六盘水市红花油茶种植气候精细化区划研究
摘要 选取六枝的陇脚、水城的猴场和盘州的红果、柏果、断江、乐民、大山、新民、羊场、普古共10个红花油茶种植示范区作为研究对象，2014—2015年对红花油茶主要物候期进行观测、分析。结果表明，红花油茶最佳栽种期在冬末春初，开花授粉最佳时期为10月上旬至11月上旬；利用六盘水3个气象观测站1979—2015年气候资料和红花油茶生长发育期资料，并结合10个红花油茶种植示范区自动站温度、降水资料，采用经验正交函数分析、模糊聚类分析及双边量相关分析方法，总结得出年平均气温和10月平均气温、年降水量、年日照时数为红花油茶种植气候适宜性指标；根据该指标结合3个气象观测站及99个乡镇的经度、纬度、海拔高度、坡向、坡度等地理信息因子，采用GIS技术，得到六盘水红花油茶种植气候适宜性精细区划图，并区划出红花油茶种植气候最适宜区为六盘水东部、中部和南部，适宜区为六盘水南部、北部和中部，次适宜区为六盘水中北部、偏西南部分地区，不适宜区为盘州坪地乡。
关键词 红花油茶；种植；气候适宜指标；精细化区划；贵州六盘水
中图分类号 S794.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）13-0012-04
油茶泛指山茶属植物中的一类含油量高的物种，与油橄榄、油棕和椰子并称为世界四大木本油料树种[1-4]。红花油茶为油茶中的一种，是一种常绿小乔木，树高可达5 m，生长速度一般，树叶革质，卵状椭圆形，其收获期长达几十年，性喜温暖多湿，不耐寒冷。研究与监测表明，中亚热带地区一般只宜引种试种，肥力中等的酸性土壤亦可生长良好，较能耐旱，可在荒山种植，属于喜弱光树种，幼树耐荫庇，长成大树后需充足阳光，方能正常开花结果[5]。
中国林业科学研究院亚热带林业研究所庄瑞林[6]根据自然地理环境和物种适应性将油茶分为西南高山区、华南丘陵区、华中和华东丘陵区、北部边缘区四大分布区，而西南分布区主要以云贵高原为主。
六盘水市委市政府根据本市地理环境和气候特点，为加快推进全市农业现代化进程，加大农业产业结构调整步伐，促进农业转型升级，确保农业增效、农民增收和全面小康，在2014年7月出台了《中共六盘水市委六盘水市人民政府关于农业特色产业发展“3155工程”的实施意见》，将红花油茶产业作为六盘水市农业特色产业发展的重点之一，要求到2018年全市发展红花油茶种植面积33 333.33 hm2，具有种植规模在666.67 hm2以上且达到区域化、规范化、标准化要求的按3 000元/hm2标准给予奖励的优惠政策。
本文针对六盘水红花油茶特色产业，开展其种植及生长的适宜气候指标及其区划、气象灾害指标等研究[6]，为红花油茶在六盘水市的种植提供科学依据。
1 资料来源与方法
采用六盘水3个县气象观测站1979—2015年逐月平均气温、逐月平均最低气温、年日照时数及10个红花油茶种植示范区自动气象站2012—2015年逐月平均气温、逐月平均最低气温等资料，采用对比、分析、经验正交函数分解、模糊聚类分析和相关性分析等方法，对红花油茶种植期、开花授粉期、灾害性指标、气候适宜指标进行研究，开展红花油茶气候精细区划。
2 结果与分析
2.1 红花油茶种植期的研究
10个红花油茶种植示范区2012—2015年1—5月、9—12月平均气温、平均最低气温统计值见表1。可以看出，12月至翌年1月，10个红花油茶种植示范区平均气温在0 ℃以上，但平均最低气温均低于0 ℃，结合红花油茶基地试验观测，此温度条件容易产生冻害，不利于红花油茶的栽植，如果选择此时栽植，必须采取防冻措施，才能保证一定的成活率。2月各种植区的平均气温差异较大，除了陇脚、普古、新民、大山外，其余基地平均气温均超过8 ℃，通过红花油茶基地试验观测，平均气温只要超过8 ℃，红花油茶就能萌芽。因此，这些种植区多选择在2月栽植，而陇脚、普古、新民、大山的栽植期可往后推到2月下旬至3月初。春季（3—5月）气温适宜红花油茶栽植，但此时的茶苗已处于萌动抽梢期，若此时栽植会影响其抽梢数量，加之春季容易发生春旱灾害性天气。据统计，六盘水干旱主要以春旱为主，春旱出现频率六枝为43.1%、盘县52.1%、水城55.1%[7]，春旱是影响红花油茶抽梢减少的原因之一。如果选在晚秋种植，气温虽然适宜，但红花油茶的根系不发达，若此时栽植，要将茶苗的根系蘸泥浆或加适量生根粉，才能提高茶苗的成活率。
红花油茶适宜栽植时间为2—3月，由于各区域小气候差异明显，气温将会有所差别。因此，红花油茶的种植要因地制宜，最佳种植期为冬末春初，因为此时的温度适宜油茶苗生根。
2.2 红花油茶开花授粉期研究
红花油茶在开花授粉期（10—12月）的主要影响因子是气温，旬平均气温只要达到12 ℃就能开花授粉，以14～18 ℃为最适宜。从表2可以看出，10个红花油茶种植示范区10月上旬至11月上旬的平均气温均在12 ℃以上，能够满足红花油茶开花授粉的温度条件；但开花授粉期存在一定的差异，大山镇的开花授粉期在10月上旬，红果、新民、普古在10月中旬，柏果、断江、乐民在10月下旬，陇脚、猴场、羊场在11月上旬。种植示范区中海拔最高的是大山，10—11月各旬平均气温最低的是大山，开花授粉期最早；海拔最低的是陇脚，开花授粉期最晚，其次是猴场，其余研究区的海拔高度为1 300～1 800 m。
2.3 红花油茶灾害性指标分析
红花油茶在秋、冬开花，花期为10—12月，通常10月上旬开始开花，日平均气温在5 ℃以上花粉就能萌芽。在11月盛花期，日平均温度在8 ℃以上的晴天或无雨阴天天气可以授粉受精，12月下旬开花基本结束。其花期日平均气温低于15 ℃、持续降雨日数>15 d、连续降雨量>200 mm，平均落花率可高達50%以上。因此，花期遇晴朗的天气对红花油茶的授粉孕果极为有利。红花油茶在花期若出现霜冻，会影响昆虫活动、冻伤花器，影响花粉传播和发芽，大大降低红花油茶的产量。从表3可以看出，3个县中水城日平均气温最低、极端气温最低，连续降雨日数超过20 d，平均初霜日最早，平均终霜日最晚，初终霜日数最长，有霜期天数最多，对红花油茶的开花、授粉影响最大；盘州次之；六枝平均初霜日最晚，平均终霜日最早，初终日数最短，有霜期天数最少，影响相对较小。因此，种植红花油茶时，选择早花型代替晚花型、及早了解天气变化形势、提前做好红花油茶树的护理施肥工作，是预防红花油茶低温霜冻行之有效的方法[7]。
2.4 红花油茶种植气候适宜指标的确定
红花油茶要求年平均气温12～18 ℃，花期平均气温为10～20 ℃，最适宜为14～16 ℃，突然低温或霜冻会造成落花、落果；要求有充足的光照，年均日照时数≥1 400 h，若光照不足，则叶多果少，且果实含油量不足、果品差；要求年降水量≥1 000 mm，但花期连续降雨，会影响红花油茶开花和授粉。
本项目选取六盘水3个气象观测站1979—2015年的12个气候变量作为指标，组成3×12的原始数据阵，对原始数据阵进行归一化处理，使各气候变量处于同一量纲，得到标准化数据阵。采用经验正交函数分解法，计算特征根和特征向量，然后衡量各气候因子在红花油茶气候区划中贡献的大小，找出红花油茶气候适宜生产的区划指标。选择对区划贡献较大的气候因子进行模糊聚类分析，建立模糊等价关系，按λ截集水平进行分类，以择优原则进行六盘水红花油茶种植气候适宜性区划。
2.4.1 经验正交函数分解。利用经验正交函数分解，计算得到特征值和特征向量。第1主成分方差贡献率36.8%，第2主成分方差贡献率29.6%，第3主成分方差贡献率21.5%，前3个主成分的方差贡献率已达87.9%。因此，前3个主成分可以表示原气象要素场的特征（表4）。
由此可知，第1主成分的特征向量以年平均气温和10月平均气温为红花油茶生长发育期的关键因子。第2主成分的特征向量以年降水量最大，表明水分条件是保证红花油茶高产的重要因素。第3主成分的特征向量以年日照时数最大，说明光照资源是保证红花油茶产量、品质的重要条件。
2.4.2 模糊聚类分析。选取与六盘水红花油茶种植分布和生长发育关系密切的4个气候因子进行模糊聚类分析。聚类结果，取λ=0.98，把六盘水红花油茶种植分成4个区以及各气候区的指标（表5）。
利用1979—2015年六枝、盘州、水城的年平均气温、10月平均气温、年降水量、年日照时数和3个站经度、纬度和海拔高度，使用双变量相关关系，分析统计2个要素相互之间的相关关系（表6）。可以看出，年平均气温与经度成弱相关，与纬度成显著相关，与海拔高度成低度相关；10月平均气温分别与经度、海拔高度成显著相关，与纬度成低度相关；年降水量与经度、海拔高度成高度相关，与纬度成显著相关；年日照时数与经度成低度相关，与纬度、海拔高度成显著相关。
综合六盘水红花油茶种植气候适宜性区划指标、气象要素与3个站经度、纬度、海拔高度的相关性分析结果，并结合六盘水红花油茶种植基地的气象资料分析：最适宜区年平均气温为13～18 ℃、10月平均气温为15～17 ℃、年降水量为1 100～1 500 mm、年日照时数≥1 400 h；适宜区年平均气温12～13 ℃或18～20 ℃、10月平均气温14～15 ℃或17～19 ℃、年降水量为1 100～1 500 mm、年日照时数≥1 400 h；次适宜区年平均气温10～12 ℃或20～23 ℃、10月平均气温12～14 ℃或19～21 ℃、年降水量900～1 000 mm或1 600～1 700 mm、年日照时数1 000～1 200 h；不适宜区年平均气温<10 ℃或 >20 ℃、10月平均气温<12 ℃或 >21 ℃、年降水量<900 mm或 >1 700 mm、年日照时数<1 000 h。
2.5 六盘水红花油茶气候精细区划
2.5.1 最适宜区。从图1可以看出，红花油茶种植气候最适宜区在六盘水东部、中部和南部，包括六枝的毛口乡、洒志乡、折溪乡、落别乡、新窑乡、陇脚乡、新场乡、梭戛乡、新华乡西部、龙场乡、牛场乡北部和东部、木岗镇、大用镇、平寨镇、郎岱镇、岩脚镇；盘州的普田乡、保田镇、响水镇、新民乡、玛依镇、乐民镇、板桥镇、英武乡、西冲镇、城关镇、旧营乡、羊场乡、柏果镇、普古乡；水城的花嘎乡、龙场乡、新街乡、营盘乡、发耳乡、鸡场乡东部、都格乡、新街乡、米箩乡（西部除外）、阿嘎乡、蟠龙乡（西部除外）、红岩乡南部、比得乡东部、化乐乡、青林乡南部，该区该区年平均气温13～18 ℃，10月平均气温15～17 ℃，年降水量1 100～1 500 mm，年日照时数1 500 h，光照充足，降水充沛，热量适宜，能满足红花油茶的生长需要。
2.5.2 适宜区。从图1可以看出，红花油茶种植气候适宜区在六盘水南部、北部和中部，包括六枝的墮却乡、箐口乡北部、新场乡西部、新华乡东北部、牛场乡西部和东部；盘州的忠义乡、大山镇、民主镇、老厂镇、株东乡、马场乡、水塘镇、石桥镇、红果镇、两河乡、刘官镇、滑石乡、盘江镇、保基乡、鸡场坪乡、段江镇（西部除外）、淤泥乡西部、普古乡中部、松河乡南部；水城的龙场乡中部、花嘎乡西部、新街乡北部、都格乡东南部、杨梅乡西部、猴场乡西北部、蟠龙乡西部和南部、陡箐乡、盐井乡、滥坝镇、比得乡西部、保华乡、木果乡东部、南开乡、青林乡、金盆乡南部和东部、大湾镇南部。该区年平均气温12～13 ℃或18～20 ℃，10月平均气温14～15 ℃或17～19 ℃，年降水量1 000～1 100 mm或1 500～1 600 mm，年日照时数1 200～1 400 h，水热条件组合适中，能满足红花油茶的生长需要。
2.5.3 次适宜区。从图1可以看出，红花油茶种植气候次适宜区在六盘水中北部、偏西南部分地区，包括盘州的民主东南部、老厂镇北部、火铺镇南部、平关镇、红果镇东部、断江镇南部、盘江镇西部、柏果镇西部、淤泥乡南部、普古乡西部和南部、松河乡北部和东部、坪地乡、洒基镇东部、四格乡；水城的鸡场乡中部、野钟乡西部、杨梅乡北部、发耳乡东北部、都格乡东北部、玉舍乡、坪寨乡东部、纸厂乡、盐井乡东部、董地乡、发箐乡、木果乡西部、金盆乡北部、大湾镇东北部，该区年平均气温10～12 ℃或20～23 ℃，10月平均气温12～14 ℃或20～23 ℃，年降水量900～1 000 mm或1 600～1 700 mm，年日照时数1 000～1 200 h。
2.5.4 不适宜区。从图1可以看出，红花油茶种植气候不适宜区仅为盘州坪地乡，该区年平均气温<10 ℃或>20 ℃，10月平均气温<12 ℃或>21 ℃，年降水量<900 mm或>1 700 mm，年日照时数<1 000 h，光照不足，年平均氣温、10月平均气温和年降水量均不能满足红花油茶的生长需求。
3 结论与讨论
分析结果表明，红花油茶适宜栽植时间为2—3月。由于各区域小气候差异明显，气温将会有所差别。因此，种植红花油茶要因地制宜，最佳种植期为冬末春初。因为此时温度适宜，油茶苗的根系处于生根初期，外界对枝杆、树叶的蒸腾相对也少，对其成活非常有利。
红花油茶开花和授粉的旬平均气温在12 ℃以上，开花期和授粉期在10月上旬至11月上旬，受海拔高度的影响，气温较低的高海拔地区红花油茶开花和授粉时间要早于低海拔地区。
红花油茶开花授粉期如果遇到日平均气温在15 ℃以下低温、持续降雨日数在15 d以上阴雨和霜冻天气，将会造成大量的落花落果，影响其产量。因此，把日平均气温<15 ℃、持续降雨>15 d或出现霜冻作为红花油茶主要灾害性指标。
通过模糊聚类和双变量相关分析等方法得出红花油茶最适宜、适宜、次适宜和不适宜种植气候区划指标。
利用六盘水红花油茶种植气候适宜性区划指标，采用GIS技术，得出六盘水红花油茶种植气候精细区划分布图，区划出红花油茶种植气候最适宜区为六盘水东部、中部和南部，适宜区为六盘水南部、北部和中部，次适宜区为六盘水中北部、偏西南部分地区，不适宜区为盘州坪地乡。
4 参考文献
[1] ZHANG B，LI Z，GENG F，et al.Rooting of Camellia oleifera Abel cutting under low plastic tunnels[J].Hortscience，2009，44（3）：551.
[2] 国家油茶科学中心.油茶高效实用栽培技术[M].北京：科学出版社，2010.
[3] 黄佳聪，尹五元，任华东，等.宝山油茶种质资源及其主要种实经济形状[J].中南林业科技大学学报，2011，31（9）：14.
[4] XIONG Z G，LUO S L，HE J.The saftware design of camellia oleifera seed hyperspectral detection system[J].Advanced Materials Reserch，2014， 846-847：1076-1079.
[5] 齐玮，齐移民，李杭玥，等.德兴红花油茶主产区的气候特征及红花油茶栽培技术[J].南京信息工程大学学报，2012，4（5）：426-429.
[6] 庄瑞林.中国油茶[M].北京：中国林业出版社，2008.
[7] 李贵琼，蒋文家.六盘水红花油茶种植气候适宜性研究[J].植物学研究，2016，5（3）：93-99.
下一篇：“园丁”到“公仆”的经济学家