氣象因子在宣城茶葉區劃中的應用

汪大林 訾中福 王俊等

摘要根據宣城地區1981～2010年茶葉產量與氣象、土壤和地形因子的相關分析，結合宣城全市區域站2012～2013年的逐日氣溫和降水資料，篩選出茶葉區劃指標為6個氣象因子（≥10 ℃有效積溫、3～4月份降水量、3～4月份平均氣溫、夏季低云量、冬季總云量和干燥度）、3個地形因子（海拔高度及坡度、坡向）和2個土壤因子（土壤質地和土壤pH），采用加權指數求和法，建立宣城地區茶葉綜合區劃評估模型，借助GIS技術，將宣城地區茶產區劃分為最適宜區、適宜區、一般適宜區和不適宜區。結果表明，宣城地區茶樹最適宜區面積61.7 km2，約占宣城地域面積的0.5%，主要集中海拔高度在193～401 m的山區；茶樹適宜區面積6 694.7 km2，約占宣城地域面積的54.2%；茶樹一般適宜區面積5 593.4 km2，約占宣城地域面積的45.3%。

關鍵詞氣象因子；茶葉；區劃；宣城

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07931-03

基金項目宣城市氣象局2013年度科研基金資助項目（KY201305）。

作者簡介汪大林（1986- ），男，安徽績溪人，助理工程師，碩士，從事農業氣象防災減災研究。

收稿日期20140707宣城地區處于皖南山區，土壤和氣候條件優越，適宜于優質綠茶的種植。茶葉已成為帶動全市農業經濟發展的支柱產業。至2011年底，全市共有茶山2.1萬hm2，占宣城地區總面積的1.7%，干茶年產量2.65萬t，居安徽省第一位，全市茶產業總產值達9.7億元。2008年遭受罕見的冰雪天氣，導致全區大面積茶園受凍，茶區開園期比常年推遲7～15 d，春茶價格較往年下跌15%～20%。品質下降，產值降低，對茶農的經濟收入造成不利影響[1-3]。因此，茶樹的防災減災研究和農業災害防御受到了當地農業主管部門的高度重視。

近年來，GIS技術在農作物種植氣候規劃以及氣象災害風險評估等方面得到了較為廣泛的應用[4-8]，其優點是使區劃和評估的結果精度大幅度的提高；同時隨著“十二五”現代氣象業務體系建設規劃以及實現氣象現代化建設的深入，區域自動氣象站在氣象災害的監測、預報預測以及預警信息發布等方面發揮著越來越重要的作用[9-13]。筆者在此通過對宣城地區茶產區氣候資源進行分析評價，以全市自動站和區域站的氣象資料作為重要的評價因子，結合自然地理和生態環境等因子，利用GIS技術對宣城茶葉種植氣候區劃進行研究，對于因地制宜地開發利用氣候資源、生態資源優勢以及合理規劃茶區布局、提高宣城地區茶葉產量和品質有著重要的現實意義。

1資料與方法

1.1資料來源氣象資料為宣城地區7個縣市站的逐日氣象要素數據（1981～2010年）、宣城地區區域站數據（2012～2013年的逐日氣溫、降水資料）；地理信息數據采用國家基礎地理信息中心提供的1∶5萬宣城地區基礎地理數據；土壤數據選用HWSD（全球土壤數據庫），分辨率為1 km，表層0～30 cm的數據；地形數據源于SRTM（國際科學數據服務平臺）；茶葉產量數據來源于1981～2010年宣城市統計局。

1.2宣城區域站分布宣城地區下屬一區一市五縣，全市總面積12 340 km2，區域站總數為254個，平均48.6 km2/個，在之前宣城地區僅有7個站點，平均站點密度為1 762.8 km2/個。區域站的存在改變了以往在進行數據處理

宣城地區區域站分布時采用以單個站點的數據代表整個縣域的不利狀況，極大地提高區劃和評估的精確度。

1.2研究方法

1.2.1茶樹種植的氣候區劃指標篩選。選取宣城地區1981～2010年的茶葉產量、茶場面積資料與同期氣象要素進行相關分析，經F檢驗，除年平均氣溫通過置信度α=0.10的檢驗（相關系數為0.337 6）外，≥10 ℃有效積溫、3～4月份降水量、3～4月份平均氣溫、夏季低云量、冬季總云量、干燥度均通過了α=0.01的檢驗，其相關系數分別為0.643 9、0.547 8、0.677 1、-0.599 7、0.663 4、-0.654 6，表明這些氣象因子和茶葉產量之間存在密切關系。

1.2.2地形因子和土壤因子的篩選。影響茶葉生長的地形因子有海拔高度及坡度、坡向；土壤是茶樹生長的載體，土壤條件的好壞直接影響茶葉的產量和品質，土壤因子包括土壤質地和土壤的pH。

1.2.3茶樹適宜性區劃的評價指標。茶樹是一種喜溫、喜濕、喜漫射光、喜酸性土壤的多年生亞熱帶植物，茶葉生長氣候條件一般要求年平均氣溫在13 ℃以上，年≥10 ℃的積溫在4 000 ℃·d以上，年降水量1 300 mm以上，冬季氣溫低于-13 ℃會出現嚴重凍害，夏季若出現35 ℃以上的高溫生長就會受到抑制。綜合前人對茶樹研究成果[14-18]，確定各個因子指標等級化標準，劃分最適宜、適宜、一般適宜和不適宜4個等級。

1.2.4建立綜合區劃評估模型。采用加權指數求和法建立茶樹栽培的綜合區劃評估模型[19]，其公式是Yi=mj=1PjXij（i=1，2，3，…，n為評價條件；j=1，2，3，…，m為評價因子），式中，Yi為評價因子的得分；Pj為第j個評價因子的權重；Xij為評價因子i在評價條件上的評價值；n為條件數，m為評價因子的指標數，m=11。 考慮到氣候、土壤和地形因子對茶樹栽培的影響是相互制約又相互補充，在此選用層次分析法（AHP）[20]來給定各評價因子的權重。

2結果與分析

利用GIS技術的空間分析模塊，對氣象因子、地形因子和土壤因子條件進行疊加計算，得到宣城地區茶樹適宜性區劃圖。

宣城地區茶樹適宜性區劃2.1宣城地區茶樹最適宜區面積61.7 km2，約占宣城地域面積的0.5%。主要集中在郎溪伍牙山，廣德的茅田，寧國的陽山、潘子坑，旌德的俞村、版書和朱旺，績溪的上莊、板橋頭、長安、伏嶺和障山，位于海拔高度在193～401 m的山區。這些山區具有相對低溫、高濕和多云霧、晝夜溫差大的氣候特征，促使了茶葉優異品質的形成，而相對低溫有利于高濃度的可溶性氮化物的積累，有利于氨基酸和香氣物質的生成。多云霧和高濕的天氣除了能抑制纖維素的合成，保持葉芽柔嫩，同時有利于散射輻射和蘭紫光增多，增強了漫射效應，有利于芳香物質的形成。較大的晝夜溫差有助于光合產物的積累，使得蛋白質、氨基酸和維生素含量增加。這些山區的土壤主要以山地黃棕壤和山地棕壤為主，土壤土層厚度和肥力水平較高，同時又遠離城鎮和公路，空氣清新，大氣、水質均未受污染，有利于茶葉品質的提高。這些山區最適宜建立規模經營的優質茶葉基地，可以充分體現茶樹品質優勢的特有條件和環境污染少等優勢，做好名優綠茶產業的發展。

2.2宣城地區茶樹適宜區面積6 694.7 km2，約占宣城地域面積的54.2%。主要分布在宣州區的南部山區，郎溪的北部和南部山區，廣德的北部和東南山區，旌德和績溪的平均海拔低于800 m的山區，寧國的東南和西部丘陵和低山區，涇縣的琴溪鎮-太園鄉-丁家橋鎮-中村鄉以南山區。宣郎廣的這些山區的土壤主要是紅壤土，表層土薄，肥力一般，在保水保肥性能上較差。但積溫、生長期內的降水和其他氣象條件方面能完全滿足茶樹生長的需要，這些適宜區是宣城地區茶葉的主要生產區。

2.3宣城地區茶樹一般適宜區面積5 593.4 km2，約占宣城地域面積的45.3%。主要分布在宣州區、郎溪縣和廣德縣的平原地區，涇縣的北部、寧國和績溪縣800 m以上的高海拔地區。宣郎廣平原地區的茶葉易受冬季寒潮、低溫以及倒春寒天氣的影響，導致茶葉品質下降和產量不穩定；同時夏季易受伏旱和高溫天氣的影響，茶葉的生長受到抑制，品質和產量會明顯下降。而涇縣、寧國和績溪的高海拔地區因為海拔過高，熱量資源不足，常年易受低溫冰凍的危害，嚴重威脅茶葉的生長，這些地區不宜發展茶葉種植生產。

3結論和討論

3.1結論

（1）利用宣城全市區域站站點密集、分布廣等特點，解決了以單個站點代表整個縣域的不利影響，大大提高了茶樹氣候區劃的精確度，由以前的平均站點密度為1 762.8 km2/個提升至48.6 km2/個。

（2）依據茶樹的生長習性，綜合前人對茶樹研究成果，在進行宣城地區茶樹種植的氣候區劃指標篩選中，選取了≥10 ℃有效積溫、3～4月份降水量、3～4月份平均氣溫、夏季低云量、冬季總云量、干燥度作為氣象的評價因子，利用GIS技術劃分最適宜、適宜、一般適應和不適宜4個等級，實現了宣城茶樹區劃分布的鄉鎮化。

（3）宣城地區茶樹最適宜區面積61.7 km2，約占宣城地域面積的0.5%，主要集中海拔高度在193～401 m的山區，這些山區最適宜建立規模經營的優質茶葉基地；宣城地區茶樹適宜區面積6 694.7 km2，約占宣城地域面積的54.2%；宣城地區茶樹一般適宜區面積5 593.4 km2，約占宣城地域面積的45.3%。

3.2討論

（1）由于宣城市區域站是“十二五”氣象規劃后才逐步發展完善，全市254個區域站點氣象數據只有2012～2013年完整的逐日溫度和降水資料，相對于1981～2010年的氣象資料而言，資料時間序列太短；加之有些區域站遠離城鎮和農村，出現故障時維修起來比較困難，資料的完整性有待完善。

（2）筆者在進行GIS數據處理時沒有結合土地利用現狀對一些還不能種植茶葉的區域進行屏蔽，但從區劃的結果上看整體符合茶樹種植的現狀，區劃的指標和細節還需要在以后的實際應用中不斷的改進和完善，使得茶葉區劃結果更加合理、實用。

42卷23期汪大林等氣象因子在宣城茶葉區劃中的應用參考文獻

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