貴州省冬季錯季蔬菜氣候適宜性區劃研究

譚 文，左 晉，谷曉平，楊富燕

(1．貴州省山地環境氣候研究所，貴州 貴陽 550002；2．貴州省山地氣候與資源重點實驗室，貴州 貴陽 550002)

1 引言

蔬菜是人民生活中不可缺少的副食品，對保障城市生活、發展農村經濟均具有重要的意義。蔬菜也是貴州農業產業中除茶葉、烤煙外的第三大產業[1]。“十二五”期間，貴州省蔬菜面積達1.37×106hm2，種植規模居全國第十一位。隨著貴州省種植結構進一步調整，大力發展“十三五”山地特色農業，蔬菜種植面積將繼續增加。錯季蔬菜生產可以填補蔬菜淡季缺口、提高復種指數，解決了勞動力閑置的問題，有利于退耕還林和生態建設，在促進貴州省山區農民脫貧致富、推動山區新農村建設方面發揮了重大作用[2]。錯季蔬菜在淡季上市還緩解了市場蔬菜供應緊張的矛盾、豐富了蔬菜品種[3-4]。貴州省屬亞熱帶濕潤季風氣候[5]，冬無嚴寒，夏無酷暑，海拔差異懸殊，具有典型的立體氣候特征，冬春有“天然溫室”區域，夏秋有“天然空調”地帶，為貴州省開展錯季蔬菜生產提供了優越的氣候條件。

目前，已有不少專家針對錯季蔬菜的生產、種植模式、病蟲害防治等相關技術進行了研究，并對貴州省錯季蔬菜的多種高效種植模式進行了深入研究[6-8]。但針對貴州省獨有的氣候環境開展錯季蔬菜生產的氣候適宜區劃尚未見報道，因此，需對貴州省錯季蔬菜的氣候資源利用進行研究，通過對冬季錯季蔬菜的氣候限制因子分析，把農業生態資源的差異性變成蔬菜分類進行區域化生存布局的合理性[9-10]。本研究根據貴州省冬季錯季蔬菜的氣候適宜性指標，利用 GIS 系統，實現氣候精細化區劃，為貴州山區錯季蔬菜發展提供可靠的氣候依據，為貴州省大力發展山地特色農業，促進貴州蔬菜產業快速持續發展提供科學支撐。

2 材料與方法

2.1 數據來源

本文所用氣象資料由貴州省氣象局提供。主要包括:全省85個氣象觀測站1987—2016 年逐日氣溫數據以及貴州省1∶25萬基礎地理信息數據。

2.2 方法

由于85 個氣象觀測站的氣溫資料不能滿足貴州省冬季錯季蔬菜種植精細化氣候區劃需求，因此，建立宏觀氣溫場的氣候學方程[11]，其表達式為[12-13]：

T=T(δ,φ,h)

(1)

也可以簡單表述為：

T=a+b×δ+c×φ+d×h

(2)

式中，T為1月平均氣溫(T1)或者冬半年(10月—次年3月)平均氣溫(Tw)；δ為經度，φ為緯度，h為海拔高度(m)；a、b、c、d為回歸系數。

運用 GIS 系統，可以得到各溫度因子的貴州省精細化分布圖，再將各項指標在 GIS 平臺上進行矢量疊置，即可得到100 m×100 m網格的貴州省冬季錯季蔬菜種植氣候精細化區劃圖。

3 結果與分析

3.1 氣候適宜性評價指標的確定

溫度是錯季蔬菜在冬季能否正常生長最重要的限制性因子，冬半年(10月—次年3月)平均氣溫體現了冬季錯季蔬菜全生育期的熱量條件情況是否能滿足溫熱、溫暖蔬菜生長。同時，貴州省冬季月平均氣溫最低值出現在1月，冬季氣溫過低會影響錯季蔬菜的正常生長，甚至可能導致植株死亡。只有在熱量條件完全滿足的情況下，才能開展冬季錯季蔬菜生產。因此，根據文獻[14-16]，本文選取冬半年平均氣溫和1月平均氣溫作為冬季錯季蔬菜種植氣候適宜性區劃指標。

李桂蓮等[15]根據試驗得出了在適宜的栽培技術下貴州省冬季錯季蔬菜生長的栽培種類和氣候指標(見表1)。

表1 貴州省冬季錯季蔬菜的氣候適宜性區劃指標Tab.1 Climatic indices for suitability regionalization of winter vegetables in Guizhou

利用式(2)以及85個氣象觀測站1987—2016年近30 a的氣候要素與觀測站的地理信息(經度、緯度、海拔高度)，采用多元線性回歸方法，建立基于氣候因子和地理因子的冬季錯季蔬菜種植區劃因子空間分析模型(見表2)。

從表2看出，各方程的F值均通過0.01水平的顯著性檢驗，具有較高的可信度。利用GIS系統，提取貴州區域100 m×100 m 細網格的經度、緯度、海拔高度等地理信息，將其代入表2的各個氣候區劃因子模型。通過計算得到各個氣候區劃因子在100 m網格的分布情況(圖1、圖2)。

表2 冬季錯季蔬菜種植區劃因子空間分析模型Tab.2 Spatial analysis models of regionalization indices for winter vegetables

注：**表示通過 0.01 水平的顯著性檢驗。

Note:** is P<0.01.

3.2 冬半年氣溫空間分布

由圖1可知，貴州省冬半年平均氣溫>12.6 ℃的區域主要分布在省的西南部海拔800 m以下以及海拔400 m以下的赤水河谷地區，該區域為貴州省冬季熱量條件最好地區，冬半年溫度能滿足喜溫蔬菜的正常生長。冬半年平均氣溫在10.1～12.6 ℃之間的區域主要分布在西南部海拔1 000 m以下、東南部海拔600 m以下以及北部海拔600 m以下地區，冬季熱量條件較好，利用農業技術的補充和適宜品種的選取，冬半年溫度也能滿足喜溫蔬菜的正常生長。其余大部冬半年平均氣溫低于10.1 ℃，熱量條件略差，不適宜開展冬季錯季蔬菜的種植。

由圖2可知，貴州省1月平均氣溫>8.4 ℃的區域主要分布在貴州省西南部海拔700 m以下以及海拔400 m以下的赤水河谷地區，溫度條件能保證冬季喜溫蔬菜的正常生長。1月平均氣溫在7.1～8.4 ℃之間的區域主要分布在西南部海拔1000 m以下、東南部海拔600 m以下以及海拔600 m以下的赤水河谷地區，在適宜播期和覆膜等農業技術的補充下，溫度條件也能保證喜溫蔬菜在冬季正常生長。其余大部1月平均氣溫低于7.1 ℃，溫度條件不能保證冬季蔬菜的正常生長，蔬菜遭受低溫凍害的風險大。

圖1 貴州省冬半年平均氣溫分布圖Fig.1 Distribution of winter half year average temperature in Guizhou

圖2 貴州省1月平均氣溫分布圖Fig.2 Distribution of average temperature in January in Guizhou

3.3 區劃結果

根據表1，將圖1、圖2進行疊加運算，得到貴州省冬季錯季蔬菜氣候適宜精細化區劃(圖3)。

3.3.1 溫熱地區 從圖3可以看出，適宜種植番茄、黃瓜、辣椒、豇豆等喜溫地區蔬菜的區域主要分布在海拔700 m以下的冊亨、望謨、羅甸、貞豐以及海拔400 m以下的赤水低熱河谷地區，面積約為6 ×105hm2，占全省總面積的3.3%。該區域為貴州省冬季熱量最好的“天然溫室”，無霜期長，終年氣溫高，夏長冬短或無冬區，1月平均氣溫在8.4 ℃以上，熱量條件均能滿足和保證冬春季錯季蔬菜的正常生長，冬季適宜種植喜溫蔬菜。同時，可通過設施栽培技術，充分利用有利的溫、光資源，以獲取高產。

3.3.2 溫暖地區 從圖3可以看出，較適宜種植萵筍、南瓜、四季豆等喜溫蔬菜的區域主要分布在海拔1 000 m以下的興義、安龍、冊亨、望謨、羅甸、貞豐、紫云、關嶺和海拔600 m以下的從江、榕江、荔波、赤水等地區。面積約為2.3×106hm2，占全省總面積的12.8%。該區域1月平均氣溫在7.1 ℃以上，通過覆膜等農業技術的補充和適宜品種的選取，冬春季亦能為喜溫蔬菜的生長提供足夠的熱量條件。

圖3 貴州省冬季錯季蔬菜適宜性區劃圖Fig.3 Climatic suitability zone for winter vegetables in Guizhou

3.3.3 不適宜區 從圖3可以看出，冬季錯季蔬菜不適宜種植區位于貴州省中部一線以及北部大部地區，面積約為1.47×107hm2，占全省總面積的84.0%。貴州省大部分地區冬季氣溫偏低，冷空氣南下時，易發生低溫雨雪冰凍天氣。1月平均氣溫低于7.1 ℃，熱量條件欠缺，在冬季不能為錯季蔬菜生長提供足夠的熱量條件。

4 結論與討論

①錯季蔬菜的種植是充分利用貴州省獨特的氣候優勢，將自然優勢和地理優勢轉變為經濟優勢，填補了冬春季蔬菜淡季缺口[17]。本研究認為冬季錯季蔬菜適宜種植區主要分布在黔西南州的冊亨、望謨、貞豐和黔南州的羅甸以及遵義市的赤水河谷地區；較適宜區主要分布在興義、安龍、冊亨、望謨、羅甸、貞豐、紫云、關嶺等海拔在1 000 m以下地區，以及從江、榕江、荔波、赤水等海拔在600 m以下地區；其余地區不適宜種植冬季錯季蔬菜。

②氣溫是影響貴州冬季錯季蔬菜栽培的最主要氣候限制性因子。本研究選用的氣溫指標考慮了科學的栽培技術和品種選用等條件，因此，在該區域種植錯季蔬菜時，應注意選用適宜的品種、合理銜接茬口、采用科學的栽培技術。對貴州省冬季開展錯季蔬菜栽培，具一定的指導意義。

③本文僅考慮溫度限制因子，并未對冬季錯季蔬菜栽培的其他氣候要素及全生育期各氣象要素的綜合配置進行分析，今后將研究貴州省冬季錯季蔬菜更加全面的氣候適宜指標及其精細區劃。

④本文僅研究了貴州省錯季蔬菜在冬季的氣候適宜性分布情況，可進一步研究夏秋季錯季蔬菜的適宜性分布，為一年多熟的高效種植模式提供氣候依據。

[1] 劉明智,陳明霞,高建強,等.淺析發展高山反季節蔬菜在貴州生態環境建設中的作用[J].湖北農業科學,2011,50(23):4 876-4 878.

[2] 張雪玉,范水生,朱朝枝.發展高山反季蔬菜調整農業結構的實證分析[J].沈陽農業大學學報(社會科學版),2005,7 (2):200-202.

[3] 魏祥云,李桂蓮,王天文,等.早果菜—水稻—秋冬果菜三熟高效種植模式[J].貴州農業科學,2008,36 (5):139-141.

[4] 李正麗,胡明文,楊新成,等.貴州夏秋反季節無公害蔬菜生產現狀及發展對策[J].長江蔬菜,2012,314(12):89-91.

[5] 何才華.貴州喀斯特環境的幾個問題[J].貴州師范大學學報(自然科學版),1990,8(2):4-7.

[6] 文林宏,李桂蓮,魏祥云,等.“1年3熟”種植模式下秋冬番茄栽培技術[J].中國園藝文摘,2011,27(4):124-125.

[7] 張伯泉.銅仁市高山區季節蔬菜生產適用氣象技術推廣研究[J].貴州氣象，2003，27(5)：29-31.

[8] 李克勤.冊享縣早熟蔬菜種植的氣候發展前景分析[J].貴州氣象，2010，34(3)：31-33.

[9] 董鵬,胡美華,王娟娟,等.云貴高原夏秋蔬菜產業現狀及發展對策[J].中國蔬菜,2016,325(3):1-4.

[10]陳日華,李玉書,黃東林,等.桂林北部山區反季節蔬菜氣候適應性研究[J].農業科學,2013,3(3):64-68.

[11]張茂松,張加云,吉文娟,等.基于GIS的水稻低溫冷害精細化風險區劃——以玉溪市紅塔區為例[J].西南農業學報,2014,27(4):1 723-1 728.

[12]何雨芩,張茂松,黃成兵,等.基于GIS的云南省茶樹種植氣候適宜性區劃[J].安徽農業科學,2015,43 (25):218-221.

[13]莫建國,池再香,湯苾,等.貴州山區紅心獼猴桃種植氣候區劃[J].中國農業氣象,2016,37(1):36-42.

[14]趙夏云,李瓊芬,李從信,等.貴州“1年3季”高效模式下冬春南瓜栽培技術[J].中國園藝文摘,2016,32(8):165-166,174.

[15]李桂蓮,李猛,王在倫,等.貴州低熱地區果菜冬季栽培技術總結[J].貴州農業科學,1993,21 (4):27-30.

[16]蔡霞,李桂蓮,文林宏,等.冬春番茄-水稻-秋冬菜豆1年3熟高效種植模式[J].中國園藝文摘,2016,32(9):180-181.

[17]羅玲.黔西南州反季節蔬菜發展現狀與對策[J].農技服務,2010,27(9):1 245-1 246,1 249.