黃平縣白及種植氣候適宜性及氣象災害防控

陳 誠， 王夢玲， 楊 茜， 向懷菊， 楊 艷

(1.黃平縣氣象局， 貴州 黃平 556100； 2.施秉縣氣象局， 貴州 施秉 556200； 3.冊亨縣氣象局， 貴州 冊亨 552200)

白及為蘭科白及屬多年生宿根草本植物[1]，又名連及草、甘根等，根為塊根，花呈紅色、粉紅色、白色等。白及在我國主要產于云南、貴州、四川等地，其中貴州產量最大，質量最好。其干燥塊莖主要用于中藥入藥，具有消腫、止血等作用[2]。隨著我國醫藥事業的發展進步，對白及的藥用研究不斷深入并得到廣泛應用，對白及的需求量急劇上升[3]。因此，研究白及種植的氣候適宜性及氣象災害防控對策，對擴大白及種植滿足其市場需求具有重要意義。2015年黃平縣引進皖白及1號在黃平縣新州鎮種植成功，2019年已推廣種植到野洞河、一碗水、浪洞、平溪、舊州、谷隴等7個鄉鎮。白及是一種喜陰忌強光照的中藥材，目前各鄉鎮多采取大田種植[4]，光、溫、水、濕度和海拔高度對白及產量和品質形成有一定影響[5]。因此，在黃平境內不同海拔高度地區大力推廣種植白及，需要對其氣候適宜性和各類氣象災害進行分析，并對白及種植氣候適宜性進行科學區劃，為白及推廣種植提供決策參考，以便充分利用生態氣候資源優勢，提高白及種植產量和品質，實現增效增收。

1 黃平縣地理概況及氣候資源優勢

黃平縣地處黔中丘原向黔東低山丘陵過渡地帶，地勢由西、西北向東、東南部逐漸降低，海拔高度519～1 367 m(圖1)，轄區共11個鄉鎮，重安的海拔最低、紙房最高。黃平縣屬典型亞熱帶季風氣候區，常年氣候較為溫暖濕潤，年平均溫度變化差異較小。季節性降水特征較為明顯，降水主要集中在春、夏季，平均雨日(≥1.0 mm)有172 d，占全年日數的47%，時空分布不均勻，雨量較為充沛，11個鄉鎮的年平均降雨量均在1 000 mm以上，雨量分布呈南部和北部少、中部多的態勢；年平均氣溫均在15℃左右(圖2)，受地形影響，浪洞、平溪、舊州等北部海拔較低的壩區以及南部海拔較低的重安等鄉鎮氣溫較高，高海拔的北部鄉鎮氣溫較低，氣溫差異較大。日照時數長，年平均日照時數達1 195.5 h，無霜天數355 d。黃平縣豐富的氣候資源非常有利于種植白及等中藥材，其境內白及種植面積已達400 hm2以上，鮮品年產量5 400 t左右。

圖1 黃平縣各鄉鎮海拔高度

圖2 黃平縣2015—2019年各鄉鎮年平均降雨量、平均氣溫及空間分布

2 白及生長發育所需環境條件

白及作為多年生宿根草本中藥材，地下莖塊生長較為緩慢，人工種植一般需2～3年才能進行采收[6]。白及喜溫暖、陰涼、較干燥的環境，光照強度不宜過大，年日照時數在900～1 200 h較為合適，年降水量達1 000 mm左右，種植需選擇海拔 300～1 500 m的地塊，土壤以富含腐殖質、肥沃疏松、排水性能好、潮濕溫暖的沙壤土[7]。白及種植采收分為移栽起苗期、四葉期、生長旺盛期、休眠期、采挖期5個階段[8]。其中，起苗期為3月下旬至4月上旬，要求氣溫≥10℃；四葉期為4月下旬，生長最適宜溫度為18～24℃；生長旺盛期為5—6月，生長最適宜溫度為20～26℃；休眠期為7—8月，白及逐漸停止生長，緩慢進入休眠[9]。氣溫9℃以下時白及進入休眠期，0℃及以下時白及塊莖容易凍傷甚至凍死[10]。采摘期多為移栽2～3年后的8—10月[11]。

3 黃平縣各鄉鎮種植白及的氣候適宜性

地面氣象觀測資料來自于黃平縣11個鄉鎮區域自動氣象站和國家自動站2015—2019年的觀測數據，包括經緯度、海拔高度、氣溫、降水量、日照時數等氣象要素的逐日觀測資料。通過統計分析剔除因儀器維修維護、校準等異常原因造成的異常數據值，篩選出每月各鄉鎮的平均氣溫、月平均日照時數以及年降水量。利用ArcGIS進行克里金插值，繪制出全縣降雨分布圖以及每月氣溫分布圖，對白及適宜生長氣溫進行擬合分析；使用Origin繪制出月平均日照時數變化圖，研究白及各個生長階段的發育與日照強度的關系。對黃平縣白及人工種植適宜區和次適宜區以及不適宜種植區進行區劃。

結合白及生長發育所需環境條件，黃平縣所有鄉鎮海拔均符合種植白及的要求，人工種植一般在3月下旬至4月上旬移栽，生長旺盛期主要集中于4月下旬至7月，8月白及地表以上部分開始枯萎倒伏，緩慢進入休眠狀態，直至次年2月。所以影響黃平縣白及生長的氣候條件主要是3月至次年2月的日照、氣溫。

3.1 黃平縣氣候資源變化

日照是影響植物生長的重要環境因子之一，影響日照時數長短的主要因子是地形以及云霧狀況[12]。光照能促進白及種子的萌發[13]。從黃平站(新州鎮)月平均日照時數、平均氣溫、平均降水量(圖3)看出，黃平縣光溫水氣候資源變化同步。1—3月日照時長增加，隨之氣溫開始回升，降水增多，當溫度超過10℃后開始移栽白及幼苗。白及主要生長階段4—6月日照時數無明顯變化，較為平穩，月平均日照時數均在110 h左右，日照時段較短。造成這一現象的主要原因是4—6月為主汛期，降水多。但在此階段熱力條件以及水分條件充足，日照時長能滿足白及的生長需求。7—8月日照時長達到全年的峰值，白及地上部分不再生長，充足的日照能夠促進白及地表部分的光合作用，對光能的利用率較高，有利于其生物量的積累[14]，能夠繼續為莖塊膨大輸送養分。8月后日照時數大幅降低，隨之溫度降低，且進入非汛期后水分條件較差，濕度較低，白及緩慢進入休眠期。

圖3 黃平縣2015—2019年月平均日照時數、平均氣溫、平均降水量

3.2 3—7月白及生長期氣候適宜性

4月上旬至6月上旬為白及植株生長旺盛期，地上部分迅速生長，至7月地上部分無明顯變化，進入8月開始枯萎倒苗，地下部分生長開始減緩[15]，但是仍在膨大。從圖4可知，黃平縣3—7月月平均氣溫呈現南部、中北部、西南部海拔較低的鄉鎮較高，北部、東部海拔較高的鄉鎮較低。黃平縣各鄉鎮3月平均氣溫均在10℃以上，其中氣溫條件較好的鄉鎮為浪洞、舊州、重安、平溪，其平均氣溫均超過11.5℃，其余鄉鎮平均氣溫略低，但均符合種植的最低氣溫條件；各鄉鎮4—5月的平均氣溫為16.1～21.6℃，基本能夠達到白及生長所需要求；6—7月所有鄉鎮的平均氣溫都在20～27℃，均滿足白及生長的最適宜氣溫條件。根據白及適宜生長溫度條件和各鄉鎮3—7月月平均溫度進行擬合分析得出，白及生長期氣溫最適宜地區主要集中于低海拔地區的重安、浪洞、舊州、平溪4個鄉鎮，次適宜區為谷隴、野洞河、新州、翁平、上塘5個鄉鎮；不適宜區為高海拔地區的紙房、一碗水2個鄉。

圖4 黃平縣各鄉鎮2015—2019年3—7月累年平均氣溫分布

3.3 8—11月白及休眠期氣候適宜性

白及生長發育部分分為地上及地下部分，其生長主要在8月前，之后白及地表上的營養器官開始枯萎倒伏，直至10月初完全倒苗，進入休眠期；白及地下部分逐漸停止生長，10月后地下部分不再生長[16]。從圖5可知，各鄉鎮8—9月平均氣溫在20℃以上，能夠為白及莖塊膨大提供充足的熱力條件，其中，南部溫度高于北部，熱力條件更好。同時8月、9月黃平縣平均降雨量分別為118.7 mm、103.9 mm，能提供充足的水分。10月、11月各鄉鎮平均溫度大幅降低，且均在20℃以下(圖略)，不能提供充足的熱力條件，同時黃平縣進入非汛期，降水量減少，白及莖塊膨脹速度減緩。

圖5 黃平縣各鄉鎮2015—2019年8—9月累年平均氣溫分布

3.4 12月至次年2月白及休眠期氣候適宜性

從圖6可知，黃平縣各鄉鎮近5年冬季的累年月平均氣溫均在0℃以上，浪洞、舊州、重安、平溪4個低海拔鄉鎮平均氣溫高，其余鄉鎮溫度相對偏低，總體能保證進入休眠的白及塊莖順利越冬。從表1看出，重安、浪洞、平溪、舊州的日平均氣溫≤0℃日數最少，低溫總日數≤3 d，冬季氣溫對白及塊莖影響小，最適宜白及種植；其次是上塘、新州、翁平、野洞河、谷隴，這5個鄉鎮冬季平均氣溫≤0℃日數較少，低溫總日數≤6 d，對白及越冬塊莖的影響較小，為白及適宜種植區；紙房、一碗水2個鄉冬季各月平均氣溫≤0℃日數較長，低溫冷害易使白及塊莖凍傷或凍死，不適宜種植白及。

圖6 黃平縣各鄉鎮2015—2019年12月、1—2月累年平均氣溫分布

表1 黃平縣各鄉鎮2015—2019年冬季0℃及以下的累年月平均日數 d

4 黃平縣白及種植主要氣象災害及防控措施

4.1 冰雹災害

黃平縣每年3—5月為冰雹災害高發期，極易發生冰雹災害。影響黃平的冰雹路徑有3條：一條從西北部向東南方向移動，一條由西向東移動，一條由西南向東北方向移動，3條路徑對大部分鄉鎮均有影響。根據黃平縣歷年來的冰雹災害發生次數和所造成的災害程度，將黃平縣各鄉鎮分別劃分為冰雹災害的高、中、低風險區。從圖7看出，紙房、一碗水、上塘、重安4個鄉鎮為高風險區，平溪、浪洞、野洞河、翁平4個鄉鎮為中風險區，谷隴、新州、舊州3個鄉為低風險區。3—5月為白及移栽期和生長旺盛期，冰雹災害對其影響很大，嚴重的可能砸爛或砸死白及幼苗。目前，在西北路徑的舊州和西南路徑的谷隴設置有人工影響天氣作業點，加強冰雹災害天氣的監測和人工消雹作業是防控和有效減輕冰雹災害影響的主要舉措。

圖7 黃平縣冰雹災害風險區劃

4.2 高溫熱害

白及生長最適宜溫度為20～26℃，高溫鍛煉有利于白及種子苗的耐熱性增強，但當溫度達35℃及以上時不利于白及苗的生長發育[17]。王瑩博等[18]研究發現，高溫以及高溫干旱復合脅迫均抑制白及的生長和光合作用。根據歷年來黃平縣各鄉鎮出現35℃及以上高溫天氣的次數及持續時間，將各鄉鎮劃分為高溫災害的高、中、低風險區。從圖8可知，浪洞、平溪、重安3個鄉鎮為高風險區，舊州、新州、野洞河、翁平、上塘、谷隴6個鄉鎮為中風險區，紙房、一碗水2個鄉為低風險區。如遇夏季高溫需要做好水分的充足供應，必要時可采取人工灌溉，同時還需及時加蓋遮陰網，這對于減輕高溫脅迫對白及生產的影響具有重大作用。

圖8 黃平縣高溫災害風險區劃

4.3 低溫凍害

白及耐寒性差，對低溫較為敏感。溫度連續長時間低于0℃以下會導致白及凍害，使白及休眠的莖塊凍傷甚至凍死。雖然黃平縣大部分鄉鎮熱量充足，冬季氣溫很少出現連續0℃以下天氣，但是少數年份受北方強冷空氣持續補充南下影響，會出現氣溫持續低于0℃以下的情況。根據歷年來黃平縣各鄉鎮冬季氣溫低于0℃的天數和極端最低溫度，將黃平縣各鄉鎮劃分為冬季低溫災害的高、中、低風險區。從圖9可知，紙房、一碗水2個鄉為高風險區，浪洞、舊州、上塘、野洞河、新州、翁平、谷隴7個鄉鎮為中風險區，平溪、重安2個鎮為低風險區。為保障白及順利度過休眠期，冬季低溫來臨前需要覆蓋稻草、玉米稈、貼地農膜或搭建溫室大棚等保溫，保證溫度在0℃以上，確保白及安全越冬。

圖9 黃平縣低溫災害風險區劃

5 小結

通過分析黃平縣11個鄉鎮區域自動站和國家自動站2015—2019年氣象資料得出，黃平縣各鄉鎮的平均溫度、降水總量、日照時數均能滿足白及人工種植生長所需；根據白及生長所需的氣溫條件得出黃平白及種植區劃，即最適宜種植區為重安、浪洞、舊州、平溪4個鄉鎮，新州、上塘、野洞河、翁平、谷隴5個鄉鎮為適宜區，一碗水、紙房2個鄉為不適宜種植區。

白及喜溫暖潮濕，抗寒能力較差，光照強度也不宜過強，而且在高溫干旱時應準備充足水分供應，所以需要選擇水源條件好、光照充足的地方種植。由于黃平縣境內各鄉鎮地面自動氣象站建站時間較晚，所能獲得的氣象觀測資料時限較短，不能夠較為全面的反映當地氣候情況；數據處理、畫圖選擇插值方法也可能存在一定誤差。因此，人工種植白及適宜區應根據當地的地理環境選擇具體的種植地。