徐夢瑩，張茂松，朱 勇，胡雪瓊，徐正富

（1云南省氣候中心，昆明 650034；2賓川縣氣象局，云南賓川 671600）

0 引言

葡萄是世界性果樹，遍布世界五大洲，以歐洲種植最多，截至2018年底，中國葡萄栽培總面積為740萬hm2，居世界第2位，僅次于西班牙；產量達7780萬t，自2010年以后一直居世界第1位。其中釀酒葡萄占57%，鮮食葡萄占36%，制干葡萄占7%[1]。云南省位于中國西南邊陲，氣候多樣，立體氣候明顯，光熱資源充足，晝夜溫差大，冬季無需埋土防寒，具有栽培葡萄的獨特優(yōu)勢。云南省干熱區(qū)是全國葡萄成熟最早的區(qū)域[2]，所產葡萄具有早熟、糖度高、優(yōu)質、產量高的特點，采收時基本能夠避開雨季，因此云南是國內具有明顯優(yōu)勢的早熟葡萄生產區(qū)域[3]。

目前，已有不少研究者開展了葡萄生長適宜性評價的研究[4-13]，其結果具有很好的參考價值，其中利用GIS技術對釀酒葡萄種植氣候適宜性的研究較多[4-7]，相對鮮食葡萄種植氣候適宜性的研究較少。黃輝白[8]對中國北方葡萄栽培氣候區(qū)域進行了研究，根據(jù)生長期積溫劃分出5個氣候區(qū)。孔慶山[9]認為葡萄區(qū)劃研究應該分3個層次進行，首先是生態(tài)區(qū)劃，其次是品種區(qū)劃，最后是種植區(qū)劃。王蕾等[10]選用生長季活動積溫和無霜期作為熱量指標，干燥度作為水分指標，年極端低溫和埋土防寒線作為輔助指標得到中國葡萄氣候區(qū)劃。陸斌等[14]分析了云南省早熟葡萄栽培條件，楊順林等[3]分析了云南鮮食葡萄產業(yè)布局，本研究結合前期研究結果擬采用GIS技術，分析影響早熟鮮食葡萄生長和品質形成的關鍵氣候因子，建立云南早熟鮮食葡萄適宜性區(qū)劃指標，對云南全境進行氣候種植區(qū)劃，進一步明晰優(yōu)質早熟鮮食葡萄生產區(qū)域，挖掘優(yōu)質早熟鮮食葡萄產區(qū)氣候資源，給生產者選擇基地提供理論指導，這對提升早熟鮮食葡萄區(qū)劃精細化水平，推動云南優(yōu)質早熟鮮食葡萄生產具有現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 資料來源

收集云南省125個縣（市、區(qū)）氣象觀測站1981—2010年的氣候資料，包括月降水量、月平均氣溫、月最高（低）氣溫、月≥10℃積溫、月日照時數(shù)?；A地理信息資料來源于中國氣象局1:25萬數(shù)字高程(DEM)柵格數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

1.2.1 建立云南早熟鮮食葡萄區(qū)劃指標 葡萄屬暖溫帶植物，溫度是保證葡萄成熟以及葡萄品質的主要因子之一，在葡萄的生長發(fā)育期間，要求從萌芽到果實充分成熟需≥10℃的活動積溫不低于2500℃，最熱月的平均氣溫不低于18℃；漿果生長期要求的溫度不低于20℃，成熟期的月活動積溫不低于600℃、晝夜溫差≥8℃[15-16]。降水也是影響葡萄生長的主要氣候條件之一，且在很大程度上決定葡萄的產量和品質。葡萄不同的生長階段的需水量也不同：生長初期，需水量較大，降水或灌溉有利于葡萄植株芽眼萌發(fā)、新梢生長和花原始體的繼續(xù)分化；在開花期間，潮濕和陰沉的天氣，會阻礙正常授粉受精，引起子房脫落；葡萄果實成熟期間，雨水過多或陰雨連綿容易滋生病害，引起果實開裂腐爛，而降水少、低空氣相對濕度才能保證高量高質。修德仁等[17]研究認為：葡萄果實成熟期采前1個月降雨量不超過100 mm，對葡萄產量、品質十分有利。光照影響葡萄整個生長發(fā)育過程，研究表明[18]，葡萄生長期的日照時數(shù)高于1250 h才能保證漿果色澤好、含糖量高；在光照不足的條件下葡萄漿果內有機物質含量偏少，生長緩慢；如果葡萄成熟期的光照不足，漿果糖分含量低、酸度高，葡萄的品質很差。

云南早熟鮮食葡萄主要栽培品種為早熟、中早熟品種。露地栽培時于12月中下旬對葡萄植株進行強度修剪，1—2月葡萄植株冬芽萌發(fā)開花，2—3月進入果實膨大期，5—6月成熟采收。同一品種的葡萄，果實較中國北方葡萄產區(qū)提前2—3個月成熟。

云南地屬低緯高原氣候，冬春季（11月—翌年4月）是常年的干季，雨量少、空氣濕度小，晴天多、光照充足，日較差大，較好地滿足了早熟葡萄生長的需求。在葡萄植株萌芽生長、開花、果實膨大期降水極少，但可通過灌溉大范圍地保證葡萄植株對水分的需求，已不再成為優(yōu)質早熟葡萄生產的主要限制因子。云南省除昭通以外大部地區(qū)葡萄生長季日照時數(shù)皆在1500 h以上，大大滿足葡萄生長需要，相關研究也表明中國大部分葡萄產區(qū)，只要積溫能滿足葡萄生產的需求，光照不是葡萄栽培的限制因子[18]。而早熟鮮食葡萄生長季（1—5月）的熱量、成熟采收期（4—5月）降水量等因子與葡萄生長、產量和品質密切相關，且不可大范圍調控而成為優(yōu)質早熟葡萄生產的主要限制因子。

結合云南干季的氣候特點、葡萄各物候期的生長對氣象條件的要求和國內相關研究成果，本研究確定成熟期（5月）≥10℃積溫、早熟鮮食葡萄生長季（1—5月）≥10℃積溫和成熟季（4—5月）降水量3個因子作為云南優(yōu)質早熟鮮食葡萄氣候區(qū)劃指標。

1.2.2 復雜地形下的氣候資料細網(wǎng)格估算

（1）溫度估算。影響山區(qū)溫度條件的因素較多，從氣候上來說，主要還是宏觀地理條件（經(jīng)緯度、大水體、山脈走向等）、地形因素（坡度、坡向、地平遮蔽度等）、下墊面性質（土壤類型、植被狀況等）以及大氣環(huán)流等[19]。海拔高度和經(jīng)緯度對氣溫的影響相當重要[20]，造成氣溫資源在空間分布上有明顯的區(qū)域差異。本項目綜合考慮經(jīng)度、緯度和海拔高度對積溫的影響機制，建立全省細網(wǎng)格逐月積溫的分布模型(1)。

式中：T為氣象站觀測的月積溫的模擬值；h為海拔高度(m)；γ為經(jīng)度，δ為緯度；a、b、c、d為回歸系數(shù)。

使用125個氣象站的累年溫度資料，建立1—5月積溫分別與海拔、經(jīng)度、緯度的統(tǒng)計模型，最終在Arc GIS的空間分析模塊中模擬得到1—5月≥10℃積溫在全省復雜地形下的空間分布。

（2）降水量估算。降水量是評估氣候資源的重要依據(jù)之一，為最大限度地利用現(xiàn)有資料提取降水信息，準確地表現(xiàn)降水量分布情況，本研究中對PRISM模型進行改進，以海拔、經(jīng)緯度、方位因子等作為環(huán)境參數(shù)，引入距離、方位權重，依托地理信息系統(tǒng)技術(GIS)、移動開窗技術集成來實現(xiàn)并完成降水的空間插值[21-22]。

各指標因子的模型建立完成后，在Arc GIS的空間分析模塊中生成單個氣候區(qū)劃指標的柵格圖，按照指標等級（表1）在柵格圖中表示出來，即形成各個單因子的氣候區(qū)劃分級圖。采用多因子疊加法，最后將各氣候指標柵格圖層進行矢量疊加，從而得到早熟鮮食葡萄種植的氣候適宜性精細化區(qū)劃圖（圖1）。

2 結果與分析

從區(qū)劃結果來看（圖1），云南省干熱河谷區(qū)和紅河流域等大部分地區(qū)，熱量條件充足，成熟季降水少，符合葡萄適宜生長的條件，其中楚雄、麗江、大理、保山等州市最適宜區(qū)面積最大，紅河、楚雄、普洱、玉溪等州市適宜區(qū)和最適宜區(qū)面積最大（表3），建議大力發(fā)展早熟葡萄。云南北部地區(qū)除昭通中北部外，熱量條件差，不適宜葡萄生長；而云南南部地區(qū)因降水過多，容易滋生病害，引起果實開裂腐爛，不適宜葡萄生長。

最適宜區(qū)：面積：731.37千hm2，占云南省國土面積的1.9%。主要分布在云南省干熱河谷區(qū)，楚雄州的元謀、永仁東南部、雙柏南部；大理州的賓川壩區(qū)；麗江市的華坪東部、永勝中部和南部；保山市的昌寧西部、怒江州的六庫局部等地區(qū)。這些地區(qū)熱量資源豐富，5月≥10℃積溫在700℃·d以上，1—5月≥10℃積溫在2400℃·d以上，成熟季（4—5月）的降水量在80 mm以內，滿足葡萄生長需要，葡萄處于干旱脅迫狀態(tài)，有利于糖分和酚類物質的積累、提高葡萄漿果的品質，是發(fā)展早熟葡萄的優(yōu)質高產區(qū)。

適宜區(qū)：面積：3507.91千hm2，占云南省國土面積的8.9%。主要分布在最適宜區(qū)周邊以及紅河州的建水中北部、彌勒、石屏中部、開遠東北部、蒙自中部；楚雄州的雙柏中部、祿豐南部；昆明市的東川中部、宜良中部；玉溪市的新平北部和東部、峨山中部、華寧東部；普洱市的景東中部、鎮(zhèn)源北部、瀾滄北部、景谷零星地區(qū)；大理州的彌渡中部、南澗東北部；臨滄市的云縣、翔臨區(qū)中部、雙江西北部；昭通市的巧家西部、怒江州的瀘水局部、保山市的隆陽區(qū)南部等地區(qū)。這些地區(qū)熱量條件稍次于最適宜區(qū)，5月≥10℃積溫在600～700℃·d之間，1—5月≥10℃積溫在1800～2400℃·d之間，成熟季降水稍多，4—5月降水量在80～130 mm之間，熱量和水分條件能滿足葡萄生長，適宜發(fā)展早熟鮮食葡萄。

次適宜區(qū)：面積：10752.75千hm2，占云南省國土面積的27.3%。主要分布在文山州的廣南、丘北東部、硯山、文山、馬關中部、麻栗坡局部；紅河州彌勒北部、石屏北部、瀘西北部、蒙自西部和南部；楚雄州的楚雄市、祿豐西部和東部、雙柏北部、大姚東南部、牟定南部、南華東部、永仁東部；昆明市安寧、晉寧北部、呈貢西部、富民南部；普洱市的景谷大部、瀾滄東北部、墨江、鎮(zhèn)源、寧洱零星分布；昭通市鹽津、大關局部；保山市騰沖南部、龍陵局部、保山中部等地區(qū)。這些地區(qū)熱量條件稍差，5月≥10℃積溫在550～600℃·d之間，1—5月≥10℃積溫在1600～1800℃·d之間，成熟季降水稍多，4—5月降水量在130～180mm之間，基本能滿足葡萄生長，但氣象條件影響早熟葡萄品質。

表1 云南優(yōu)質早熟鮮食葡萄氣候適宜性區(qū)劃指標

表2 云南早熟鮮食葡萄氣候適宜性積溫空間分析模式

圖1 云南省早熟鮮食葡萄氣候適宜性區(qū)劃圖

不適宜區(qū)：面積：24407.97千hm2，占云南省國土面積的61.9%。主要分布在云南省北部、南部以及高山地區(qū)。云南省北部大部地區(qū)5月≥10℃積溫在低于550℃·d，1—5月≥10℃積溫低于1600℃·d，熱量條件差是限制早熟葡萄栽培的主要氣候因素，而南部地區(qū)因降水過多，4—5月降水量超過180 mm，容易滋生病害，引起果實開裂腐爛，不適宜葡萄生長。但值得一提的是，云南省南部地區(qū)如西雙版納州的景洪、勐臘；普洱市的寧洱、墨江、景谷、江城；紅河州的綠春、金平、河口、元陽；德宏州的瑞麗、盈江、梁河；臨滄市的滄源、耿馬等地因熱量條件好，若做好避雨栽培，發(fā)展設施農業(yè)，將有很大的發(fā)展?jié)摿Τ蔀樵颇鲜≡缡炱咸训膬?yōu)質產區(qū)。

表3 云南省各地州早熟葡萄氣候適宜性區(qū)劃面積統(tǒng)計 千hm2

3 討論與結論

本研究主要根據(jù)云南的氣候特點、葡萄各物候期的生長對氣象條件的要求和國內相關研究成果，確定了云南省早熟鮮食葡萄氣候區(qū)劃的指標體系，基于GIS技術對云南省5月≥10℃積溫、1—5月≥10℃積溫、4—5月降水量進行模擬，綜合3項結果得到全省早熟鮮食葡萄適宜性區(qū)劃，該方法能夠定量、直觀地獲取適宜區(qū)的數(shù)量和空間信息，可操作性較強，具有一定的推廣應用價值，同時彌補了以往大多局限于個別市、縣局部地區(qū)的相關研究，可為云南省合理規(guī)劃早熟葡萄產區(qū)提供科學的決策依據(jù)。

整體來看，云南省早熟鮮食葡萄氣候適宜區(qū)主要分布在干熱河谷區(qū)和紅河流域等大部分地區(qū)，這些區(qū)域熱量充足、成熟季降水少，能滿足葡萄生長需要，葡萄處于干旱脅迫狀態(tài)，有利于糖分和酚類物質的積累、提高葡萄漿果的品質，是發(fā)展早熟鮮食葡萄的優(yōu)質高產區(qū)。不適宜區(qū)主要分布在北部高海拔地區(qū)和南部地區(qū)，北部高海拔地區(qū)熱量條件差，不宜發(fā)展早熟葡萄栽培；南部地區(qū)雨量過多，容易滋生病害，引起果實開裂腐爛，但南部地區(qū)若做好避雨栽培，發(fā)展設施農業(yè)，將有很大的發(fā)展?jié)摿Τ蔀樵颇鲜≡缡祯r食葡萄的優(yōu)質產區(qū)。

目前，云南早熟鮮食葡萄實際栽種面積主要分布在金沙江流域的元謀縣、賓川縣、永勝縣、華坪縣、永善縣、巧家縣、東川區(qū)；紅河流域的蒙自市、建水縣、元陽縣、開遠市、紅河縣、元江縣[3]。本研究的指標體系能夠很好的劃分出云南早熟鮮食葡萄氣候的適宜區(qū)和不適宜區(qū)，其早熟鮮食葡萄氣候區(qū)劃結果與實際葡萄栽培情況大致相符合，但是氣候區(qū)劃只能從宏觀上指導當?shù)仄咸言耘嗪推咸旬a業(yè)的發(fā)展，同時云南省境內地形復雜，地質結構多樣，在區(qū)劃過程中可能存在小范圍的偏差，因此在實踐過程中還要結合實際情況，考慮小氣候、土壤等因素，進行一系列的引種試驗，最終確定當?shù)剡m宜栽培的葡萄品種，達到經(jīng)濟生產。