三門峽煙區與國外煙區氣候相似性分析

張燕燕 吉志紅 陳瑩

摘要：為研究三門峽市優質烤煙的種植區域問題，利用三門峽市國家級和區域氣象站數據，運用多變量聚類分析法對三門峽煙區進行分類，并將不同煙區與國外煙區進行氣候相似性分析。結果表明，三門峽海拔落差大，區域氣象站數據代表性明顯，更能真實反映出各煙區的烤煙氣候指標。聚類分析出的2類煙區中，盧氏、靈寶煙區與國外優質煙區氣候相似性相比，與津巴布韋最為相似，與巴西為高級相似，與美國為較高級相似，表現出生產優質烤煙的氣候條件。在煙草種植規模不斷減少的趨勢下，三門峽市烤煙種植可優先考慮第2類煙區。

關鍵詞：三門峽；煙區；氣候；相似性分析

中圖分類號：S572 文獻標志碼：A 論文編號：cjas16120020

0引言

煙葉的品質特點和區域特色形成的基礎條件取決于生態因素的不同，不同區域的生態因素既影響該區域煙葉的產量和品質，也影響某個煙草品種在該區域是否適宜種植。煙草的栽培技術、品種等都是影響其產量和品質的重要因素，生態因素是品質特點和風格區域特色形成的決定性因素。

美國、巴西、津巴布韋的烤煙品質全球聞名，得益于當地植煙區適宜的氣候生態環境。美國煙草種植已有400多年的歷史，一直以產出優質煙葉著稱，烤煙種植主要分布在美國東南部，該區域地勢平坦、光照充足，雨量充沛且分布均勻、濕度適宜，獨特的自然條件適合優質煙葉的生產。巴西種植煙草有300多年的歷史，主要煙區在南部地區，煙草大田生產期間降雨量1000mm左右，且分布均勻，全年平均氣溫18.1℃，全年基本無霜，無明顯的寒冷冬季，適宜煙草生長的季節較長。津巴布韋是世界公認的優質煙葉產區，煙草產品接近完美，受低緯高原地理特點的影響，氣候干、濕季分明，津巴布韋出產的煙草產品具有香氣醇和、焦甜味獨特、勁頭適中、刺激性輕等特點，此外，津巴布韋的烤煙化學殘留物少、相對比較健康。

三門峽市位于河南省西部豫、晉、陜交界處，屬暖溫帶半干旱內陸性氣候，地勢西南高、東北低，從陜西省入境的秦嶺向東延緩止于黃河谷地，海拔由2000m以上遞降為低于200 m，形成以山地、丘陵和川塬構成的地貌類型。獨特的土壤特性和氣候條件，使三門峽擁有得天獨厚的烤煙生產基礎，形成地域特色和品質。境內靈寶煙葉外觀質量好，葉脈組織細致，油脂充分，彈性好，內含物質豐富，光澤鮮亮，顏色金黃，氣香質好，口味醇和，有“代云煙”之稱。三門峽市為河南濃香型烤煙主要產區，占全省烤煙總種植面積的15%，截至2015年底三門峽烤煙種植面積、收購規模、市場需求連續5年保持全省首位。邵惠芳等基于國家級氣象站資料對三門峽煙區氣候進行過評價，但對不同高度的烤煙進行分區氣候條件研究鮮有報道。研究表明，海拔是影響烤煙品質的重要生態因素，不同烤煙種植區的適宜海拔高度不同。煙草種植區的海拔高度不同，光、溫、水等生態條件及各生長發育階段的氣候條件也不相同，從而影響著烤煙的生長發育和品質特征。隨著近幾年區域氣象站建設，三門峽已逐步形成梯度氣象觀測網絡，可監測不同海拔煙區氣象要素。基于區域氣象站數據，筆者研究不同區域的烤煙種植氣候環境，根據區域環境條件不同，與國外煙區進行氣候相似性分析，以期為三門峽烤煙增效提質、優化種植區域提供科學依據。

1材料與方法

1.1數據來源及站點選取

選取三門峽市內陜州、靈寶、盧氏、澠池4個國家級氣象站1981—2015年資料作為基礎數據，分別選出各縣（市、區）具有一定種植規模且品質好的區域，以安裝的區域氣象站作為代表站點，資料為建站后至2015年（表1）。

1.2分析方法

煙草的生長發育要在滿足一定的光、溫、水條件下才能順利進行，因此氣候條件是煙草種植區劃的重要依據，有關氣候因素對煙葉品質影響的研究，也一直備受重視。三門峽煙區使用國家級和區域氣象站點資料，利用SPSS 19.0系統進行聚類分析。氣候相似分析采用多維空間相似距離的方法來度量各地間的相似程度。相似距離越小，相似程度越高，反之，相似距離越大，則相似程度越低。相似距離根據歐式距離公式進行計算，如式（1）。

2結果與分析

2.1三門峽煙草大田期劃分

在煙葉生長過程中，從煙苗移栽到煙葉采收完畢稱為大田期，又可分為伸根期、旺長期和成熟期。其中伸根期從5月中旬初至6月中旬末，旺長期從6月中旬初至8月上旬末，成熟期從8月中旬初至9月中旬末。

2.2氣候條件對三門峽煙草生長影響

2.2.1氣溫 煙草是一種喜溫作物，因此氣溫條件是影響烤煙產量和品質的一個非常重要的因子。在煙草生育期，要求氣溫適宜，以前期溫度要求略低一些，后期溫度要求略高一些為宜。而優質烤煙在生育期則要求日平均氣溫達到20℃以上，持續天數達70天以上，≥10℃的積溫大于2600℃·d。三門峽市各站點煙草大田生長期氣溫條件見表2，三門峽各站點氣溫大田期均溫都在20℃以上，大于20℃天數為82～116天，積溫條件完全滿足煙草生長。

對烤煙成熟期品質影響最為明顯的氣候因子之一是溫度，成熟期的氣溫是判斷烤煙氣候適宜狀況的重要指標。成熟期較為理想的狀況是日平均氣溫≥20℃，20～25℃至少持續30天，如果氣溫超過25℃，煙草雖然生長速度加快，葉大莖高，但品質往往不達標；如果氣溫低于20℃，同化物質的轉化積累會受到阻礙，從而影響到煙葉的正常成熟；如果氣溫低于18℃，不僅生長發育會受到阻礙，而且對病蟲害的抵抗力會有所降低，從而導致烤煙的品質不符合標準。三門峽市煙草成熟期溫度區間日數見表3。三門峽煙草成熟期20～25℃持續天數整體偏少，低于20℃天數區域氣象站比國家級氣象站略多，大于25℃天數區域氣象站明顯比國家級氣象站偏少，三門峽優質煙草多種植于高海拔地區，通過氣象條件分析，三門峽高海拔區域基本具備了生產優質煙草的氣候環境。

2.2.2降水 煙草具有耐旱、怕澇的特點，降水是影響其生長的另一重要因素。在大田生長期間，降水量與降水的空間分布直接影響烤煙的產量和品質。煙草在移栽至團棵期對降水需求較少，旺長期較大，成熟期又呈下降的趨勢。在移栽至旺長這一期間，適當的干旱有利于后期吸收營養物質，此時期較為有利的條件是月降水量80～100mm，土壤相對濕度50%～60%；旺長期對降水的需求增大，這段時期最為有利的條件是月降水量100～200mm、土壤相對濕度75%～80%，利于烤煙干物質積累；成熟期最利于優質煙的形成條件是月降水量100mm左右，土壤相對濕度60%左右。三門峽市大田期降水呈現出伸根期少、旺長期較多、成熟期少的特點，伸根期降水量為76.5～92.5 mm，旺長期降水量為157.9～186.7 mm，成熟期降水量為115.6～142.7 mm。

2.2.3日照 煙草喜光，充足的光照條件是影響其生長的又一重要氣候因子。煙草產量的多少和品質的好壞與日照都有著密切的關系，尤其是成熟期的日照條件㈣。煙草生長期如果日照時數偏少，則植株纖弱，很容易受到病蟲的危害。同時，煙草的煙堿和淀粉含量降低，油分少而香氣不足，吃味平淡，品質會有所下降。反之，如果光照太過強烈，非常容易引起日灼病，葉尖、葉邊會出現褐色枯斑，煙葉的煙堿含量升高，吃味辛辣，煙葉經烘烤后顏色不正，品質也會降低。楊興有等認為優質烤煙生長最適宜的光照條件是日照和煦而不強烈，日照率在40%左右，優質煙葉在大田生長期為500～700 h。從表2分析，三門峽煙草大田生長期1981—2015年各國家級氣象站日照時數在700 h以上，光照充足，日照百分率在40%左右，符合優質煙草生長條件。

2.3三門峽煙區聚類分析

利用SPSS 19.0系統對影響煙葉生長發育的10項氣候因子（生育期均溫、生育期降雨量、生育期日照時數、生育期≥10℃積溫、生育期平均相對濕度）進行多變量聚類分析。可大致將三門峽市煙草種植分為2類片區（圖1）。第1類片區包括陜州、大石澗、澠池、天池和靈寶站點，該區域位于三門峽市北部和東部，行政區域包括澠池縣、陜州區、湖濱區、靈寶市北部，海拔相對較低，地貌為丘陵和塬區為主。該區域烤煙大田期平均氣溫偏高、降水量偏少、相對濕度偏低，≥10℃活動積溫相對較高，日照充足，氣候條件和水土資源均適宜煙葉生長。第2類片區包括盧氏、盧氏沙河、靈寶走馬嶺站點，該區域主要位于三門峽中南部，海拔相對較高，地貌以淺山區為主，行政區域包括靈寶市南部、盧氏縣北部。該區域海拔高度有明顯優勢，日照豐富，熱量適宜，降水充足，且煙草種植歷史悠久，煙草在該區域廣泛種植，具有明顯的發展優質濃香型烤煙的氣候優勢。通過當前種植規模和品質調查，該類是三門峽市優質烤煙生產的主要區域。

第2類煙區與第1類的氣候條件比較見表4。生育期氣溫偏低1.7℃，降水量偏多43.4 mm，日照時數偏少49.9 h，≥10℃積溫偏少228.2℃，相對濕度偏多7%。表現出氣候溫涼，降水充沛，日照豐富，相對濕度適宜，有利于形成高品質烤煙。

2.4三門峽煙區與國外煙區氣候相似性分析

適宜的氣候條件是影響烤煙品質的重要生態因素。三門峽煙區煙葉生長季節氣候條件優良，大田生長期間伸根期降雨量低于美國、巴西、津巴布韋，旺長期降雨量相對較少，成熟期降雨量與其相比居中，各生育期降雨量變化趨勢與巴西最為接近，降水總量雖小，但其時空分布上最符合優質煙葉的需水規律；大田生長期日照時數總體分布特征為伸根期、旺長期多而成熟期少，利于優質煙葉生產；大田生長期均溫在22～24℃，滿足優質煙葉生長需求，與這3個國家相比，除伸根期均溫略低于津巴布韋外，其他各生育期均溫均高于其他煙區，各生育期均溫變化趨勢與巴西最接近。

根據聚類分析的結果，結合三門峽的實際情況，將三門峽地區2類煙區與國外優質煙區的氣候條件進行相似性分析，相似距離見表5。氣候相似距離劃分為5個相似等級，D_ij≤0.3為高級相似，0.3ij