(fēng)格和氣象災(zāi)害是影響所有煙區(qū)的因素。

表2 影響湖北省煙區(qū)種植區(qū)域的因素

2.4 氣候變化對(duì)煙葉生產(chǎn)的影響

調(diào)研結(jié)果表明，湖北省煙區(qū)大部地區(qū)氣溫呈增長趨勢(shì)，導(dǎo)致移栽期提前，種植海拔也明顯升高。災(zāi)害性天氣的增多，致使煙葉葉片受損、品質(zhì)下降，病蟲害增多，基礎(chǔ)設(shè)施受損，煙農(nóng)效益下降，植煙的區(qū)域發(fā)生變化等。煙區(qū)利用科學(xué)手段避免或減輕氣候變化帶來的影響，如大棚育苗以及在倒春寒較為突出的煙區(qū)適當(dāng)推遲育苗期，盡量避免前期低溫、冷害、凍害的影響；壟作、覆膜能有效避免降水偏多、氣溫偏低等不利影響；開挖煙田排水溝積極防范極端降水天氣造成煙田內(nèi)澇等。興山縣煙區(qū)推廣地布濕潤育苗，提高育苗基質(zhì)夜間的最低溫度，促進(jìn)種子萌發(fā)和煙苗生長；恩施州煙區(qū)推廣0.01 mm 銀黑雙色地膜，有效地緩解了夏季水分蒸發(fā)及土溫急劇變化等不利影響；咸豐縣、宣恩縣等部分煙區(qū)推廣膜下小苗移栽，具有抗旱節(jié)水保墑的效果，促進(jìn)煙苗早生快發(fā)、提高煙苗成活率［14］；十堰市煙區(qū)通過井窖小壯苗移栽將移栽期提前，降低了6 月中下旬干旱對(duì)低海拔煙葉的不利影響，也使高海拔煙葉采收提前，避開了秋澇的影響［15］。

2.5 煙葉種植主要?dú)庀鬄?zāi)害與病害

對(duì)湖北省煙區(qū)主要?dú)庀鬄?zāi)害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按排名第一取8 分、排名第二取7 分，以此類推排名第八取1 分，由表3 可知，湖北省煙區(qū)主要?dú)庀鬄?zāi)害按影響程度排序，從高到低依次為連陰雨、冰雹、高溫干旱、暴雨洪澇、低溫寡照、大風(fēng)、冷害、凍害，得分分別為117、112、88、87、81、78、34、12 分。連陰雨易造成土肥流失或倒伏減產(chǎn)，導(dǎo)致光合作用不足影響煙葉品質(zhì)，長時(shí)間連陰雨還誘發(fā)病蟲害；冰雹發(fā)生時(shí)，輕者葉片受損影響品質(zhì)和產(chǎn)量，重者減產(chǎn)或絕收；高溫干旱影響煙葉水分代謝，導(dǎo)致品質(zhì)下降，誘發(fā)病蟲害；暴雨洪澇易造成煙葉倒伏、斷根和減產(chǎn)，雨水沖刷導(dǎo)致肥力下降影響品質(zhì)，長時(shí)間侵泡（3～6 h）導(dǎo)致爛根、死苗；低溫寡照導(dǎo)致光合作用不足影響煙葉品質(zhì)，誘發(fā)病蟲害；5 級(jí)以上大風(fēng)對(duì)煙葉影響較大，現(xiàn)蕾期易成災(zāi)，輕則擦破葉片影響品質(zhì)，重則煙株倒伏或葉片折斷造成減產(chǎn)，大風(fēng)還傳播煙葉病害；煙苗生長期，遇到10 ℃以下低溫天氣會(huì)造成冷害，遇到0 ℃以下低溫天氣會(huì)造成凍害，多見高海拔地區(qū)，冷害致使物質(zhì)積累不充分，導(dǎo)致品質(zhì)下降，凍害輕則導(dǎo)致葉片出現(xiàn)萎蔫或枯死，重則使煙株死亡。

表3 影響湖北省煙區(qū)種植的主要?dú)庀鬄?zāi)害排名

根據(jù)問卷調(diào)查表中“危害嚴(yán)重的氣象災(zāi)害主要發(fā)生在哪個(gè)生育期內(nèi)？”1 項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，恩施州煙區(qū)主要為移栽期和伸根期的連陰雨、低溫寡照、冷害、凍害，成熟期的冰雹、大風(fēng)、暴雨洪澇、極端高溫、干旱；十堰市煙區(qū)主要為移栽期至旺長期的極端高溫、干旱，成熟期的連陰雨、低溫寡照；襄陽市煙區(qū)主要為伸根期的干旱，旺長期和成熟期的冰雹、大風(fēng)、洪澇；宜昌市煙區(qū)主要為苗期的凍害，伸根期的高溫干旱、連陰雨、低溫寡照，成熟期的高溫干旱、連陰雨、低溫寡照、冰雹、風(fēng)災(zāi)。

湖北省煙區(qū)主要病毒病為馬鈴薯Y ?。ㄍL期多雨多發(fā)，可流水傳染）；細(xì)菌病為青枯?。ǔ墒炱谇岸喟l(fā)，與高溫高濕天氣有關(guān)）、野火?。▓F(tuán)棵期、旺長期遇雨晴交替天氣易發(fā)）；真菌病為赤星病（成熟期多發(fā)）、黑頸病（打頂期易發(fā)）、靶斑病（從苗期至煙葉成熟時(shí)均可發(fā)生，危害葉片和莖部），均與高溫高濕天氣有關(guān)。

2.6 產(chǎn)區(qū)氣象服務(wù)需求調(diào)查

調(diào)研前氣象部門僅為煙草部門提供常規(guī)的短期、中長期天氣預(yù)報(bào)，調(diào)研后增加了關(guān)鍵生育期的農(nóng)事氣象服務(wù)，如移栽期的低溫陰雨、生長過程中的極端天氣預(yù)報(bào)、采烤后期的寒潮預(yù)報(bào)等，為農(nóng)事活動(dòng)，如移栽、打頂、采收等，田間管理如施肥、噴藥等的時(shí)間選定提供了決策依據(jù)；增加了煙區(qū)人工影響天氣指導(dǎo)產(chǎn)品，提高了增雨防雹效果；開發(fā)了疊加煙田的智能網(wǎng)格產(chǎn)品，展示精細(xì)化的天氣實(shí)況和預(yù)報(bào)。后期還將提高煙葉關(guān)鍵生育期中長期天氣預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度和預(yù)警時(shí)效，加快對(duì)極端天氣預(yù)報(bào)的更新頻率，增加大田期趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為煙葉生產(chǎn)管理者預(yù)測(cè)年度煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量提供重要參考依據(jù)以及其他相關(guān)服務(wù)。

冰雹對(duì)煙葉的傷害是毀滅性的，湖北省煙區(qū)整體人影作業(yè)效果較好，但也存在人影站點(diǎn)作業(yè)范圍未全覆蓋煙區(qū)、冰雹預(yù)警不及時(shí)、空域管制等問題導(dǎo)致冰雹成災(zāi)。需合力推動(dòng)人影站點(diǎn)全覆蓋、新一輪標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，加強(qiáng)人影人才隊(duì)伍建設(shè)，探索建立作業(yè)隊(duì)伍的規(guī)范化長效管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)人影作業(yè)能力、管理水平、服務(wù)效益全面提升。

對(duì)各生育期與氣象條件的關(guān)系、病蟲害的氣象誘發(fā)機(jī)理等認(rèn)識(shí)上，煙草與氣象部門都只是經(jīng)驗(yàn)性的認(rèn)識(shí)和總結(jié)。育苗、移栽等生育期前煙草部門通過當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的氣象服務(wù)產(chǎn)品和多年總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)估，然后指導(dǎo)煙農(nóng)進(jìn)行生產(chǎn)。在分析病蟲害的氣象誘發(fā)條件時(shí)，描述為“高溫高濕”“中溫高濕”等，沒有具體的氣象條件指標(biāo)。需要圍繞煙區(qū)關(guān)鍵生育期氣象指標(biāo)、氣候適宜性、極端氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警及人工防雹技術(shù)優(yōu)化等開展科技攻關(guān)，盡快形成煙草氣象服務(wù)指標(biāo)體系，變被動(dòng)式防治為主動(dòng)防范。

3 小結(jié)與討論

精準(zhǔn)的氣象數(shù)據(jù)是煙草氣象研究和服務(wù)的基礎(chǔ)，湖北省煙區(qū)氣象站點(diǎn)資料已無法滿足相關(guān)需求，可整體規(guī)劃建設(shè)煙草氣象觀測(cè)網(wǎng)，根據(jù)煙葉生長習(xí)性設(shè)置觀測(cè)要素，合理布局站點(diǎn)位置獲取煙區(qū)氣象數(shù)據(jù)。同時(shí)一些學(xué)者［16-18］對(duì)再分析資料和模式數(shù)據(jù)在部分地區(qū)的適用性進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明其可作為一些氣象要素時(shí)空特征分析的替代資料，今后可利用在湖北省煙區(qū)適用性較好的再分析資料和模式數(shù)據(jù)對(duì)氣象站點(diǎn)較少的煙區(qū)進(jìn)行氣候特征分析。

湖北省煙區(qū)氣象災(zāi)害頻發(fā)，氣象部門在加強(qiáng)煙葉生產(chǎn)氣象服務(wù)的基礎(chǔ)上，可開展基層煙站、烤房、晾房合理選址的氣象風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，煙葉物流配送的交通氣象保障服務(wù)等。氣候變化對(duì)煙草種植影響較大，但調(diào)研中很多煙區(qū)認(rèn)為氣候變化不會(huì)對(duì)種植區(qū)域產(chǎn)生太大的影響。可能由于在很多地區(qū)煙葉是經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，即使氣候變化對(duì)煙葉種植有較大影響，當(dāng)?shù)匾仓荒苓x擇利用科學(xué)手段避免或減輕這些影響，不會(huì)輕易改變種植區(qū)域，所以更加需要?dú)庀蟛块T深入地研究氣候變化對(duì)煙葉的影響，提出科學(xué)的對(duì)策和建議。連陰雨、冰雹、高溫干旱、暴雨洪澇、低溫寡照、大風(fēng)、冷害、凍害等是湖北省煙區(qū)的主要?dú)庀鬄?zāi)害，應(yīng)加強(qiáng)煙區(qū)氣象災(zāi)害發(fā)生規(guī)律和致災(zāi)機(jī)理的研究，建立災(zāi)后評(píng)估機(jī)制，提出科學(xué)應(yīng)對(duì)措施。

加強(qiáng)分析湖北省煙區(qū)氣候與煙葉品質(zhì)、產(chǎn)量的關(guān)系，進(jìn)一步確定影響煙葉種植的關(guān)鍵氣候因子，對(duì)移栽期的確定，人工調(diào)控部分生育期氣象條件，確保煙葉優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)意義重大。對(duì)湖北省煙區(qū)進(jìn)行氣候適宜性區(qū)劃研究，為湖北省煙葉優(yōu)化種植布局提供科學(xué)依據(jù)。氣象部門和煙草部門應(yīng)通力合作，圍繞煙葉生產(chǎn)需求，豐富產(chǎn)品類型，提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率、服務(wù)針對(duì)性，做實(shí)做細(xì)氣象服務(wù)，并通過高效的傳播手段，讓煙草管理者、技術(shù)員和煙農(nóng)及時(shí)接收到服務(wù)產(chǎn)品，采取有效措施，減輕氣象災(zāi)害損失。