巨鹿縣金銀花氣候適宜性分析

趙會霞 紀華磊 劉 瑩 武金波

（巨鹿縣氣象局，河北 巨鹿 055250）

金銀花又名雙花、忍冬花等，屬忍冬科忍冬屬半常綠多年生藤本植物，是名貴中藥材之一，以未開放的花蕾和藤葉入藥。金銀花藥用價值很高，具有清熱解毒、散風消腫、滋潤皮膚和延年益壽的功效，在醫藥制劑和保健品上應用廣泛。河北省邢臺市巨鹿縣栽培金銀花已有400年的歷史，自主培育的優質品種“巨花一號”種植面積達0.86 萬hm2，覆蓋全縣所有村，年產優質干花1 300 萬kg，占全國總產量的60.00%以上，是全國最大的金銀花道地藥材生產區。通過翻閱大量資料發現，現有的關于金銀花適宜性劃分的資料中，大多集中在對金銀花的生長區域的劃分，而對金銀花產地歷年的氣候進行分析的文章較少。因此，本文結合巨鹿縣實際，從金銀花適宜氣候指標出發，采用統計方法和隸屬度分析法對巨鹿縣40年的氣候條件進行適宜性分析，繼而從不適宜角度出發，總結影響適宜性的主要氣象因素，并對氣象部門提出服務建議，以期有效利用巨鹿縣氣候資源，趨利避害，有效降低氣象災害對金銀花帶來的不利影響，為巨鹿縣金銀花生產提供氣象保障。

1 研究區概況

巨鹿縣屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候，四季分明，日照充沛，年平均氣溫為13.5 ℃，最冷月（1月）平均氣溫為-2.6 ℃，最熱月（7 月）平均氣溫為27.2 ℃；歷年平均降水量為502.7 mm，其中5—10 月降水量444.2 mm，占全年降水量的88.40%；年平均無霜期為215 d；年平均日照時間為2 466.8 h，占可照時間的55.60%；年平均風速為2.3 m/s，最多風向為南風；主要氣象災害有暴雨、大風、冰雹、雷暴、干旱、寒潮、霜凍及干熱風等。巨鹿縣地貌為平原，地勢平坦，土壤屬沖積母質，土層深厚，多以壤質潮土和沙質土為主，自然生態環境狀況良好。無工業和生活垃圾污染，無有害金屬、粉塵和有害微生物污染。

2 資料與方法

2.1 資料來源

所用資料來自巨鹿縣氣象局提供的1980—2019 年國家站氣象觀測資料，采用模糊數學法構建每一劃分指標的模糊隸屬度函數，再對各隸屬度值進行綜合分析計算得出每一年份的氣候適宜度，將近40年的氣候進行適宜年份、次適宜年份和不適宜年份的劃分。最后從不適宜年份分析出發，總結影響氣候適宜性的氣象因素，對氣象部門提出服務建議。

2.2 指標確定

金銀花喜溫暖濕潤，長日照氣候，日平均氣溫3 ℃以下時處于休眠狀態、生長緩慢，5 ℃以上開始萌芽、抽生新枝，16 ℃以上新梢生長迅速并開始孕育花蕾，20 ℃左右花蕾生長。金銀花具有多次抽梢、多次開花的習性，日照時間多有利于其產量和質量的提高。根據金銀花生長與當地氣象條件的關系，參考已有金銀花種植區劃研究成果［1］，選取年平均氣溫、年日照時間、日平均氣溫≥16 ℃天數、日平均氣溫20～30 ℃天數和5月平均氣溫作為巨鹿縣金銀花氣候適宜度劃分因子，分析巨鹿金銀花萌芽期至盛花期氣候適宜性（見表1）。降水也是影響金銀花正常生長的重要因素之一，但由于巨鹿縣歷年平均降水量達500 mm以上，且5—10月降水量站全年80.00%以上，即使在個別降水不充足月份，可采取一些人為措施來進行調節，因此，這里不將降水作為區劃因子。

2.3 劃分方法

金銀花的生長受多種氣象條件的影響，且這種影響是一種綜合作用而非簡單疊加。因此，可利用模糊學方法對這種影響進行描述和定量分析［2］。首先構建每一劃分指標的模糊隸屬度函數；其次利用40年的觀測數據計算每個年份的隸屬度值，再對5 個隸屬度值進行綜合得到每年的氣候適宜度；最后根據氣候適宜度指標將巨鹿縣40年進行適宜年、次適宜年和不適宜年的劃分。

表1 金銀花氣候適宜性劃分指標

根據馬樹慶［3］的研究成果，年平均氣溫和5月平均氣溫隸屬函數為：

式（1）中，F（ti)為第i年份的溫度隸屬度值，ti為i年份的平均氣溫，tL、tH、t0分別為金銀花生長所需的平均最低氣溫、平均最高氣溫和平均適宜氣溫。參照彭國照等［1］的研究成果并結合巨鹿縣本地實際氣候特征，此處對年平均氣溫取tL=11.0 ℃、tH=17.0 ℃、t0=14.0 ℃；對5月平均氣溫取tL=17.0 ℃、tH=23.5 ℃、t0=21.0 ℃。

年日照時間隸屬度函數為：

式（2）中，F(Si)為i點年日照時間隸屬度值，si為第i年日照時間，S0為金銀花日照需求值，在此取S0=1 100 h。

日平均氣溫≥16 ℃天數的隸屬度函數為：

日平均氣溫20～30 ℃天數的隸屬度函數為：

式（3）（4）中，F(Dti1)、F(Dti2)分別為第i年日平均氣溫≥16 ℃天數和日平均氣溫20～30 ℃天數的隸屬度值，Dti1為第i年日平均氣溫≥16 ℃的天數，Dti2為日平均氣溫20～30 ℃的天數。

對歷年5個劃分要素的隸屬度值按照氣候適宜度公式進行計算：

式（5）中，Mi為第i年的氣候適宜度，Fij為第i年第j個劃分因子的模糊隸屬度值，分別由式（1）至（4）計算得出，n為劃分因子的個數。按式（5）計算得出巨鹿縣近40年的適宜度值，并按照Mi>0.8 氣候適宜年、0.7 ≤Mi≤0.8為次適宜年、Mi<0.7為不適宜年。

3 劃分結果

通過式（1）至（5）計算得出，巨鹿縣40 年中，適宜年份21 個，占歷年的53.00%；次適宜年13 個，占歷年32.00%；不適宜年6 個，占歷年比例15.00%（見表2）。將6個不適宜年份各氣象因素觀測值與指標對比發現，劃分指標中，年平均氣溫和光照穩定，可滿足金銀花對熱量和光照條件的需求，對其生長有利。其他指標穩定性較差，不適宜年份的特征主要表現在20～30 ℃天數偏多（均偏多）和 5 月平均氣溫偏高（1982 年、2001 年、2007 年和2012 年），≥16 ℃的天數較好（1998 年偏高，2001 年和2012年略偏高一點，接近適宜）。

雖然同為不適宜年，但不同年份限制因素不完全一致，不適宜年份共同特征是20～30 ℃的天數較長，5月平均氣溫偏高，而氣溫偏高易導致金銀花發育速度過快，最適花期縮短，產量和品質受到影響［4-6］。

4 結論

該研究在現有研究成果基礎上選取了年平均氣溫、年日照時間、日平均氣溫≥16 ℃天數、日平均氣溫20～30 ℃天數和5月平均氣溫5個氣象要素作為劃分巨鹿40年氣候適宜性指標，利用模糊學方法構建了各個因子的隸屬度函數，按照適宜年份、次適宜年份和不適宜年份3個等級完成了巨鹿縣40 年的氣候適宜性劃分。結果表明，巨鹿縣40年氣候適宜性受氣溫影響較大，其中有6個年份平均氣溫較高，不利金銀花的正常生長。

該研究僅從氣候資源角度對巨鹿縣金銀花氣候適宜性進行分析，但隨著近幾年全球氣候變暖，極端天氣多發，如早春低溫、采摘期高溫、連陰雨等與金銀花的產量和品質也密切相關。氣象災害與金銀花生長發育的關系還需進一步研究。因此，在實際生產生活中，氣象部門應大力開展氣象為農精細化服務，除基本預報業務外，也應加強金銀花關鍵生育期的氣象災害監測和預報預警服務，并借助巨鹿縣2020年新開展的金銀花氣象指數保險載體，全面滿足金銀花種植戶風險保障需求，將氣象災害對金銀花造成的損失降至最低，從而更好地支持地方特色農業發展，最大限度地發揮氣象防災減災重大職能，為巨鹿縣金銀花穩產、增產保駕護航。

表2 巨鹿縣近40年氣候適宜度劃分及占比