1975—2014年中國西南地區烤煙生育期熱資源時空變化分析

摘 要：為優化中國西南地區烤煙種植布局，基于1975—2014年中國西南地區137個主要氣象站點逐日氣象觀測資料，采用反距離加權插值法對氣象數據進行插值，分析烤煙不同生長期內氣溫的時空變化特征。中國西南地區烤煙生長各時期平均氣溫呈現逐年上升的趨勢。烤煙生長平均氣溫中適宜區和不適宜區面積較大，高適宜區和低適宜區面積較小，高適宜區面積及占比都呈現下降趨勢，中適宜區和低適宜區面積及占比都呈現先上升后下降的趨勢 ，不適宜區面積及占比都呈現先下降后上升的趨勢。40年間，除了四川省東北地區的中適宜區面積逐步向省內西南方向減小外，其他各適宜區面積變化不大。由此可見，中國西南地區烤煙種植氣溫適宜性變化空間異質性突出，需要采取相關應對措施。

關鍵詞：烤煙；中國西南地區；熱資源；時空變化

中圖分類號：S572 文獻標志碼：A 文章編號：1674-7909（2024）3-135-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.03.032

0 引言

烤煙是一種高稅率的經濟作物［1］，重點烤煙生產區縣的煙葉產品稅可占全縣財政收入的60%～70%，有力地促進了當地的經濟發展［2］。有學者研究發現，1985年、2000年和2014年中國西南地區的烤煙生產規模比較優勢和綜合比較優勢較大［3］。2000—2014年烤煙生產的綜合比較優勢增長地區主要集中在云南、貴州、廣西、四川等中國西南地區。中國西南地區烤煙產值可達50 000～75 000元/hm2，是種植糧食作物的3～5倍，種植烤煙是中國西南地區煙農增加收入的重要渠道之一。氣溫是影響烤煙生長的重要因素之一，根據氣溫變化進行烤煙種植區劃具有重要的現實意義。

王明等［4］在考慮溫度的前提下，建立了適合昆明地區的烤煙氣候區劃指標。羅文方［5］基于貴州省優質烤煙氣候區劃指標，開展了貴州省優質烤煙氣候區劃研究。胡雪瓊等［6］采用綜合指標法評判熱量條件，對云南省進行了烤煙氣候類型劃分和適宜性評價。石媛媛等［7］通過分析百色市歷年氣象數據和烤煙品質指標，完成了當地烤煙種植氣候區劃。白玉梅等［8］基于1961—2015年氣象數據及不同排放背景下2016—2099年氣象預估數據，分析了貴州省烤煙種植大田生育期有效積溫時空演變規律。曾曉珊等［9］基于貴州省83個氣象站60年的氣象要素數據，分析了貴州省1961—2020年烤煙不同生育期氣候適宜性的空間分布和變化特征。

綜上所述，目前關于氣候變化對烤煙種植的影響及烤煙種植氣候區劃的研究還比較少，且研究區域多集中在某一省（區、市），缺乏以整個一級烤煙種植區為對象的研究。為此，基于1975—2014年中國西南地區137個主要氣象站點的逐日氣象觀測資料，筆者采用反距離加權插值法對氣象數據進行插值，分析烤煙不同生長期內氣溫的時空變化特征，從而為中國西南地區烤煙生產相關部門提供科學有效的參考。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

研究區域為中國西南煙草種植區，包括四川省、貴州省、云南省、廣西壯族自治區和重慶市，共分布有137個氣象觀測站點。這些地區地形復雜，形成了垂直和水平方向上的多層次地形結構，導致不同海拔和地貌條件下的農業活動具有顯著區別；氣候呈現多樣性，主要包括亞熱帶季風氣候、高原季風氣候和高原山地氣候等氣候類型；熱量資源相對充裕，氣溫適中。然而，地理和氣候差異導致這些地區的氣溫存在明顯差異。

1.2 研究方法

1.2.1 研究時段的劃分

參考陳彥希［10］、左琛等［11］和張玥瀅等［12］的研究成果，在分析氣候變化對烤煙種植氣候適宜性的影響時，以10年為一個節點，將研究時期1975—2014年劃分為1975—1984年、1985—1994年、1995—2004年和2005—2014年4個時間段。

1.2.2 烤煙生育期的確定

參考張玉芳等［13］、白玉梅等［8］對烤煙大田期各生長階段的時間劃分，研究將中國西南地區烤煙大田生長期劃分為3個時期，分別為移栽—團棵期（4月21日—5月31日）、旺長期（6月1—30日）和成熟期（7月1日—9月10日）。

1.2.3 評價指標體系的確定

參考胡雪瓊等［6］、楊繼周等［14］和陳瑞泰［15］的研究成果，結合研究數據的可得性，選取移栽—團棵期、旺長期和成熟期的平均氣溫，構建中國西南地區烤煙種植平均氣溫適宜性評價體系，并將適宜性等級從高到低賦予10分、8分、5分和2分，分別對應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4個等級。成熟期的平均氣溫對煙葉質量的影響最為顯著，決定著烤煙的品質；移栽—團棵期平均氣溫對煙葉質量的影響最小。基于以上分析，利用AHP分析法確定各指標權重，見表1。

1.2.4 氣候適宜度模型的建立

基于中國西南地區烤煙種植平均氣溫適宜性評價指標體系，計算所有指標氣候適宜性分值之和，其計算公式為式（1）［16］。

[W=∑i=1 A×B]" " " " " " " " " " " " " "（1）

式中：W為氣候適宜性分值，A為各指標等級分值，B為權重。將Wgt;8.5、7.5lt;W ≤8.5、6lt;W≤7.5、W≤6確定為中國西南地區烤煙種植平均氣溫適宜性的高適宜區、中適宜區、低適宜區和不適宜區。

1.2.5 反距離加權插值法

反距離加權插值法是一種在地理信息科學和地理統計學領域廣泛應用的插值技術。該方法通過計算已知點與目標點之間的距離權重，結合已知點的觀測數值，利用插值公式進行權重加權平均，從而推斷目標點上的未知數值，計算公式見式（2）［17］。

式中：Z為區域內未知點的值，n為區域內對未知點有影響的已知點數，[zi]為第i個已知點的值，di為第i個已知點到該未知點的距離，k為指定的冪。

2 結果與分析

2.1 中國西南地區烤煙不同生長期氣溫的時間變化特征

對1975—2014年中國西南地區137個氣象站點烤煙不同生長期多年平均氣溫數據進行分析，得到中國西南地區烤煙生長各時期平均氣溫隨時間的變化情況，如圖1所示。由圖1可知，烤煙大田生長的3個時期，平均氣溫都隨時間的推移呈現逐漸上升的趨勢。移栽—團棵期的氣候傾向率為0.15 ℃/10 a，1999年出現最低氣溫19.7 ℃，2013年出現最高氣溫21.26 ℃；旺長期的氣候傾向率為0.19 ℃/10 a，1993年出現最低氣溫21.99 ℃，2003年出現最高氣溫23.5 ℃；成熟期的氣候傾向率為0.24 ℃/10 a，1983年出現最低氣溫22.96 ℃，2012年和2013年均出現最高氣溫24.19 ℃。

變化情況

2.2 中國西南地區烤煙不同生長期氣溫變化的空間分布特征

利用GIS軟件，計算1975—2014年中國西南地區烤煙種植平均氣溫適宜性面積及占比，見表2。由表2可知，1975—1984年中國西南地區烤煙生長平均氣溫中適宜區和不適宜區面積較大，分別占土地總面積的29.06%和37.97%；高適宜區和低適宜區面積較小，分別占土地總面積的17.09%和15.88%。1985—1994年與1975—1984年情況相似，以中適宜區和不適宜區為主，分別占土地總面積的30.81%和37.41%；高適宜區和低適宜區面積較小，分別占土地總面積的15.25%和16.52%。1995—2004年不適宜區面積最大，占土地總面積的39.35%；其次是中適宜區面積，占土地總面積的26.34%；高適宜區和低適宜區面積較小，分別占土地總面積的14.36%和19.95%。2005—2014年不適宜區面積依舊最大，占土地總面積的42.05%；其次是中適宜區面積，占土地總面積的25.59%；高適宜區和低適宜區面積較小，分別占土地總面積的12.89%和19.47%。

按照時間順序，1975—1984年、1985—1994年、1995—2004年和2005—2014年這4個時間段，中國西南地區烤煙生長平均氣溫高適宜區面積及占比都呈現下降趨勢，中適宜區和低適宜區面積及占比都呈現先上升后下降的趨勢，不適宜區面積及占比都呈現先下降后上升的趨勢。

由1975—2014年中國西南地區烤煙生長平均氣溫適宜性區劃結果來看，1975—1984年、1985—1994年、1995—2004年和2005—2014年這4個時間段，烤煙生長平均氣溫高適宜區主要集中在云南省西南地區和貴州省東部地區；中適宜區主要集中在云南省和貴州省，少部分集中在四川省東北地區，將高適宜區包圍；低適宜區主要集中在四川省東南地區和重慶市西南地區；不適宜區主要集中在四川省西北地區和廣西壯族自治區東南地區。

按照時間順序，1975—1984年、1985—1994年、1995—2004年和2005—2014年這4個時間段，中國西南地區烤煙生長氣候高適宜區地理位置未發生較大變化，但貴州省的高適宜區面積逐步向中心減小，云南省的高適宜區面積逐步向省內東北方擴大；除四川省東北地區的中適宜區面積逐步向省內西南方向減小外，云南、貴州、廣西、重慶地區的中適宜區面積變化不大；西南地區烤煙平均氣溫低適宜區整體逐漸向西南方向擴大；不適宜區地理位置未發生較大變化，仍集中在四川省東南地區和重慶市西南地區，但是四川省東南地區的不適宜區面積正逐漸向省內東南方向擴大，重慶市西南地區的不適宜區面積逐漸向市內西北方向擴大。

3 結論與討論

按照時間順序，1975—1984年、1985—1994年、1995—2004年和2005—2014年這4個時間段，中國西南地區烤煙生長各時期平均氣溫隨時間推移，整體上呈現上升趨勢。烤煙生長平均氣溫中適宜區和不適宜區面積較大，高適宜區和低適宜區面積較小，高適宜區面積及占比都呈現下降趨勢，中適宜區和低適宜區面積及占比都呈現先上升后下降的趨勢，不適宜區面積及占比都呈現先下降后上升的趨勢。高適宜區主要集中在云南省西南地區和貴州省東部地區，中適宜區主要集中在云南省和貴州省，低適宜區主要集中在四川省東南地區和重慶市西南地區，不適宜區主要集中在四川省西北地區和廣西壯族自治區東南地區。40年間，除四川省東北地區的中適宜區面積在逐步向省內西南方向減小外，其他各適宜區位置變化不大。

該研究結論與白玉梅等［8］開展的貴州省烤煙種植大田生育期有效積溫時空演變研究結果、童碧慶等［18］對貴州省烤煙氣候適宜性區劃結果和鄧明軍等［19］對廣西靖西煙區烤煙種植生態適宜性分析結果比較，具有一定的相似性；與胡雪瓊等［6］對云南省烤煙氣候適宜性區劃結果、張久權等［20］開展的四川省烤煙生態適宜性區劃結果比較，存在較大差異。研究結論存在差異的主要原因可能是所用氣象因子和評價標準存在差異，以及研究區域和分析方法不同等。據此結果，針對中國西南地區烤煙生長平均氣溫不適宜區和低適宜區，應采取應對低溫和高溫危害的預防措施。同時，積極完善相關地區的農業基礎設施建設，提高農業抗災能力，從而保障中國西南地區烤煙產業高質量發展。

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