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1資料和方法

1.1氣象數(shù)據(jù)湖南省96個氣象站1961—2010年逐日溫度、降水和日照資料。

1.2主要氣候因子選取在前人研究影響煙葉生長和煙葉品質(zhì)的主要氣候因子的基礎(chǔ)上[11-20]，結(jié)合湖南省煙葉生產(chǎn)實際，選擇與煙葉生長、質(zhì)量等密切相關(guān)的6個氣候因子作為影響因子。6個氣候因子分別為大田期日照、大田期溫度、成熟期日照、成熟期后期降水、成熟期晝夜溫差和成熟期連續(xù)5天最高氣溫≥35℃高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率，由氣象站逐日溫度、降水和日照資料統(tǒng)計計算得來，為消除各氣候因子量綱的影響，將各氣候因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

1.3研究方法采用主成分分析和聚類分析[21]相結(jié)合的方法進(jìn)行煙葉品質(zhì)氣候分型。首先將6個影響因子做主成分分析，客觀確定各影響因子的權(quán)重。

2湖南煙葉品質(zhì)氣候分型

利用主成分分析法計算得到的各影響因子的權(quán)重見表1。從表中可知，6個因子中，大田期日照、成熟期日照和成熟期的晝夜溫差對湖南煙葉品質(zhì)的形成最為重要。從優(yōu)質(zhì)烤煙對光照需求看，充足而不強(qiáng)烈的日照有利優(yōu)質(zhì)煙葉的形成，而較大的晝夜溫差，也有利于煙葉的生長發(fā)育。（市）進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖1。湖南煙葉種植基地可分為3類品質(zhì)氣候區(qū)。Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘西區(qū)域，包括石門縣、桑植縣、慈利縣、龍山縣、永順縣、花垣縣、保靖縣、古丈縣、瀘溪縣、鳳凰縣、新晃縣和靖州縣。Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘中、湘東地帶，包括寧鄉(xiāng)縣、臨澧縣、桃源縣、邵陽縣、衡陽市、常寧市、衡南縣、耒陽市、安仁縣、永興縣、寧遠(yuǎn)縣、新田縣和嘉禾縣。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘南，包括江華縣、江永縣、宜章縣、藍(lán)山縣、桂陽縣、道縣、新寧縣、隆回縣和瀏陽市。這與湖南目前種植的煙葉品質(zhì)分類現(xiàn)狀基本相符，大體上都分為湘西、湘中和湘南3類煙葉品質(zhì)區(qū)。

3湖南煙葉品質(zhì)氣候區(qū)氣候差異性分析

湖南3類煙葉品質(zhì)氣候區(qū)6個氣候影響因子1961—2010年的多年平均值見表2。筆者主要通過對比各煙葉品質(zhì)氣候區(qū)的溫光水條件來分析各氣候區(qū)的氣候差異性。

3.1溫度條件烤煙是喜溫作物，大田期生長過程中最適宜的溫度是22~28℃[23]，溫度過高會影響煙株正常發(fā)育進(jìn)程，導(dǎo)致煙葉品質(zhì)下降，溫度過低造成煙株的生長過程中光合作用能力變化，抑制煙葉生長，影響煙葉品質(zhì)。3類煙葉品質(zhì)氣候區(qū)的大田期溫度均在最適宜的區(qū)間，其中以Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期溫度最高，在24.4～25.8℃之間，平均為25.1℃，其次是Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)，大田期溫度在21.5~23.0℃之間，平均為22.5℃，Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)的大田期溫度與Ⅱ類接近，在21.5～23.0℃之間，平均為22.3℃。高溫?zé)岷κ侵溉兆罡邭鉁剡B續(xù)5天≥35℃以上的高溫天氣。烤煙生長期溫度高于35℃時，煙株會發(fā)生生理代謝紊亂，甚至是結(jié)構(gòu)和功能損傷，最終影響煙葉品質(zhì)[15]。從3類煙葉品質(zhì)氣候區(qū)成熟期高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率來看，由高到低依次為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類，熱害發(fā)生機(jī)率分別為97.1%、80.3%和31.6%。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率低，對優(yōu)質(zhì)煙葉的形成最有利。晝夜溫差是影響烤煙品質(zhì)的重要因素之一。張家智等[20]研究表明，晝溫相同的情況下，隨著夜溫增加，煙葉中非蛋白氮含量增加，覆蓋致香物質(zhì)發(fā)出的香氣，品質(zhì)受到嚴(yán)重影響。Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)的晝夜溫差最大，均在8℃以上，平均為8.9℃。Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)的晝夜溫差在7.9~9.1℃，平均為8.2℃。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)的晝夜溫差最小，在7.4~8.8℃，平均為8.0℃。

3.2降水條件烤煙生長需水特點是前期少，中期多，后期又少。一般認(rèn)為，大田期間降水在450~550mm，成熟期降水在120~160mm便可滿足生長需要。雨量過多、過少都會影響到烤煙質(zhì)量，尤其是成熟期降水的多少及其時間分配對質(zhì)量影響最為明顯[8]。從各類品質(zhì)氣候區(qū)大田期和成熟期的降水量來看，均能滿足烤煙生長所需的總降水量。Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)在成熟期后期的降水量分別為194.3mm、208.7mm和234.3mm，與全省其他氣象臺站成熟期后期的降水量相比，只有Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)的偏多，其他2類的都偏少。

3.3日照條件烤煙在大田生育期的日照時數(shù)達(dá)到500~700h有利于生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)煙葉[15]。日照時數(shù)與煙葉品質(zhì)存在明顯的對應(yīng)關(guān)系，烤煙生長前期要求日照較多，干物質(zhì)累積的增加與日照呈正相關(guān)，進(jìn)入成熟期后，要求日照較少，日照時數(shù)與煙葉品質(zhì)具有負(fù)相關(guān)的關(guān)系[17]。Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)的大田期日照很充足，在612.5~680.4h之間，平均為644.9h，成熟期日照偏多，在423.7~474.6h之間，平均為443.3h。Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)的大田期日照適宜，在539.4~624.4h，平均為567.9h，成熟期日照較多，在383.3~425.9h之間，平均為404.5h。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)的大田期日照在468.4~594.0h之間，平均為522.5h，部分縣（市）的大田期日照時數(shù)不滿足優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)，成熟期日照偏少，在346.6~416.6h之間，平均為371.0h。

3.4煙葉品質(zhì)氣候區(qū)氣候特征通過以上各煙葉品質(zhì)氣候區(qū)氣候差異性的分析，根據(jù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉所需的氣候條件，可總結(jié)出各煙葉品質(zhì)氣候區(qū)的氣候特征。Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期熱量資源豐富，成熟期日照充裕，晝夜溫差大、成熟期后期雨水較少。Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期熱量資源適宜，成熟期日照較多，晝夜溫差大，高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率較高。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期熱量資源適宜，成熟期日照較少，晝夜溫差較大，高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率較低。

4湖南煙葉品質(zhì)氣候區(qū)劃

根據(jù)氣候相似性的原理，利用改進(jìn)的歐式距離計算湖南未種植煙草縣（市）各氣象站與3類煙葉品質(zhì)氣候區(qū)的相似距離，取相似距離最小的為該縣（市）的煙葉品質(zhì)氣候類型，區(qū)劃結(jié)果如圖2所示。區(qū)劃結(jié)果給出了湖南未種植煙草的縣（市）在種植烤煙后可能出現(xiàn)的煙葉品質(zhì)。全省3類煙葉品質(zhì)氣候類型中，以Ⅰ類和Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)的氣候相似區(qū)居多，Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)分布在湘西，包括張家界、自治州和懷化的所有縣（市），以桑植縣、花垣縣、靖州等為代表。Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘中一帶，包括邵陽東部、永州北部、郴州中北部、株洲、衡陽、婁底的大部、常德西北部等地，以桃源縣、邵陽縣、永興縣、寧遠(yuǎn)縣等為代表。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘南南部和湘東北等地，包括郴州南部、永州南部、岳陽東北部、常德東部、益陽大部及邵陽西部等地，以江華縣、隆回縣和宜章縣為代表。

5結(jié)論及討論

（1）在總結(jié)前人研究影響煙葉生長和煙葉品質(zhì)的氣候因子的基礎(chǔ)上，結(jié)合湖南省煙葉生產(chǎn)實際，選取了與煙葉生長、質(zhì)量等密切相關(guān)的大田期日照、大田期溫度、成熟期日照、成熟期后期降水、成熟期晝夜溫差和成熟期連續(xù)5天最高氣溫≥35℃高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率6個氣候因子作為影響因子，并采用主成分分析的方法確定了各影響因子的權(quán)重，結(jié)果表明大田期日照、成熟期日照和成熟期的晝夜溫差對湖南煙葉品質(zhì)的形成最為重要。

（2）通過湖南煙葉種植區(qū)氣候的差異性分析，可將湖南煙葉品質(zhì)劃分為3類品質(zhì)氣候區(qū)，這3個氣候區(qū)的氣候各具特點，Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期熱量資源豐富，成熟期日照充裕，晝夜溫差大、成熟期后期雨水較少。Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期熱量資源適宜，成熟期日照較多，晝夜溫差大，高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率較高。Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)大田期熱量資源適宜，成熟期日照較少，晝夜溫差較大，高溫?zé)岷Πl(fā)生機(jī)率較低。

（3）根據(jù)氣候相似性的原理，進(jìn)行了湖南煙葉品質(zhì)氣候區(qū)劃，推斷了湖南未種植煙草區(qū)域煙葉的品質(zhì)與風(fēng)格，全省以Ⅰ類和Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)居多，其次是Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)。Ⅰ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘西，Ⅱ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘中一帶，Ⅲ類品質(zhì)氣候區(qū)主要分布在湘南南部和湘東北等地。前人關(guān)于典型煙區(qū)氣候差異性分析的研究已很多，基于這種研究思路，筆者在煙葉品質(zhì)資料短缺的情況下，依據(jù)氣候因子是影響煙葉品質(zhì)形成的主要生態(tài)因子這個前提條件，根據(jù)氣候的差異性，提出了煙葉品質(zhì)氣候區(qū)的概念，為煙葉品質(zhì)區(qū)劃提供了一種切實可行的新思路。由于影響煙葉品質(zhì)形成的因素復(fù)雜，因此單純從氣候的角度對湖南煙葉品質(zhì)來進(jìn)行品質(zhì)分型具有一定的局限性，但該研究結(jié)果能為今后無煙葉種植區(qū)的煙草種植布局以及深入開展特色煙葉研究提供理論指導(dǎo)。

作者：張超陸魁東黃晚華張國君單位：湖南省氣象科學(xué)研究所