小议烟叶品质气候型的差异性
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1资料和方法
1.1气象数据湖南省96个气象站1961—2010年逐日温度、降水和日照资料。
1.2主要气候因子选取在前人研究影响烟叶生长和烟叶品质的主要气候因子的基础上[11-20]，结合湖南省烟叶生产实际，选择与烟叶生长、质量等密切相关的6个气候因子作为影响因子。6个气候因子分别为大田期日照、大田期温度、成熟期日照、成熟期后期降水、成熟期昼夜温差和成熟期连续5天最高气温≥35℃高温热害发生机率，由气象站逐日温度、降水和日照资料统计计算得来，为消除各气候因子量纲的影响，将各气候因子进行标准化处理。
1.3研究方法采用主成分分析和聚类分析[21]相结合的方法进行烟叶品质气候分型。首先将6个影响因子做主成分分析，客观确定各影响因子的权重。
2湖南烟叶品质气候分型
利用主成分分析法计算得到的各影响因子的权重见表1。从表中可知，6个因子中，大田期日照、成熟期日照和成熟期的昼夜温差对湖南烟叶品质的形成最为重要。从优质烤烟对光照需求看，充足而不强烈的日照有利优质烟叶的形成，而较大的昼夜温差，也有利于烟叶的生长发育。（市）进行聚类分析，结果见图1。湖南烟叶种植基地可分为3类品质气候区。Ⅰ类品质气候区主要分布在湘西区域，包括石门县、桑植县、慈利县、龙山县、永顺县、花垣县、保靖县、古丈县、泸溪县、凤凰县、新晃县和靖州县。Ⅱ类品质气候区主要分布在湘中、湘东地带，包括宁乡县、临澧县、桃源县、邵阳县、衡阳市、常宁市、衡南县、耒阳市、安仁县、永兴县、宁远县、新田县和嘉禾县。Ⅲ类品质气候区主要分布在湘南，包括江华县、江永县、宜章县、蓝山县、桂阳县、道县、新宁县、隆回县和浏阳市。这与湖南目前种植的烟叶品质分类现状基本相符，大体上都分为湘西、湘中和湘南3类烟叶品质区。
3湖南烟叶品质气候区气候差异性分析
湖南3类烟叶品质气候区6个气候影响因子1961—2010年的多年平均值见表2。笔者主要通过对比各烟叶品质气候区的温光水条件来分析各气候区的气候差异性。
3.1温度条件烤烟是喜温作物，大田期生长过程中最适宜的温度是22~28℃[23]，温度过高会影响烟株正常发育进程，导致烟叶品质下降，温度过低造成烟株的生长过程中光合作用能力变化，抑制烟叶生长，影响烟叶品质。3类烟叶品质气候区的大田期温度均在最适宜的区间，其中以Ⅰ类品质气候区大田期温度最高，在24.4～25.8℃之间，平均为25.1℃，其次是Ⅱ类品质气候区，大田期温度在21.5~23.0℃之间，平均为22.5℃，Ⅲ类品质气候区的大田期温度与Ⅱ类接近，在21.5～23.0℃之间，平均为22.3℃。高温热害是指日最高气温连续5天≥35℃以上的高温天气。烤烟生长期温度高于35℃时，烟株会发生生理代谢紊乱，甚至是结构和功能损伤，最终影响烟叶品质[15]。从3类烟叶品质气候区成熟期高温热害发生机率来看，由高到低依次为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类，热害发生机率分别为97.1%、80.3%和31.6%。Ⅲ类品质气候区高温热害发生机率低，对优质烟叶的形成最有利。昼夜温差是影响烤烟品质的重要因素之一。张家智等[20]研究表明，昼温相同的情况下，随着夜温增加，烟叶中非蛋白氮含量增加，覆盖致香物质发出的香气，品质受到严重影响。Ⅰ类品质气候区的昼夜温差最大，均在8℃以上，平均为8.9℃。Ⅱ类品质气候区的昼夜温差在7.9~9.1℃，平均为8.2℃。Ⅲ类品质气候区的昼夜温差最小，在7.4~8.8℃，平均为8.0℃。
3.2降水条件烤烟生长需水特点是前期少，中期多，后期又少。一般认为，大田期间降水在450~550mm，成熟期降水在120~160mm便可满足生长需要。雨量过多、过少都会影响到烤烟质量，尤其是成熟期降水的多少及其时间分配对质量影响最为明显[8]。从各类品质气候区大田期和成熟期的降水量来看，均能满足烤烟生长所需的总降水量。Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类品质气候区在成熟期后期的降水量分别为194.3mm、208.7mm和234.3mm，与全省其他气象台站成熟期后期的降水量相比，只有Ⅲ类品质气候区的偏多，其他2类的都偏少。
3.3日照条件烤烟在大田生育期的日照时数达到500~700h有利于生产出优质烟叶[15]。日照时数与烟叶品质存在明显的对应关系，烤烟生长前期要求日照较多，干物质累积的增加与日照呈正相关，进入成熟期后，要求日照较少，日照时数与烟叶品质具有负相关的关系[17]。Ⅰ类品质气候区的大田期日照很充足，在612.5~680.4h之间，平均为644.9h，成熟期日照偏多，在423.7~474.6h之间，平均为443.3h。Ⅱ类品质气候区的大田期日照适宜，在539.4~624.4h，平均为567.9h，成熟期日照较多，在383.3~425.9h之间，平均为404.5h。Ⅲ类品质气候区的大田期日照在468.4~594.0h之间，平均为522.5h，部分县（市）的大田期日照时数不满足优质烟叶的生产，成熟期日照偏少，在346.6~416.6h之间，平均为371.0h。
3.4烟叶品质气候区气候特征通过以上各烟叶品质气候区气候差异性的分析，根据生产优质烟叶所需的气候条件，可总结出各烟叶品质气候区的气候特征。Ⅰ类品质气候区大田期热量资源丰富，成熟期日照充裕，昼夜温差大、成熟期后期雨水较少。Ⅱ类品质气候区大田期热量资源适宜，成熟期日照较多，昼夜温差大，高温热害发生机率较高。Ⅲ类品质气候区大田期热量资源适宜，成熟期日照较少，昼夜温差较大，高温热害发生机率较低。
4湖南烟叶品质气候区划
根据气候相似性的原理，利用改进的欧式距离计算湖南未种植烟草县（市）各气象站与3类烟叶品质气候区的相似距离，取相似距离最小的为该县（市）的烟叶品质气候类型，区划结果如图2所示。区划结果给出了湖南未种植烟草的县（市）在种植烤烟后可能出现的烟叶品质。全省3类烟叶品质气候类型中，以Ⅰ类和Ⅱ类品质气候区的气候相似区居多，Ⅰ类品质气候区分布在湘西，包括张家界、自治州和怀化的所有县（市），以桑植县、花垣县、靖州等为代表。Ⅱ类品质气候区主要分布在湘中一带，包括邵阳东部、永州北部、郴州中北部、株洲、衡阳、娄底的大部、常德西北部等地，以桃源县、邵阳县、永兴县、宁远县等为代表。Ⅲ类品质气候区主要分布在湘南南部和湘东北等地，包括郴州南部、永州南部、岳阳东北部、常德东部、益阳大部及邵阳西部等地，以江华县、隆回县和宜章县为代表。
5结论及讨论
（1）在总结前人研究影响烟叶生长和烟叶品质的气候因子的基础上，结合湖南省烟叶生产实际，选取了与烟叶生长、质量等密切相关的大田期日照、大田期温度、成熟期日照、成熟期后期降水、成熟期昼夜温差和成熟期连续5天最高气温≥35℃高温热害发生机率6个气候因子作为影响因子，并采用主成分分析的方法确定了各影响因子的权重，结果表明大田期日照、成熟期日照和成熟期的昼夜温差对湖南烟叶品质的形成最为重要。
（2）通过湖南烟叶种植区气候的差异性分析，可将湖南烟叶品质划分为3类品质气候区，这3个气候区的气候各具特点，Ⅰ类品质气候区大田期热量资源丰富，成熟期日照充裕，昼夜温差大、成熟期后期雨水较少。Ⅱ类品质气候区大田期热量资源适宜，成熟期日照较多，昼夜温差大，高温热害发生机率较高。Ⅲ类品质气候区大田期热量资源适宜，成熟期日照较少，昼夜温差较大，高温热害发生机率较低。
（3）根据气候相似性的原理，进行了湖南烟叶品质气候区划，推断了湖南未种植烟草区域烟叶的品质与风格，全省以Ⅰ类和Ⅱ类品质气候区居多，其次是Ⅲ类品质气候区。Ⅰ类品质气候区主要分布在湘西，Ⅱ类品质气候区主要分布在湘中一带，Ⅲ类品质气候区主要分布在湘南南部和湘东北等地。前人关于典型烟区气候差异性分析的研究已很多，基于这种研究思路，笔者在烟叶品质资料短缺的情况下，依据气候因子是影响烟叶品质形成的主要生态因子这个前提条件，根据气候的差异性，提出了烟叶品质气候区的概念，为烟叶品质区划提供了一种切实可行的新思路。由于影响烟叶品质形成的因素复杂，因此单纯从气候的角度对湖南烟叶品质来进行品质分型具有一定的局限性，但该研究结果能为今后无烟叶种植区的烟草种植布局以及深入开展特色烟叶研究提供理论指导。
作者：张超陆魁东黄晚华张国君单位：湖南省气象科学研究所
