國內外雪茄煙主產區氣候條件比較研究

林北森 高華軍 鄭倩 蔡斌 陳德鑫 呂洪坤 向小華 夏長劍 李茂芬 耿召良 禹萱

摘 要：為明確中國雪茄煙主產區與國外優勢雪茄煙主產區在氣候條件上的差異性和相似性，本研究選取中國海南省、云南省、四川省、湖北省雪茄煙葉主產區和國外雪茄煙優勢主產區古巴Pinar del Rio、多米尼加Santiago、印度尼西亞Jember、巴西Bahia 共17 個雪茄煙主產區為研究區，采用一般統計分析和聚類分析方法，分析不同產區雪茄煙葉生產大田期和晾制期的月平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度、溫差6 個關鍵氣象因子的差異。結果表明：國內與國外主產區雪茄大田期、晾制期和整個生產季總體氣候條件無顯著差異，而國內與國外主產區雪茄生產季內最高溫、最低溫、降雨量和溫差4 個氣象因子呈顯著差異（P<0.05），其中最高溫、最低溫和溫差3 個氣象因子呈極顯著差異（P<0.01）。以歐氏距離15 為臨界值，大田期氣候條件17 個雪茄煙主產區可聚為4 類，晾制期17 個雪茄煙主產區可聚為3 類，整個生產季17 個雪茄煙主產區可聚為2 類。該研究結果為國內雪茄煙主產區向國外優勢雪茄煙主產區在種植布局、品種選擇、品質提升借鑒等提供科學依據，也為國內雪茄煙種植區氣候評價和品種優化提供數據基礎。

關鍵詞：雪茄；氣象因子；模糊聚類；生產季

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A

雪茄（cigar）作為晾煙的一種，是一種由純煙葉卷制出來的特殊煙草制品[1]。近5 a 來，國產雪茄的銷量年增長率超過30%，已成為中國煙草行業新的增長點。但由于多種因素的影響，當前國內優質雪茄煙原料嚴重匱乏，尤其中高端雪茄原料絕大部分依賴于進口，給中式雪茄的發展帶來極大的困擾[2]。世界著名的雪茄煙產區主要分布在巴西、古巴、多米尼加、印度尼西亞、墨西哥、尼加拉瓜、美國等，其獨特的氣候環境和土壤條件造就了優質的雪茄煙原料[3]。已有研究表明，氣候條件是導致煙葉質量存在差異的重要因素，溫度、光照和降雨量等不僅影響煙葉在大田期的生長，還影響煙葉的外觀質量、物理特性、化學成分和評吸質量，是決定煙葉質量風格的關鍵氣象因子[4-5]。依據區域氣候特征，合理選擇種植區域、品種和種植技術[4， 6-7]，是生產優質煙葉原料的重要途徑。而比較國內外雪茄煙產區的氣候特征，找到國內外優質雪茄煙主產區在氣候上的差異性和相似性，為優化生產布局和提升品牌競爭力提供重要科學依據。

目前雪茄煙葉的相關研究僅介紹了國內外雪茄煙主產區的氣候概況，如古巴Pinar del Rio 雪茄煙的氣候特征[2]，中國四川萬源市雪茄煙的氣候條件[8]，古巴哈瓦那及中國云南地區雪茄茄衣的氣候條件[9]，但未見針對國內與國外雪茄煙主產區的氣候比較和相似性研究的相關報道。本研究采用一般統計和聚類分析方法，對國內海南省、云南省、四川省、湖北省的13 個雪茄煙主產區，與國外古巴Pinar del Rio、多米尼加Santiago、印度尼西亞Jember、巴西Bahia 等優質雪茄煙主產區在生產季（大田期和晾制期）的月平均氣溫、月最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度、溫差6個氣象因子進行比較，以期獲得國內外優質雪茄煙主產區在氣候上的差異性和相似性，從而為我國雪茄煙葉的生產布局和技術提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 氣候資料

本研究以國內海南省東方、儋州、白沙、五指山、昌江、屯昌，云南省元謀、瑞麗、玉溪、耿馬、江城，四川省萬源，湖北省來鳳共13 個雪茄煙主產區，與古巴Pinar del Rio、多米尼加Santiago、印度尼西亞（以下簡稱“印尼”）Jember、巴西Bahia 4 個雪茄煙主產區為研究區，選擇主產區雪茄煙大田期和晾制期25～50 a 的月平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度、溫差共6個氣象因子進行分析。

古巴 Pinar del Rio 的氣象數據來源于NCDCGSOD數據庫（fttp：//ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod/），印尼Jember、巴西Bahia 和多米尼加Santiago 的氣象資料來源于Weatherbase（https：//www.weatherbase.com/）。中國云南省、四川省和湖北省雪茄煙主產區的氣象數據來源于國家氣象科學數據中心（http：//data.cma.cn/），海南省雪茄煙主產區的氣象數據通過ERA5 大氣再分析資料（https：//www.ecmwf.int/），利用Delta 降尺度方法[10-11]獲得。

通過實地調研、查閱文獻[2， 8， 12-14]，結合當地種植雪茄煙葉的實際情況，17 個主產區的雪茄煙生產季（大田期和晾制期）劃分如下：中國海南省儋州、白沙、五指山、昌江、屯昌和多米尼加Santiago 6 個產區的雪茄煙生產季為1—6 月，其中1—4 月為大田期，4—6 月為晾制期；海南省東方的雪茄煙生產季為3—8 月，其中3—6 月為大田期，6—8 月為晾制期；云南省元謀、玉溪，四川省萬源和湖北省來鳳的雪茄煙生產季為5—9月，其中5—8 月為大田期，7—9 月為晾制期；云南省瑞麗的雪茄煙生產季為2—6 月，其中2—5 月為大田期，4—6 月為晾制期；云南省耿馬、江城的雪茄煙生產季為3—7 月，其中3—6 月為大田期，5—7 月為晾制期；古巴Pinar del Rio、印尼Jember、巴西Bahia 3 個主產區的雪茄煙生產季分別為1—6 月（其中1—4 月為大田期，4—6月為晾制期）、5—12 月（其中5—11 月為大田期，10—12 月為晾制期）、5—10 月（其中5—9 月為大田期，9—11 月為晾制期）。

1.2 方法

1.2.1 數據標準化處理由于不同氣象因子的單位、量程不同，其數據不能直接進行對比分析[9]。

為消除氣象因子單位對聚類結果的影響，采用標準差法對月平均氣溫、月平均最高溫、月平均最低溫、月平均降雨量、月平均相對濕度、平均溫差6 個氣象因子的數據進行標準化處理。

1.2.2 聚類分析聚類分析是將物理或抽象對象的集合劃分為由類似的對象組成的多個類別的分析過程，其目標就是在相似的基礎上收集數據來分類[15]。本研究利用歐氏距離平方法對17 個雪茄煙主產區進行系統聚類分析[15-16]，歐氏距離系數越小，相似程度越高；反之，相似程度越低。

1.3 數據處理利用 Excel 2003 軟件整理氣溫、降水量和相對濕度等原始數據，利用SPSS 22 軟件進行一般統計分析和聚類分析，利用Origin 軟件進行圖表處理。

2 結果與分析

2.1 國內外雪茄煙區生產季氣候比較

國內外17 個雪茄煙主產區大田期、晾制期和整個生產季的月平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度、溫差6 個氣象因子的平均情況如表1 所示。國內主產區大田期的平均氣溫在20.3～27.2 ℃之間，最高溫在26.2～31.8 ℃之間，最低溫在14.6～24.9 ℃ 之間， 降雨量在36.7～199.3 mm 之間，相對濕度在65%～81%之間，溫差在5.1～13.6 ℃之間；國外主產區雪茄煙大田期的平均氣溫在21.7～25.1 ℃之間，最高溫在30.0～30.9 ℃之間，最低溫在12.8～20.4 ℃之間，降雨量在18.0～140.3 mm 之間，相對濕度在64%～81%之間，溫差在10.2～17.8 ℃之間。可見，國內外主產區雪茄煙大田期的平均氣溫、最低溫和相對濕度相差不大，而降雨量和溫差則有較大差異，國內主產區平均降雨量為98.9 mm，國外主產區平均降雨量為53.7 mm， 國內主產區平均溫差為9.3 ℃，國外產區溫差則為14.0 ℃。

國 內 主 產 區 晾 制 期 的 平 均 氣 溫 在 20.4～28.8 ℃之間，最高溫在25.6～31.9 ℃之間，最低溫在17.1～27.1 ℃之間，降雨量在113.7～352.7 mm之間，相對濕度在72%～84%之間，溫差為3.6～10.3 ℃；國外主產區雪茄煙晾制期的平均氣溫在24.4～27.0 ℃之間，最高溫在31.2～32.6 ℃之間，最低溫在16.6～22.0 ℃ 之間， 降雨量在34.6～313 mm 之間，相對濕度在64%～80%之間，溫差在9.9～15.9 ℃之間。可見，國內外主產區雪茄煙晾制期的最高溫、最低溫、平均氣溫和相對濕度相差不大，而降雨量和溫差則有較大差異，國內主產區平均降雨量為176.8 mm，國外主產區平均降雨量為111.2 mm，國內主產區平均溫差為8 ℃，國外主產區溫差則為12.9 ℃。

國內主產區整個生產季的平均氣溫在20.5～27.6 ℃之間，最高溫在25.9～31.4 ℃之間，最低溫在16.0～25.6 ℃之間，降雨量在74.7～240.8 mm 之間，相對濕度在67%～81%之間，溫差在4.5～12.4 ℃之間；國外主產區雪茄煙生產季的平均氣溫為22.3～25.7 ℃，最高溫為30.8～31.0 ℃，最低溫在13.7～20.7 ℃之間，降雨量在27.3～175.7 mm之間， 相對濕度為64%～81%， 溫差為10.1～17.2 ℃。可見，國內外主產區雪茄煙生產季的平均氣溫和相對濕度相差不大，而降雨量和溫差則有較大差異，國內主產區平均降雨量為127.5 mm，國外主產區平均降雨量為66.1 mm，國內主產區平均溫差為8.8 ℃，國外主產區溫差則為13.7 ℃。

進一步比較大田期、晾制期和整個生產季各氣象要素均值，發現國內與國外主產區雪茄煙大田期、晾制期和整個生產季總體氣候條件無顯著差異，而國內與國外主產區雪茄煙生產季內最高溫、最低溫、降雨量和溫差4 個氣象因子呈顯著差異（P<0.05），其中最高溫、最低溫和溫差3 個氣象因子呈極顯著差異（P<0.01）。

2.2 聚類分析

以雪茄煙主產區雪茄大田期、晾制期和整個生產季月平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度、溫差6 個氣象因子的標準化數據為基礎，采用SPSS 軟件的歐氏距離平方法對17 個雪茄煙主產區氣象因子進行系統聚類分析。圖1 為17 個雪茄煙主產區在大田期、晾制期和整個生產季的系統聚類樹狀圖，以歐氏距離15 為臨界值，大田期氣候條件17 個雪茄煙主產區可聚為4 類，晾制期可聚為 3 類，整個生產季可聚為2 類。

各主產區具體分類情況見表2。按大田期氣候條件分，中國海南屯昌、五指山、儋州、白沙、昌江，云南玉溪、江城為類別1；中國四川萬源、湖北來鳳、云南元謀、海南東方，印尼Jember、多米尼加Santiago 為類別2；中國云南瑞麗、耿馬，古巴Pinar del Rio 為類別3；巴西Bahia 為類別4。按調制期氣候條件分，中國海南屯昌、白沙、儋州、昌江、東方、五指山，湖北來鳳，四川萬源，云南耿馬、元謀、瑞麗，與多米尼加Santiago、印尼Jember 為類別1；中國云南玉溪和江城為類別2；古巴Pinar del Rio 和巴西Bahia為類別3。按整個生產季氣候條件分，本研究的13 個國內主產區均與多米尼加Santiago、印尼Jember 為類別1，而古巴Pinar del Rio 和巴西Bahia 為類別2。

2.3 各類別雪茄煙主產區氣象因子分析

各類雪茄煙主產區在大田期、晾制期和整個生產季6 個氣象因子的統計結果見表3。從大田期氣候條件分類結果看，平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度和溫差6 個氣象因子的平均值由高到低的排序分別為：類別2>類別1=類別4>類別3，類別4>類別2>類別3>類別1，類別2>類別1>類別3>類別4，類別2>類別1>類別3>類別4，類別4>類別1>類別2>類別3，類別4>類別3>類別2>類別1。6 個氣象因子中，各類別的相對濕度、最高溫、平均氣溫的變異系數較小（CV<7%）；降雨量的變異系數最大，其中最小的為類別2，變異系數為54.9%，最大的為類別1，變異系數達71.4%；各類別溫差的變異系數也較大，其中最小的為類別1，其變異系數為15.2%，最大的為類別2，變異系數達23.3%。

從晾制期氣候條件分類結果看，平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度和溫差6 個氣象因子的平均值由高到低的排序分別為：類別1>類別3>類別2，類別3>類別1>類別2，類別1>類別2>類別3，類別2>類別1>類別3，類別2>類別1>類別3，類別3>類別2>類別1。6 個氣象因子中，降雨量的變異系數最大，其中最小的為類別2，變異系數為3.1%，最大的為類別2，變異系數達58.4%；類別1 的溫差和最低溫變異也較大，其變異系數分別為23.4%和10.6%；類別3 的相對濕度變異最大，變異系數達16.3%，其余類別的最高溫、平均氣溫、最低溫、溫差和相對濕度的變異系數均較小（CV<8.1%）。

從整個生產季氣候條件分類結果看，平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度和溫差6 個氣象因子的平均值由高到低的排序分別為：類別1>類別2，類別2>類別1，類別1>類別2，類別1>類別2，類別1>類別2，類別2>類別1。

變異系數最大的是類別1 的降雨量、溫差，其值分別為42.4%和22.1%，其次是類別2 的相對濕度（16.2%），其他類別的各氣象因子變異系數均較小（CV<12.3%）。從生產季來看，類別1 為溫度較高，降雨量和濕度較大、溫差較小的雪茄煙主產區，類別2 為降雨量少、溫差大的雪茄煙主產區。

圖 2 為各類別雪茄煙主產區在大田期、晾制期和整個生產季的平均氣溫、最高溫、最低溫、降雨量、相對濕度、溫差6 個氣象因子的箱線圖。

圖中，最高正方形為統計最大值，最低三角形為統計最小值，箱形上部框線為75%上四分位值，下部框線為25%下四分位值，箱內黑橫線為中位數線，實心小圓形為平均值[17-18]。從圖2 可以看出，各類別雪茄煙主產區的氣象因子箱體范圍與表3 中各類別平均值變幅范圍大體一致，也充分表現了各類別雪茄煙主產區在大田期、晾制期及整個生產季氣候條件的差異。

3 討論

雪茄煙葉對自然生態條件要求較高，且在不同生育階段對氣候條件的需求各異[2]，以茄衣為例，在大田生長期，日均溫在20 ℃左右，在采收期和調制期，日均溫需超過22 ℃，相對濕度則需在70%以上。本研究中，國內、國外雪茄煙主產區大田期的平均氣溫分別為20.3～27.2 ℃ 、21.7～25.1 ℃，晾制期的平均氣溫分別為20.4～2 8 . 8 ℃ 、2 4 .4 ～2 7 . 0 ℃ ， 相對濕度分別為72%～84%、64%～80%；基本符合已有文獻對雪茄煙生產的氣象條件需求。本研究比較了國內外雪茄煙主產區在雪茄大田期、晾制期、整個生產季的氣候條件， 根據均值比較結果， 發現無論在大田期、晾制期還是整個生產季，國內與國外主產區總體氣候條件無顯著差異，但整個生產季內的最高溫、最低溫、降雨量和溫差4 個氣象因子呈顯著差異，其中最高溫、最低溫和溫差3個氣象因子呈極顯著差異，因此今后研究不同地區雪茄煙氣候條件或生態因素的差異時，需要對最高溫、最低溫、降雨量和溫差4 個氣象因子進行重點解析。通過聚類分析，發現以歐氏距離15為臨界值時，大田期氣候條件下17 個雪茄煙主產區可聚為4 類，晾制期可聚為3 類，整個生產季可聚為2 類，因此研究雪茄煙的氣候條件的相似性時有必要對雪茄煙不同生育階段的氣候條件進行比較。

已有研究和生產實踐表明，產區氣候與煙葉風格特色密切相關[19-20]。因此，可通過氣候相似性分析煙葉的風格特色[3， 21]。本研究中，國內13個雪茄煙主產區的生產季氣候與印尼Jember、多米尼加Santiago 的生產季氣候聚為一類，可以推斷國內雪茄煙葉主產區與印尼Jember、多米尼加Santiago 雪茄煙葉產區有相似的生態基礎。

目前大多數煙葉氣候相似性研究一般在同一個省采用一個生產季或是采用自然月份進行分析[9]。而因各地氣候條件的差異，不同雪茄煙區的移栽期差異較大，就同一省（區）不同市（縣）雪茄生產季也存在差異，如海南儋州雪茄煙苗在1 月中旬移栽[13]，而海南東方的雪茄煙苗則在3月移栽。本研究對雪茄煙生產季（大田期和晾制期）不同月份的氣象因子進行比較和相似性分析，并對國內外不同雪茄煙產區的氣候相似性進行聚類分析，較以往研究具有更實用和科學的指導意義。

大多數比較國內外作物氣候相似性與差異性的研究，其氣候資料來源不一，如李震等[6]在比較黔西南州和國內外不同煙區烤煙大田期氣候特征時，黔西南州氣象數據是由氣象局提供，而其他煙區氣象數據均來自文獻。本研究中，各雪茄煙產區的氣候資料是采用各雪茄煙產區內對應氣象站點長時間序列（25～50 a）的月均值，數據精度有一定的保障。此外，本研究以月為時間尺度研究各雪茄煙產區大田期和晾制期氣象因子的差異性和相似性，而實際種植雪茄煙時，月尺度時間分辨率較低，如譚紹安等[12]研究表明湖北來鳳雪茄煙BES NO H382 移栽期在4 月30 至5 月10日較適宜，移栽期可能跨2 個月。今后的研究需進一步細化至旬，或進一步細化雪茄煙的生長期，以便更加深入地比較國內外各煙區影響煙葉生長發育的氣象要素。

4 結論

（1）采用一般統計分析和均值比較分析方法，解析了國內外17 個雪茄煙主產區大田期、晾制期和整個生產季氣候條件的差異性，發現無論在大田期、晾制期還是整個生產季，國內與國外主產區總體氣候條件無顯著性差異，但整個生產季內的最高溫、最低溫、降雨量和溫差4 個氣象因子呈顯著差異，其中最高溫、最低溫和溫差3個氣象因子呈極顯著差異。

（2）采用模糊聚類方法解析了國內外17 個雪茄煙主產區大田期、晾制期和整個生產季氣候條件的相似性，為優質雪茄煙區劃和特色煙葉生產技術的制定提供科學依據。以歐氏距離15 為臨界值，大田期氣候條件下17 個雪茄煙主產區可聚為4 類，晾制期可聚為3 類，整個生產季可聚為2 類。

（3）研究結果可為中國雪茄煙種植區氣候評價和品種優化提供數據基礎。基于本研究結果，結合中國生態數據可準確評價中國種植雪茄煙的氣候適宜區，并可推斷適宜的大田生長和晾制期，量化分析中國雪茄煙區的氣候差異，以提升相應的管理水平促進煙葉產量和質量；根據本研究聚類分析結果，可參照同類型國外優質雪茄煙葉產區的品種、管理措施，優化中國對應類型煙區的品種和管理措施，優化產業布局，以提升國內雪茄煙葉的綜合質量和市場競爭力。

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