福建省藍莓種植氣候適宜性區劃

肖秀珠，劉佳明，孫朝鋒，陳家金

福建省藍莓種植氣候適宜性區劃

肖秀珠1，劉佳明1，孫朝鋒2，陳家金2**

（1．福建省龍巖市氣象局，龍巖 364000；2．福建省氣象服務中心，福州 350001）

利用福建省66個國家氣象觀測站1960?2018年氣象資料以及地理信息資料、藍莓生育期調查和文獻查閱資料，構建了影響藍莓種植生產的休眠期冷溫指數、開花期低溫指數、果實發育期降水指數三個氣候因子指標，采用歸一化法、權重系數法等數理統計方法計算指標權重和氣候適宜性指數，開展基于GIS的全省藍莓氣候適宜性區劃。結果表明：福清以南沿海一帶冬季冷溫量不足，不適宜藍莓生產種植；南平市、三明市、龍巖市的中高海拔山區，雖然冬季冷溫條件適宜藍莓完成休眠，但春季低溫凍害較頻繁、雨季降水偏多，屬于藍莓種植的次適宜區，種植藍莓需要采取有效的防寒防凍措施；寧德市、福州市、莆田市、泉州市和漳州市的內陸山區，南平市、三明市和龍巖市的低海拔地域，冬季冷溫累積時數較長，春季凍害發生頻率相對較低，雨季降水較為適宜，該區域為福建省藍莓種植的適宜區，種植藍莓可獲得較好的經濟效益。

藍莓；氣候適宜性；區劃；冷溫指數；低溫指數；降水指數

藍莓屬杜鵑花科越橘屬，為多年生落葉或常綠灌木，藍莓因果實中含有豐富的營養成分、具有較高的保健功能而越來越受到人們喜愛，藍莓價值高、需求量大，發展藍莓產業將獲得顯著的經濟效益，部分國家和地區開始大規模種植。藍莓可分為矮叢、高叢和兔眼三大類，高叢藍莓又分為北方高叢、南方高叢和半高叢藍莓，其中南方高叢藍莓原產于美國佛羅里達州，喜濕潤、溫暖氣候條件，對冷溫需要量較低，適合在華中、華南區域發展栽培。目前國內藍莓主要分布在遼寧、吉林、山東、貴州、浙江、江蘇等地[1?2]，湖南、江西、福建、廣東等地也有一些零散的藍莓種植區域。北美藍莓主產區于6?9月供應市場，中國北方藍莓果實成熟期也多在7月以后，而福建等南方產區藍莓可在4?6月成熟上市，填補了藍莓鮮果市場的真空期，因此，藍莓作為福建新型果樹品種，具有經濟效益高、結果期早等優點。據福建省最大的藍莓生產基地—長汀縣濯田鎮藍莓基地調查了解，該地藍莓平均產量在7500kg·hm?2左右，盛產年份每公頃收入超15萬元，與其它經濟作物相比，種植藍莓的經濟效益突顯。此外，引種藍莓可調整和優化福建果樹種植結構，促進現代農業發展和果農增收。

國內外在作物氣候適宜性區劃方面開展了大量的研究，采用層次分析法、加權指數法、聚類分析法、空間分析法等各種方法開展不同作物的氣候適宜性區劃[3?7]。隨著地理信息技術的發展，基于GIS的精細化氣候適宜性區劃為農業生產發揮區域氣候資源、趨利避害、提高農產品品質和農業結構規劃調整提供了決策支持[8?14]。國內針對藍莓的生產種植及適宜性區劃也開展了一些研究，其中，崔晉亮等[15]利用最大熵模型開展了藍莓的適生性研究，確定了藍莓在全球及中國的潛在分布區；梁平等[16]開展了藍莓萌芽氣象指標的研究及應用，摸清了藍莓萌芽所需的積溫條件，為藍莓灰霉病防治提供依據；張帥等[17]結合數字高程資料，根據藍莓生長過程中對土壤及溫度條件的要求，對貴州藍莓進行了生態適宜性區劃；貴州、湖南、福建等省也先后開展了區域性藍莓種植的氣候條件分析[18?20]。

由于藍莓在福建的種植起步較晚，目前沒有針對福建全省的藍莓種植氣候適宜性區劃，大部分藍莓種植基地因不了解藍莓種植的氣候條件，導致藍莓災害多、產量低、品質差，投資生產回報率低甚至造成虧損。本研究以適合在華南區域種植的南方高叢藍莓為研究對象，確定藍莓氣候適宜性表征指標，采用專家打分法確定各指標權重，計算藍莓氣候適宜性指數，基于GIS技術開展福建省藍莓種植精細化氣候適宜性區劃，評估福建復雜地形下藍莓氣候適宜性，以期為藍莓園區規劃和合理引種提供科學依據，提高藍莓種植生產的成功率，增加經濟效益。

1 資料與方法

1.1 基本資料及其來源

氣象資料來源于福建省氣象局提供的66個國家氣象觀測站1989?2018年逐月平均氣溫、降水量、日照時數以及12月?翌年2月逐時氣溫資料，1960?2018年3月日最低氣溫資料；全省17個藍莓種植點資料來源于福建各地市農業部門調研及文獻資料；地理信息資料來源于“數字福建”提供的基礎地理背景資料，包括DEM、行政邊界等數據。福建藍莓種植點及國家氣象觀測站點分布見圖1。

圖1 福建省藍莓種植點（17個）和國家氣象觀測站（66個）的分布

1.2 方法及思路

查閱藍莓生產基地的實地調查和文獻資料，確定福建省藍莓生長的關鍵生育期，通過分析研究關鍵生育期的氣候因子及氣象災害發生情況，確定影響藍莓生長的主要氣象因子；其次，利用氣象資料分析計算各氣象站點歷年主要氣象因子的分布特征，采用歸一化、專家打分法進行分析、驗證、修正確定各指標分級閾值[8]；第三步，綜合參考文獻，結合專家、種植戶等調查結果，賦予各指標因子相應權重，計算福建省藍莓的氣候適宜性綜合指標；第四步，利用SPSS統計軟件建立氣象站點氣候因子與地理信息因子的地理推算模型[11]，開展基于GIS的福建藍莓氣候適宜性單因子和綜合因子區劃。

2 結果與分析

2.1 各站點藍莓種植氣候適宜性評價

2.1.1 指標選取及計算

根據全省17個藍莓種植點的調查結果，福建省藍莓種植開始于2011年，種植品種為南方高叢和兔眼藍莓，其中南方高叢藍莓口感好、產量高，推廣種植優勢更明顯。福建藍莓一般于2?6月先后完成葉芽發育、枝條生長、花芽分化、開花結果、果實成熟等重要過程，其中3?4月開花結果、5?6月果實成熟采摘；7月藍莓果實采摘結束后進入植株修整、秋梢抽條階段，12月?翌年2月進行二次剪枝，植株處于休眠期。通過生產調查和文獻查閱，南方高叢藍莓要求冬季≤7.2℃冷溫時數達到200h以上才能完成休眠[16?19]，冷溫累積量不足會導致花芽分化不良，嚴重影響開花坐果；春季3?4月寒潮凍害會影響藍莓開花受精而不結實，造成大量落花落果[16]；雨季5?6月長時間降水容易造成藍莓果實開裂或腐爛[16]。因此，確定休眠期、開花結果期、果實發育期是福建藍莓的關鍵生育期，選取休眠期（12月?翌年2月）冷溫指數、開花期（3月）低溫指數及果實發育期（5?6月）降水指數作為福建省藍莓種植生產的主要氣候適宜性指標。

（1）冷溫指數（ST）是表征藍莓冬季期間低溫寒積量的指標。利用各氣象觀測站12月?翌年2月逐時氣溫資料，將小時氣溫≤7.2℃的低溫時數累積，即為各站冷溫指數。

（2）低溫指數（Td）是表征藍莓開花期（3月）低溫強度和頻率的指標。選取各氣象站3月極端最低氣溫作為低溫強度，低于0℃的低溫天氣出現頻率作為低溫頻率，利用歸一化方法對低溫強度和頻率分別進行0～1之間的指數化處理，最后再對低溫強度和頻率指數進行等權平均后獲得各站低溫指數。

（3）降水指數（R）表征降水對藍莓果實生長發育的影響程度，采用各氣象觀測站5月和6月平均月降水量計算各站降水指數。

各指標計算公式見表1。

在南方高叢藍莓休眠、開花結果、果實發育等關鍵時期，福建省氣溫、降水、日照等氣候特征表現為，冬季（12月?翌年2月）低于7.2℃的冷溫累積時數東南部沿海不足200h，部分縣低于100h，閩南內陸及閩北沿海可達200h以上，內陸山區冷溫時數可達500h以上，閩西北高山區冷溫時數甚至超過1500h。3月開花期，閩北及閩中部高山區極端最低氣溫低于?4℃，低于0℃低溫天氣出現頻率達50%以上，不利開花結果；閩西南區域極端最低氣溫在?4～0℃，低溫出現頻率大部分在10%～30%，應采取防寒措施、避免落花落果；閩南沿海區域常年最低氣溫在0℃以上，無凍害天氣發生。5?6月是福建多雨季節，降水分布從閩西北山區向東南部沿海遞減，西北部部分月降水量超過300mm，東南部沿海地區月平均降水量大致在200～250mm。3?6月藍莓開花?果實成熟期間，月平均日照時數基本在100～120h，空間分布差異較小。

表1 各氣候區劃指標的計算公式

注：ht為冬季（12月?翌年2月）小時平均氣溫≤7.2℃的時數；T為3月最低氣溫歸一化值，ti為某站點低溫，tmax為全省低溫最大值，tmin為全省低溫最小值；P為3月低于0℃低溫出現頻率的歸一化值，pi為某站點低溫頻率，pmax為全省低溫頻率最大值，pmin為全省低溫頻率最小值；R為雨季月平均降水量，R5和R6分別為5月、6月降水量。

Note: htis the hours of hourly temperature ≤7.2℃ during December to next February. T is the normalized value of the average low temperature in March, tiis the minimum temperature at any station, tmaxis the highest value of low temperature of 66 stations, tminis the minimum value of low temperature of 66 stations; P is the normalized value of the frequency of low temperature below 0℃ in March, piis the frequency of low temperature, pmaxis the highest value of low temperature frequency, pminis the minimum frequency of low temperature; R is precipitation, R5and R6are the precipitation in May and June.

2.1.2 指標的分等定級

根據各站點1960?2018年氣象資料統計分析，計算得到休眠期冷溫指數、開花期低溫指數、果實發育期降水指數3個指標，將各指標按照不同閾值劃分為適宜區、次適宜區、不適宜區（表2）。其中，冷溫指數超過500h為適宜區，不足200h為不適宜區，200～500h為次適宜區；低溫指數低于0.5為適宜區，大于0.8為不適宜區，0.5～0.8為次適宜區；降水指數120～225mm為適宜區，225～300mm為次適宜區，超過300mm為不適宜區。

2.1.3 氣候適宜性指數

對冷溫指數、低溫指數及降水指數3個指標分級后，對適宜區、次適宜區、不適宜區按3、2、1進行等級賦值，根據農業、氣象專家對各指標的影響重要性進行打分，取均值作為權重系數，確定出三個指標的權重系數分別為0.6、0.2、0.2，并利用各指標的等級值和權重，加權計算得出各站點的氣候適宜性綜合指數，并根據氣候適宜性指數進行藍莓綜合氣候適宜性區劃，綜合指數大于2.3為適宜區，2.0～2.3為次適宜區，低于2.0為不適宜區（表3）；同時考慮冬季冷溫累積量是南方藍莓生長發育的限制性條件，因此，當區域冷溫指數等級為1時，則直接判定該區域為不適宜區[17?19]。

表2 氣候適宜性區劃指標分級標準

表3 各站點藍莓氣候適宜性評價及等級

（續表）

注：等級3是適宜區，2是次適宜區，1是不適宜區。

Note:grade of 3 is suitable area, grade of 2 is sub-suitable, grade of 1 is unsuitable area.

2.1.4 地理推算模型

選取冷溫指數、低溫指數、降水指數3個影響藍莓生長發育、產量和品質形成的主要氣象因子，分別建立各氣象指標與經度、緯度、海拔高度以及離海距離4個地理信息因子的地理推算模型。利用GIS技術進行地理插值推算，將氣象站點數據演變為面狀格網數據，得到單因子的氣候區劃圖，并通過3個適宜性指標區劃圖疊加，得到精細化的福建省藍莓種植氣候適宜性區劃結果（表4）。

表4 區劃指標的地理推算模型

注：*、**分別表示相關系數通過0.05、0.01 水平的顯著性檢驗。X為千米網經度坐標值，Y為千米網緯度坐標值，H為海拔高度（m），D為離海距離（m）。

Note:*is P＜0.05，**is P＜0.01. X is longitude coordinate value of kilometer network, Y is latitude coordinate value of kilometer network, H is altitude(m), D is distance from sea(m)

2.2 福建省藍莓種植氣候適宜性區劃結果

2.2.1 單一休眠期冷溫指數區劃

從休眠期冷溫指數區劃圖可以看出（圖2a），福建省藍莓休眠所需的冬季冷溫指數不適宜區分布在福清以南沿海區域，包括廈門市、莆田市、平潭綜合實驗區以及漳州市大部（除華安）、泉州市大部（除永春、德化）、福州市的福清等共19個縣（市、區），該區域冬季冷溫指數低于200h；次適宜區分布在福州市大部（除福清）、泉州市的永春、漳州市的華安以及龍巖市東南部的上杭、新羅、永定、漳平等共15個縣（市、區），該區域冷溫指數200～500h；寧德市、南平市、三明市以及龍巖市西北部的長汀、連城、武平以及泉州市的德化等共32個縣（市、區）為適宜區，該區域冷溫指數超過500h。

2.2.2 單一開花期低溫指數區劃

從藍莓開花期低溫指數區劃圖可以看出（圖2b），漳州市、廈門市、莆田市以及泉州市的沿海縣市、福州市的閩侯、福清及寧德市的霞浦等地常年最低氣溫高于0℃，無結冰天氣，為藍莓開花寒凍害的低風險區，適宜藍莓開花結果；寧德市內陸山區的壽寧、周寧、柘榮、屏南以及福建西北部和中部的高海拔山區，3月極端最低氣溫低于?4℃，且低于0℃的低溫天氣出現頻率可達50%以上，凍害強度強、頻率高，容易造成藍莓落花落果，對產量影響大，屬于藍莓開花期寒凍害的高風險區，不適宜藍莓開花結果；龍巖市、三明市、南平市以及寧德市東部低海拔地區，3月最低氣溫在?4～0℃，低溫天氣的發生頻率大部分在10%～30%，為藍莓開花的次適宜區。

2.2.3 單一果實發育期降水指數區劃

從藍莓果實發育期降水指數區劃圖可以看出（圖2c），福建降水自西北向東南部呈現由多到少的分布特征，南平市、三明市（除尤溪、大田外）以及龍巖市西北部的長汀、連城、武平、上杭縣月平均降水量可達300mm，降水偏多會造成裂果、爛果，不適宜藍莓果實發育成熟；福建東部沿海一帶，包括廈門市、莆田市、平潭綜合實驗區，漳州市的詔安、東山，泉州市的晉江、惠安，福州市的長樂、連江、閩侯、閩清，寧德市的霞浦、羅源等地降水量小于225mm，對藍莓果實發育有利，為適宜區；福建中部地區降水量在225～300mm，降水略偏多，為次適宜區。

2.2.4 綜合氣候適宜性區劃

綜合藍莓休眠期冷溫指數、開花期低溫指數和果實發育期降水指數獲得藍莓綜合氣候適宜性區劃圖（圖2d），由綜合氣候適宜性區劃圖可以看出各區特點。

（1）適宜區：分布在福建中部、東北部以及西北部低海拔地區，包括龍巖市的長汀、連城、武平，泉州市的德化，三明市的寧化、尤溪、沙縣、大田、永安、明溪、將樂，南平市的建陽、松溪、建甌、順昌，福州市的永泰、長樂，寧德市的古田、屏南、羅源、周寧、壽寧、福安、霞浦、柘榮、福鼎等縣（市）。該區域冬季冷溫時數大部分大于500h，春季低溫凍害指數大部分在0.5～0.8，雨季平均月降水量在225～300mm，綜合指數大于2.3，冬季冷溫量充足，春季低溫凍害程度和雨季降水強度中等，為藍莓種植適宜區。

（2）次適宜區：分布在福建西北部的龍巖市、三明市、南平市的高海拔山區，包括龍巖市的新羅、漳平、永定、上杭，三明市的泰寧、建寧，南平市的光澤、邵武、武夷山、浦城、政和等山區，另外在漳州市的華安，泉州市的永春，福州市的閩清、閩侯、羅源，寧德市的蕉城區等地也有局部區域滿足藍莓次適宜區的種植氣候條件。福建藍莓種植次適宜區的冬季冷溫時數在200～500h，部分區域超過500h，高山區春季凍害指數大于0.8，雨季月平均降水量接近或超過300mm。該區域冬季冷溫量較為充足，能滿足藍莓休眠需要，但區域海拔高，花期易受冷空氣影響，產生較嚴重的寒凍害天氣，同時也是雨季降水集中區域，因此，種植藍莓應注意做好防寒防凍和防澇工作。

圖2 基于單一（a-c）和綜合指標（d）的福建省藍莓種植氣候適宜性區劃結果

（3）不適宜區：不適宜區分布在福清以南沿海區域，包括漳州市、泉州市、莆田市、平潭綜合實驗區等區域，另外龍巖市南部汀江入粵的低海拔區域也不適宜藍莓種植。該區域冬季冷溫積累條件不夠，冷溫累積時數小于200h，藍莓無法完成休眠和花芽分化，即使植株可以正常生長，但產量極低，因此，不適宜藍莓種植。

3 結論與討論

3.1 結論

（1）影響福建省藍莓種植氣候適宜性的主要因子是冬季休眠期的冷溫指數、開花期低溫指數及果實生長發育降水指數，其中冬季冷溫指數是種植的限制性條件，起決定性作用。

（2）福清以南沿海一帶冬季冷溫累積時數不足，不適宜藍莓生產種植；南平市、三明市、龍巖市的中高海拔山區，雖然冬季冷溫條件適宜藍莓完成休眠，但春季低溫凍害較頻繁、雨季降水偏多，屬于藍莓種植的次適宜區，種植藍莓需要采取有效的防寒防凍措施；寧德市，福州市，莆田市、泉州市和漳州市的內陸山區，南平市、三明市和龍巖市的低海拔地域，冬季冷溫累積時數較長，春季凍害發生頻率相對較低，雨季降水較為適宜，綜合來看，該區域為福建省藍莓種植的適宜區，種植藍莓可獲得較好的經濟效益。

3.2 討論

從目前福建藍莓種植情況看，種植基地均處在區劃次適宜至適宜區內，其中長汀縣濯田鎮和尤溪縣洋中鎮是福建省藍莓種植面積較大、產量品質較高的區域，而該地域正處于綜合區劃的適宜區范圍內，可見區劃結果與藍莓種植區的分布情況以及高產區域較為吻合，說明區劃結果具有可靠性。

福建藍莓種植年限短，目前并未收集到長序列的藍莓產量、品質等數據，關鍵氣候因子、指標分級及權重系數等是通過文獻查閱或專家打分法確定，主觀因素較大，今后需要進一步開展藍莓物候期觀測和氣象災害監測，以期更科學地分析影響藍莓生長發育的氣象因子和氣象災害，進一步提高區劃評估的精度。

本文研究結果可為福建藍莓種植生產提供氣象參考依據，但實際上藍莓種植除了受氣候條件影響外，還要考慮土壤條件、種植技術、盛產期長、投資成本高等制約種植效益的關鍵因素，因此，在引種時應充分考慮投資風險，確保藍莓生產經濟效益。

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Climate Suitability Zoning of Blueberry in Fujian Province

XIAO Xiu-zhu1, LIU Jia-ming1, SUN Chao-feng2, CHEN Jia-jin2

(1. Meteorological Bureau of Longyan City, Longyan 364000, China; 2. Meteorological Service Center of Fujian Province, Fuzhou 350001)

Planting blueberries not only can obtain high economical benefits, but also can improve the planting system of fruit in Fujian to promote the development of modern agriculture and increase the income of fruit farmers. Currently, there is no climatic suitability zoning of blueberry in Fujian. Consequently, it is necessary to study climate suitability zoning of blueberry in Fujian. Authors take advantage of the 66 national meteorological station data from 1960 to 2018 and the geographic information data in Fujian to analyze climate suitability zoning of blueberry, and other literature review data are used for reference. According to the ecological conditions required for blueberry based on the actual situation，climatic indices of the accumulated cold temperature in dormant period, the low temperature index during flowering period, and precipitation during fruit development stage are selected as the indicators of climate suitability zoning for blueberry growing in the study area. The weight of each index factor is calculated by the mathematical statistics methods such as normalization method and weight-coefficient methods. The climate suitability zoning of blueberry planting is obtained by the weight superposition analysis. The map of the suitability zoning of blueberry planting is drawn on the GIS platform with the aid of spatial analysis techniques. The results show that the coastal areas in the south of Fuqing is not suitable for blueberry planting since the accumulated cold temperature is inadequate; Nanping, Sanming, and the middle with high-altitude area of Longyan are sub-suitable area for blueberry planting, since the accumulated cold temperature could meet blueberries’ deed for dormancy, while requiring effective cold and frost protection measures from the high frequency of the low temperature freezing damage in spring. The landlocked of Ningde, Fuzhou, Putian and the low-altitude areas of Nanping, Sanming, Longyan are the most climate suitable planting areas for the long-term accumulation of cold temperatures, low frequency of freezing damage in spring, and suitable precipitation in rainy seasons.

Blueberry; Climate suitability; Zoning；Cold hours index；Low temperature index；Precipitation index

10.3969/j.issn.1000-6362.2020.08.005

肖秀珠,劉佳明,孫朝鋒,等.福建省藍莓種植氣候適宜性區劃[J].中國農業氣象,2020,41(8):520-528

2020?03?09

陳家金，E-mail：cjj8284@163.com

科技部公益性行業（氣象）科研專項（GYHY201406027）

聯系方式：肖秀珠，E-mail：xxzcuckoo@sina.com