陳 誠， 王夢玲， 楊 茜， 向懷菊， 楊 艷

(1.黃平縣氣象局， 貴州 黃平 556100； 2.施秉縣氣象局， 貴州 施秉 556200； 3.冊亨縣氣象局， 貴州 冊亨 552200)

白及為蘭科白及屬多年生宿根草本植物[1]，又名連及草、甘根等，根為塊根，花呈紅色、粉紅色、白色等。白及在我國主要產(chǎn)于云南、貴州、四川等地，其中貴州產(chǎn)量最大，質(zhì)量最好。其干燥塊莖主要用于中藥入藥，具有消腫、止血等作用[2]。隨著我國醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，對白及的藥用研究不斷深入并得到廣泛應(yīng)用，對白及的需求量急劇上升[3]。因此，研究白及種植的氣候適宜性及氣象災(zāi)害防控對策，對擴(kuò)大白及種植滿足其市場需求具有重要意義。2015年黃平縣引進(jìn)皖白及1號在黃平縣新州鎮(zhèn)種植成功，2019年已推廣種植到野洞河、一碗水、浪洞、平溪、舊州、谷隴等7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。白及是一種喜陰忌強(qiáng)光照的中藥材，目前各鄉(xiāng)鎮(zhèn)多采取大田種植[4]，光、溫、水、濕度和海拔高度對白及產(chǎn)量和品質(zhì)形成有一定影響[5]。因此，在黃平境內(nèi)不同海拔高度地區(qū)大力推廣種植白及，需要對其氣候適宜性和各類氣象災(zāi)害進(jìn)行分析，并對白及種植氣候適宜性進(jìn)行科學(xué)區(qū)劃，為白及推廣種植提供決策參考，以便充分利用生態(tài)氣候資源優(yōu)勢，提高白及種植產(chǎn)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)增效增收。

1 黃平縣地理概況及氣候資源優(yōu)勢

黃平縣地處黔中丘原向黔東低山丘陵過渡地帶，地勢由西、西北向東、東南部逐漸降低，海拔高度519～1 367 m(圖1)，轄區(qū)共11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，重安的海拔最低、紙房最高。黃平縣屬典型亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，常年氣候較為溫暖濕潤，年平均溫度變化差異較小。季節(jié)性降水特征較為明顯，降水主要集中在春、夏季，平均雨日(≥1.0 mm)有172 d，占全年日數(shù)的47%，時(shí)空分布不均勻，雨量較為充沛，11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的年平均降雨量均在1 000 mm以上，雨量分布呈南部和北部少、中部多的態(tài)勢；年平均氣溫均在15℃左右(圖2)，受地形影響，浪洞、平溪、舊州等北部海拔較低的壩區(qū)以及南部海拔較低的重安等鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣溫較高，高海拔的北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣溫較低，氣溫差異較大。日照時(shí)數(shù)長，年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)1 195.5 h，無霜天數(shù)355 d。黃平縣豐富的氣候資源非常有利于種植白及等中藥材，其境內(nèi)白及種植面積已達(dá)400 hm2以上，鮮品年產(chǎn)量5 400 t左右。

圖1 黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)海拔高度

圖2 黃平縣2015—2019年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)年平均降雨量、平均氣溫及空間分布

2 白及生長發(fā)育所需環(huán)境條件

白及作為多年生宿根草本中藥材，地下莖塊生長較為緩慢，人工種植一般需2～3年才能進(jìn)行采收[6]。白及喜溫暖、陰涼、較干燥的環(huán)境，光照強(qiáng)度不宜過大，年日照時(shí)數(shù)在900～1 200 h較為合適，年降水量達(dá)1 000 mm左右，種植需選擇海拔 300～1 500 m的地塊，土壤以富含腐殖質(zhì)、肥沃疏松、排水性能好、潮濕溫暖的沙壤土[7]。白及種植采收分為移栽起苗期、四葉期、生長旺盛期、休眠期、采挖期5個(gè)階段[8]。其中，起苗期為3月下旬至4月上旬，要求氣溫≥10℃；四葉期為4月下旬，生長最適宜溫度為18～24℃；生長旺盛期為5—6月，生長最適宜溫度為20～26℃；休眠期為7—8月，白及逐漸停止生長，緩慢進(jìn)入休眠[9]。氣溫9℃以下時(shí)白及進(jìn)入休眠期，0℃及以下時(shí)白及塊莖容易凍傷甚至凍死[10]。采摘期多為移栽2～3年后的8—10月[11]。

3 黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植白及的氣候適宜性

地面氣象觀測資料來自于黃平縣11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動氣象站和國家自動站2015—2019年的觀測數(shù)據(jù)，包括經(jīng)緯度、海拔高度、氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等氣象要素的逐日觀測資料。通過統(tǒng)計(jì)分析剔除因儀器維修維護(hù)、校準(zhǔn)等異常原因造成的異常數(shù)據(jù)值，篩選出每月各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均氣溫、月平均日照時(shí)數(shù)以及年降水量。利用ArcGIS進(jìn)行克里金插值，繪制出全縣降雨分布圖以及每月氣溫分布圖，對白及適宜生長氣溫進(jìn)行擬合分析；使用Origin繪制出月平均日照時(shí)數(shù)變化圖，研究白及各個(gè)生長階段的發(fā)育與日照強(qiáng)度的關(guān)系。對黃平縣白及人工種植適宜區(qū)和次適宜區(qū)以及不適宜種植區(qū)進(jìn)行區(qū)劃。

結(jié)合白及生長發(fā)育所需環(huán)境條件，黃平縣所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)海拔均符合種植白及的要求，人工種植一般在3月下旬至4月上旬移栽，生長旺盛期主要集中于4月下旬至7月，8月白及地表以上部分開始枯萎倒伏，緩慢進(jìn)入休眠狀態(tài)，直至次年2月。所以影響黃平縣白及生長的氣候條件主要是3月至次年2月的日照、氣溫。

3.1 黃平縣氣候資源變化

日照是影響植物生長的重要環(huán)境因子之一，影響日照時(shí)數(shù)長短的主要因子是地形以及云霧狀況[12]。光照能促進(jìn)白及種子的萌發(fā)[13]。從黃平站(新州鎮(zhèn))月平均日照時(shí)數(shù)、平均氣溫、平均降水量(圖3)看出，黃平縣光溫水氣候資源變化同步。1—3月日照時(shí)長增加，隨之氣溫開始回升，降水增多，當(dāng)溫度超過10℃后開始移栽白及幼苗。白及主要生長階段4—6月日照時(shí)數(shù)無明顯變化，較為平穩(wěn)，月平均日照時(shí)數(shù)均在110 h左右，日照時(shí)段較短。造成這一現(xiàn)象的主要原因是4—6月為主汛期，降水多。但在此階段熱力條件以及水分條件充足，日照時(shí)長能滿足白及的生長需求。7—8月日照時(shí)長達(dá)到全年的峰值，白及地上部分不再生長，充足的日照能夠促進(jìn)白及地表部分的光合作用，對光能的利用率較高，有利于其生物量的積累[14]，能夠繼續(xù)為莖塊膨大輸送養(yǎng)分。8月后日照時(shí)數(shù)大幅降低，隨之溫度降低，且進(jìn)入非汛期后水分條件較差，濕度較低，白及緩慢進(jìn)入休眠期。

圖3 黃平縣2015—2019年月平均日照時(shí)數(shù)、平均氣溫、平均降水量

3.2 3—7月白及生長期氣候適宜性

4月上旬至6月上旬為白及植株生長旺盛期，地上部分迅速生長，至7月地上部分無明顯變化，進(jìn)入8月開始枯萎倒苗，地下部分生長開始減緩[15]，但是仍在膨大。從圖4可知，黃平縣3—7月月平均氣溫呈現(xiàn)南部、中北部、西南部海拔較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)較高，北部、東部海拔較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)較低。黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)3月平均氣溫均在10℃以上，其中氣溫條件較好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為浪洞、舊州、重安、平溪，其平均氣溫均超過11.5℃，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均氣溫略低，但均符合種植的最低氣溫條件；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)4—5月的平均氣溫為16.1～21.6℃，基本能夠達(dá)到白及生長所需要求；6—7月所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均氣溫都在20～27℃，均滿足白及生長的最適宜氣溫條件。根據(jù)白及適宜生長溫度條件和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)3—7月月平均溫度進(jìn)行擬合分析得出，白及生長期氣溫最適宜地區(qū)主要集中于低海拔地區(qū)的重安、浪洞、舊州、平溪4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，次適宜區(qū)為谷隴、野洞河、新州、翁平、上塘5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)；不適宜區(qū)為高海拔地區(qū)的紙房、一碗水2個(gè)鄉(xiāng)。

圖4 黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2015—2019年3—7月累年平均氣溫分布

3.3 8—11月白及休眠期氣候適宜性

白及生長發(fā)育部分分為地上及地下部分，其生長主要在8月前，之后白及地表上的營養(yǎng)器官開始枯萎倒伏，直至10月初完全倒苗，進(jìn)入休眠期；白及地下部分逐漸停止生長，10月后地下部分不再生長[16]。從圖5可知，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)8—9月平均氣溫在20℃以上，能夠?yàn)榘准扒o塊膨大提供充足的熱力條件，其中，南部溫度高于北部，熱力條件更好。同時(shí)8月、9月黃平縣平均降雨量分別為118.7 mm、103.9 mm，能提供充足的水分。10月、11月各鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均溫度大幅降低，且均在20℃以下(圖略)，不能提供充足的熱力條件，同時(shí)黃平縣進(jìn)入非汛期，降水量減少，白及莖塊膨脹速度減緩。

圖5 黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2015—2019年8—9月累年平均氣溫分布

3.4 12月至次年2月白及休眠期氣候適宜性

從圖6可知，黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)近5年冬季的累年月平均氣溫均在0℃以上，浪洞、舊州、重安、平溪4個(gè)低海拔鄉(xiāng)鎮(zhèn)平均氣溫高，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)溫度相對偏低，總體能保證進(jìn)入休眠的白及塊莖順利越冬。從表1看出，重安、浪洞、平溪、舊州的日平均氣溫≤0℃日數(shù)最少，低溫總?cè)諗?shù)≤3 d，冬季氣溫對白及塊莖影響小，最適宜白及種植；其次是上塘、新州、翁平、野洞河、谷隴，這5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬季平均氣溫≤0℃日數(shù)較少，低溫總?cè)諗?shù)≤6 d，對白及越冬塊莖的影響較小，為白及適宜種植區(qū)；紙房、一碗水2個(gè)鄉(xiāng)冬季各月平均氣溫≤0℃日數(shù)較長，低溫冷害易使白及塊莖凍傷或凍死，不適宜種植白及。

圖6 黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2015—2019年12月、1—2月累年平均氣溫分布

表1 黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2015—2019年冬季0℃及以下的累年月平均日數(shù) d

4 黃平縣白及種植主要?dú)庀鬄?zāi)害及防控措施

4.1 冰雹災(zāi)害

黃平縣每年3—5月為冰雹災(zāi)害高發(fā)期，極易發(fā)生冰雹災(zāi)害。影響黃平的冰雹路徑有3條：一條從西北部向東南方向移動，一條由西向東移動，一條由西南向東北方向移動，3條路徑對大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有影響。根據(jù)黃平縣歷年來的冰雹災(zāi)害發(fā)生次數(shù)和所造成的災(zāi)害程度，將黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別劃分為冰雹災(zāi)害的高、中、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。從圖7看出，紙房、一碗水、上塘、重安4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，平溪、浪洞、野洞河、翁平4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，谷隴、新州、舊州3個(gè)鄉(xiāng)為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。3—5月為白及移栽期和生長旺盛期，冰雹災(zāi)害對其影響很大，嚴(yán)重的可能砸爛或砸死白及幼苗。目前，在西北路徑的舊州和西南路徑的谷隴設(shè)置有人工影響天氣作業(yè)點(diǎn)，加強(qiáng)冰雹災(zāi)害天氣的監(jiān)測和人工消雹作業(yè)是防控和有效減輕冰雹災(zāi)害影響的主要舉措。

圖7 黃平縣冰雹災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

4.2 高溫?zé)岷?/h3>

白及生長最適宜溫度為20～26℃，高溫鍛煉有利于白及種子苗的耐熱性增強(qiáng)，但當(dāng)溫度達(dá)35℃及以上時(shí)不利于白及苗的生長發(fā)育[17]。王瑩博等[18]研究發(fā)現(xiàn)，高溫以及高溫干旱復(fù)合脅迫均抑制白及的生長和光合作用。根據(jù)歷年來黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)35℃及以上高溫天氣的次數(shù)及持續(xù)時(shí)間，將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為高溫災(zāi)害的高、中、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。從圖8可知，浪洞、平溪、重安3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，舊州、新州、野洞河、翁平、上塘、谷隴6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，紙房、一碗水2個(gè)鄉(xiāng)為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。如遇夏季高溫需要做好水分的充足供應(yīng)，必要時(shí)可采取人工灌溉，同時(shí)還需及時(shí)加蓋遮陰網(wǎng)，這對于減輕高溫脅迫對白及生產(chǎn)的影響具有重大作用。

圖8 黃平縣高溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

4.3 低溫凍害

白及耐寒性差，對低溫較為敏感。溫度連續(xù)長時(shí)間低于0℃以下會導(dǎo)致白及凍害，使白及休眠的莖塊凍傷甚至凍死。雖然黃平縣大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)熱量充足，冬季氣溫很少出現(xiàn)連續(xù)0℃以下天氣，但是少數(shù)年份受北方強(qiáng)冷空氣持續(xù)補(bǔ)充南下影響，會出現(xiàn)氣溫持續(xù)低于0℃以下的情況。根據(jù)歷年來黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)冬季氣溫低于0℃的天數(shù)和極端最低溫度，將黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為冬季低溫災(zāi)害的高、中、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。從圖9可知，紙房、一碗水2個(gè)鄉(xiāng)為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，浪洞、舊州、上塘、野洞河、新州、翁平、谷隴7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，平溪、重安2個(gè)鎮(zhèn)為低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。為保障白及順利度過休眠期，冬季低溫來臨前需要覆蓋稻草、玉米稈、貼地農(nóng)膜或搭建溫室大棚等保溫，保證溫度在0℃以上，確保白及安全越冬。

圖9 黃平縣低溫災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

5 小結(jié)

通過分析黃平縣11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動站和國家自動站2015—2019年氣象資料得出，黃平縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的平均溫度、降水總量、日照時(shí)數(shù)均能滿足白及人工種植生長所需；根據(jù)白及生長所需的氣溫條件得出黃平白及種植區(qū)劃，即最適宜種植區(qū)為重安、浪洞、舊州、平溪4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，新州、上塘、野洞河、翁平、谷隴5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)為適宜區(qū)，一碗水、紙房2個(gè)鄉(xiāng)為不適宜種植區(qū)。

白及喜溫暖潮濕，抗寒能力較差，光照強(qiáng)度也不宜過強(qiáng)，而且在高溫干旱時(shí)應(yīng)準(zhǔn)備充足水分供應(yīng)，所以需要選擇水源條件好、光照充足的地方種植。由于黃平縣境內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地面自動氣象站建站時(shí)間較晚，所能獲得的氣象觀測資料時(shí)限較短，不能夠較為全面的反映當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r；數(shù)據(jù)處理、畫圖選擇插值方法也可能存在一定誤差。因此，人工種植白及適宜區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境選擇具體的種植地。