李亚伟,刘建利,史宏志,杨军杰,张 团
(1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地,河南 郑州 450002; 2.中国烟叶公司,北京 10086)
不同生态区浓香型烤烟生长期气候指标的历史演变
李亚伟1,刘建利2,史宏志1,杨军杰1,张 团1
(1.河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地,河南 郑州 450002; 2.中国烟叶公司,北京 10086)
为明确不同生态区浓香型烤烟生育期光、温、水等气候指标的历史演变规律,采集了全国8个浓香型省份各产烟县1981—2011年共31 a的气候资料,对豫中豫南、豫西鲁东陕南、皖南、湘南粤北赣南、湘中赣中桂北5个生态区烟叶大田生长期平均温度、≥10 ℃的积温、昼夜温差、降水量、相对湿度、光照时数等气候的变化趋势进行了分析。结果表明,中国浓香型各生态区气候指标有显著差异, 31 a气候指标的历史演变在不同产区表现不同的变化趋势,南方烟区烟叶生育期的平均温度、≥10 ℃的积温呈显著增加趋势,北方烟区温度增高趋势不够明显;南方和北方烟区光照时数、昼夜温差和降雨量的变化趋势相反,南方烟区光照逐渐增加,降雨量逐渐降低,昼夜温差增加,而北方烟区光照逐渐减少,降雨量逐渐增加,昼夜温差减小。随着历史推进,各气候指标均表现出在产区间趋同性增加。
烤烟;浓香型;生态区;气候因子;气候演变
光、温、水等气候资源是影响烟草生长发育、生产布局及产量和质量形成的主要生态因素,也是烟草种植区域的重要依据[1-4]。中国浓香型产区地域较广,范围较大,光温水等气候条件有较大差异,这是造成不同产区浓香型烟叶风格特色在共性基础上又有显著差异的重要原因[5]。气候条件在短期内存在年际间波动性,但在长时间范围内存在明显的变化趋势。在全球气候变化的大背景下,中国浓香型产区烟叶气候条件也存在一定的历史演变趋势,这些变化对浓香型烟叶风格特色的形成和彰显会产生不同的影响。有关烤烟种植气候适宜性分区方面的研究已有过一些报道,不少学者曾经研究了不同产区气候相似性[6-9]。根据浓香型特色优质烟叶开发重大专项的研究成果,中国浓香型产区分为豫中豫南、豫西陕南鲁东、湘南粤北赣南、皖南、湘中赣中桂北等不同生态区。有关不同生态区烟叶生长期间气候和烟叶质量风格的差异性已有详细的阐述[10-11],但对全国浓香型不同生态区气候指标的历史演变尚缺乏系统的研究。本研究在采集中国浓香型产区不同生态区1981—2011年31 a气候数据的基础上,对烟叶生长期间的温度、光照、降雨等主要气候因素的历史演变进行了分析,旨在认识不同烟区气候变化的趋势和对烟叶风格特色的潜在影响,为烟叶的合理布局和优质特色烟叶生产提供依据。
1.1资料来源
根据采集的全国8个重点浓香型烟叶产区57个产烟县31 a的基础气候资料,计算各产区1981—2011年烟叶大田生长期间温度、≥10 ℃的积温、昼夜温差、降水量、相对湿度、光照时数等气候因子的时空变化特征。
最佳移栽期和烟草生长发育动态相似的地区划分为同一浓香型产区,数据由当地烟草公司提供。在整理分析气象资料中,北方烟区(豫中豫南、豫西陕南鲁东)烟草生育期为5~9月,南方烟区的皖南、湘中赣中桂北生育期为2~6月、湘南粤北赣南生育期为3~7月。
1.2统计方法
采用WPS,EXCEL进行数据的初步整理、分析及图表制作,并运用线性倾向估计法对烟区气候资源的变化趋势进行分析。运用SPSS进行5个浓香型生态区各气候因子31 a均值的差异分析和30 a各气候因子变异程度。
2.1烤烟生育期内平均温度历史变化趋势
5个烤烟生态区烟叶生育期的平均温度总体以豫中豫南最高,其次为豫西陕南鲁东生态区,皖南和湘中赣中桂北较低。1981—2011年烟草生育期平均气温均大于20 ℃并且呈波动上升趋势(图1),南方烟区烟草生育期间温度上升较北方烟区更为明显。因此,不同产区烟叶生长期间平均温度比较接近。
图1 1981—2011年中国浓香型产区烟叶生育期平均温度变化趋势Fig. 1 The trend of the average temperature of tobacco growing period instrong-aroma style flue-cured tobacco growing areas in China from 1981 to 2001
2.2烤烟生育期≥10℃的积温历史变化趋势
中国5个浓香型烤烟生态区烟叶生育期≥10 ℃的积温总体以豫中豫南最高,其次为豫西陕南鲁东生态区,皖南和湘南粤北赣南较低。由图2可知,1981—2011年5个生态区烟叶生育期≥10 ℃的积温均呈波动上升趋势,南方烟区较北方烟区生育期≥10 ℃的积温增加趋势更为明显,因此,不同产区烟叶生长期间≥10 ℃的积温比较接近。
图2 1981—2011年中国浓香型产区烟叶生育期≥10 ℃积温的变化趋势Fig. 2 The trend of the accumulated temperature of ≥10 ℃ of tobacco growing period instrong-aroma style flue-cured tobacco growing areas in China from 1981 to 2001
2.3烤烟生育期的平均昼夜温差历史变化趋势
中国5个生态区烟叶生育期的平均昼夜温差总体以豫西陕南鲁东最高,其次为豫中豫南和皖南生态区,湘南粤北赣南较低。由图3可以看出,1981—2011年中国南方和北方烟区烟草生育期内昼夜温差呈现不同的变化趋势,南方烤烟区烟叶生育期的平均昼夜温差呈波动上升趋势,北方烤烟区波动下降,因此,不同产区烟叶生长期的平均昼夜温差趋于接近。皖南烤烟区烟叶生育期的平均昼夜温差变异程度较大,湘中赣中桂北的变异程度最小。
图3 1981—2011年中国浓香型产区烟叶生育期平均昼夜温差变化趋势
2.4烤烟生育期降水量历史变化趋势
中国5个生态区烟叶生育期降水量总体以湘中赣中桂北最高,其次为湘南粤北赣南和皖南生态区,豫中豫南和豫西陕南鲁东较低。1981—2011年北方烤烟区烟叶生育期降水量呈上升趋势,南方烤烟区波动下降,并且南方烟区烟叶生育期降水量高于北方烟区,各大烟区之间的差异呈缩小趋势(图4)。不同烤烟区烟叶生育期降水量的变异性以皖南相对较大,湘南粤北赣南烤烟区相对较小。
图4 1981—2011年中国浓香型产区烟叶生育期降水量变化趋势Fig. 4 The trend of the average rainfall of tobacco growing period in strong-aromastyle flue-cured tobacco growing areas in China from 1981 to 2001
2.5烤烟生育期的平均相对湿度历史变化趋势
中国5个生态区烟叶生育期平均相对湿度总体以湘南粤北赣南和湘中赣中桂北较高,其次为皖南和豫中豫南生态区,豫西陕南鲁东较低。由图5可知,1981—2011年豫中豫南烤烟区烟叶生育期的平均相对湿度呈波动上升趋势,其他各大烤烟区波动下降,因此,各大烤烟区之间的差异有缩小趋势。不同烤烟区烟叶生育期平均相对湿度的变异性以豫西陕南鲁东相对较大,湘中赣中桂北烤烟区较小。
图5 1981—2011年中国浓香型产区生长期平均相对湿度变化趋势
2.6烤烟生育期光照时数历史变化趋势
中国5个生态区烟叶生育期光照时数总体以豫西陕南鲁东较长,其次为豫中豫南和皖南生态区,湘南粤北赣南较低。由图6可知,1981—2011年北方烤烟区烟叶生育期光照时数呈波动下降趋势,南方烤烟区呈波动上升趋势,各大烤烟区之间的差异有缩小趋势。不同烤烟区烟叶生育期光照时数的变异性以湘南粤北赣南相对较大,豫西陕南鲁东烤烟区较小(图6)。
烤烟的香气物质是次生代谢物,其积累程度主要受气候影响[10]。研究表明,成熟期日均气温大于24.5 ℃是浓香型烟叶形成的一个重要条件。成熟期的日均温和有效积温与正甜香呈极显著的负相关。南方烟区烟叶成熟期温度逐渐升高,烟气沉溢度、烟叶浓香型显示度随之逐渐升高,北方烟区烟叶成熟期温度逐渐降低,烟气沉溢度和烟叶浓香型显示度逐渐降低[11]。通过对中国浓香型产区气候指标的分析可知,烟叶大田生长期总体气温较高,热量丰富,但不同生态区温度条件有一定差异,一般来看,北方烟区烟叶生育期平均温度相对较高,而南方烟区相对较低,这是因为南方和北方烟区烟叶生长季节不同所致。北方烟区一般4月下旬到5月中旬移栽,移栽后温度较高,而南方烟区移栽季节早,栽后气温相对偏低。从历史演变规律来看,南方烟区烟叶生育期温度增高趋势较为明显,北方烟区温度增加幅度相对较小,因而南方和北方烟区烟草生育期温度有趋同趋势。烟叶生育期的有效积温也表现相似的变化趋势,积温越低的地区,随着年份的推移,增温趋势也越明显。温度是影响烟叶质量特色的主要因素,但成熟期温度是浓香型特色优质烟叶形成的决定因素,成熟期温度较高时浓香型烟叶产区的共同特征[11-12]。由于南方烟区前期温度偏低,造成全生育期平均温度相对较低,但由于成熟期温度较高,依然是浓香型烟叶的典型产区。
图6 1981—2011年中国浓香型产区烟叶生育期光照时数变化趋势Fig. 6 The trend of the sunshine hours of tobacco growing period in strong-aromastyle flue-cured tobacco growing areas in China from 1981 to 2001
日照时数则与焦香呈极显著的正相关,烟叶成熟期的降雨量大于350 mm能提升烟叶焦甜香韵[12]。烟草生育期光照时数的变化在南方和北方烟区出现相反的变化,北方烟区光照时数随历史演变逐渐减少,而南方烟区光照时数增加。烟草生育期降雨量的变化则是北方烟区变现增加,而南方烟区逐渐减少,平均湿度也呈下降趋势。烟叶生长期昼夜温差的历史演变在南方和北方烟区之间存在不同的趋势,南方烟区昼夜温差逐渐变大,而北方烟区逐渐变小,因此,不同烟区昼夜温差的趋同性更加明显。总体来看,烟叶生长期光照、降雨等条件与温度条件一样也出现南方烟区和北方烟区趋同的趋势,这也可能是造成中国浓香型产区烟叶浓香型特征一致性增强的主要原因。
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(责任编辑:常思敏)
Climaticchangesindifferentecologicalzonesofstrong-aromastyleflue-curedtobaccogrowingareas
LI Yawei1, LIU Jianli2, SHI Hongzhi1, YANG Junjie1, ZHANG Tuan1
(1.National Tobacco Cultivation & Physiology & Biochemistry Research Center, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China; 2.China National Tobacco Corporation, Beijing 100055, China)
31 years of climatic data (1981-2011) of 8 strong-aroma style flue-cured tobacco growing provinces were collected to study the climatic changes historically. The analysis on the changing trend in terms of average temperature during tobacco growing period, accumulated temperature of ≥10℃, temperature differences between day and night, rainfall, relative humidity, and sunshine hours was conducted for 5 ecological zones (Central and Southern Henan, Western Henan and Southern Shanxi and Eastern Shandong, Southern Anhui, Southern Hunan and Northern Guangdong and Southern Jiangxi, Central Hunan and Central Jiangxi and Northern Guangxi). The results showed that there were marked differences in climatic parameters among different ecological zones. Different changing patterns within 31 years were also observed among different zones. The average temperature and accumulated temperature of ≥10 ℃ in southern China tobacco areas increased significantly, while that in northern China increased to a much smaller extent. The changing patterns of temperature differences between day and night, rainfall, sunshine hours were opposite for northern China areas and southern China areas. For Southern tobacco areas, sunshine hours and temperature difference increased,while rainfall decreased, while in northern growing areas, sunshine hours and temperature difference decreased,while rainfall increased. With the historic progress, all the climatic parameters showed the trend of homogenization among different ecological zones..
flue-cured tobacco; strong-aroma style; ecological zone; climatic factors; climatic changes
2015-03-01
国家烟草专卖局浓香型特色优质烟叶开发重大专项(110201101001(TS-01))
李亚伟(1992-),女,河南开封人,硕士研究生,从事烟草栽培和生理研究。
史宏志(1963-),男,河南滑县人,教授,博士。
1000-2340(2016)04-0468-05
S 572
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