郝浩浩，劉曉敏，唐培培，周 全，邵惠芳，韓 丹，許自成，吳俊林

（1.河南省煙草公司駐馬店市公司，河南駐馬店 463000；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，鄭州 450002；3.河南省駐馬店市煙草公司泌陽(yáng)縣分公司，河南泌陽(yáng) 463700）

烤煙在生長(zhǎng)過(guò)程中受生態(tài)環(huán)境的影響較大，適宜的氣候條件能夠提高烤煙的品質(zhì)和產(chǎn)量［1，2］。已有研究表明，影響烤煙生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃佑腥照諘r(shí)數(shù)、氣溫和降雨量［3］，其中，氣溫對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響最大。楊恕良等［4］的研究發(fā)現(xiàn)，平均氣溫是影響貴州省煙葉質(zhì)量的主要?dú)庀笠蜃?，約占所有氣象因子的38.7%。胡穎梅等［5］的研究表明，整個(gè)生育期平均溫度占烤煙所有氣象影響因子權(quán)重的0.471。姬興杰［6］等的研究表明，對(duì)河南省煙區(qū)烤煙中部葉化學(xué)成分影響因子中，以溫、熱因素的影響程度為最大，水、濕因素次之、光照因素最小。全球氣溫逐漸變暖，有研究發(fā)現(xiàn)，1960—2018 年中國(guó)年平均溫度呈上升趨勢(shì)，平均每10 年增溫約0.278 ℃［7］，氣候變暖增大了極端降水的概率［8］，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。豫南是中國(guó)南北方過(guò)渡地帶，包括信陽(yáng)市、南陽(yáng)市和駐馬店市，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，是河南省烤煙種植的主產(chǎn)區(qū)［9，10］，因此，對(duì)豫南煙區(qū)氣溫進(jìn)行研究具有重要意義。在以往的研究中，人們常常把所有氣象因子作為整體去研究［11，12］，針對(duì)影響烤煙生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃託鉁氐难芯窟€鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)分析2010—2017 年豫南煙區(qū)烤煙不同生育期的平均氣溫、日平均最高氣溫、日平均最低氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫等數(shù)據(jù)，研究豫南各市烤煙生長(zhǎng)環(huán)境氣溫的變化和適宜性，以期為當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)烤煙栽培及大田管理提供理論參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

豫南煙區(qū)（包括信陽(yáng)市、南陽(yáng)市和駐馬店市）2010—2017 年的氣象資料由河南省氣象局提供。氣象資料包括駐馬店市、信陽(yáng)市和南陽(yáng)市3 個(gè)植煙市在烤煙伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期的平均氣溫、日平均最高氣溫、日平均最低氣溫、極端最高氣溫和極端最低氣溫等氣候指標(biāo)，豫南煙區(qū)總體氣溫指標(biāo)為各市氣溫指標(biāo)的平均值。根據(jù)當(dāng)?shù)乜緹熒a(chǎn)節(jié)令，伸根期為4 月20 日至5 月31 日，旺長(zhǎng)期為6 月1—31日，成熟期為7 月1 日至8 月31 日。

1.2 適宜性分析

參考龍懷玉等［13］建立的烤煙氣候適宜性評(píng)價(jià)模型，對(duì)平均氣溫的適宜指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，氣溫指標(biāo)、隸屬函數(shù)及拐點(diǎn)值見(jiàn)表1。隸屬函數(shù)中的拋物線型函數(shù)的計(jì)算式如下。

表1 豫南煙區(qū)氣溫適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)及其隸屬度函數(shù)拐點(diǎn)

式中，x1、x2、x3、x4分別為各氣候因素指標(biāo)的下限值、最優(yōu)下限值、最優(yōu)上限值、上限值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 26.0 和Excel 2019 軟件完成各項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 豫南煙區(qū)烤煙大田不同時(shí)期平均氣溫變異特征及適宜性分析

由2010—2017 年豫南煙區(qū)烤煙大田不同時(shí)期的平均氣溫值（表2）可知，豫南煙區(qū)在烤煙生長(zhǎng)相同時(shí)期各市平均氣溫相差不大，在烤煙伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期平均氣溫分別為21.26、25.71、27.42 ℃。豫南煙區(qū)烤煙生長(zhǎng)不同時(shí)期的平均氣溫變異系數(shù)在4.00%左右，其中，南陽(yáng)市烤煙旺長(zhǎng)期的平均氣溫變異系數(shù)最高，為5.37%，在信陽(yáng)市烤煙旺長(zhǎng)期的平均氣溫變異系數(shù)最低，為3.16%。結(jié)果表明，烤煙在伸根期適宜溫度范圍為18.00～28.00 ℃，旺長(zhǎng)期適宜溫度范圍為20.00～28.00 ℃，成熟期適宜溫度范圍為20.00～25.00 ℃［14］。豫南地區(qū)烤煙伸根期和旺長(zhǎng)期平均氣溫適宜指數(shù)均為1.00，說(shuō)明該區(qū)處于優(yōu)質(zhì)煙生長(zhǎng)適宜溫度范圍內(nèi)，成熟期平均氣溫偏高，其中以駐馬店市適宜指數(shù)最高，為0.80，信陽(yáng)市適宜指數(shù)較低，為0.76。

表2 2010—2017 年豫南煙區(qū)烤煙大田不同時(shí)期平均氣溫變異特征及適宜性

2.2 豫南煙區(qū)大田不同時(shí)期平均氣溫變化分析

豫南地區(qū)烤煙大田不同時(shí)期平均氣溫隨年份變化如圖1 所示，在伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期平均氣溫隨年份增加均呈先升高后降低再升高的趨勢(shì)，趨勢(shì)線擬合方程分別為y=0.081 6x3-1.139 9x2+4.565x+16.571、y=0.07x3-1.002 3x2+3.813x+22.776 和y=0.050 4x3-0.666 8x2+2.461 6x+25.173，R2分 別 為0.802 8、0.856 4 和0.154 1。在烤煙伸根期和旺長(zhǎng)期趨勢(shì)線擬合程度較好，烤煙生長(zhǎng)成熟期平均氣溫在2013 年出現(xiàn)了極端值，為30.0 ℃，在2014 年又急劇下降，平均氣溫為26.0 ℃，2014—2017 年又呈上升趨勢(shì)。

圖1 2010—2017 年豫南煙區(qū)不同時(shí)期平均氣溫年際變化

2.3 豫南煙區(qū)大田不同時(shí)期日平均最高氣溫、日平均最低氣溫分析

對(duì)豫南各市從2010—2017 年烤煙生長(zhǎng)不同時(shí)期的日平均最高氣溫和日平均最低氣溫進(jìn)行分析（表3、表4），在烤煙伸根期各市日平均最高氣溫相近，日平均最低氣溫以駐馬店市最低，為12.83 ℃。在烤煙旺長(zhǎng)期，各市日平均最高氣溫在29.0～32.0 ℃，以駐馬店市和南陽(yáng)市氣溫略高，2 個(gè)城市日平均最低氣溫相差不大。在烤煙成熟期，各市日平均最高氣溫和日平均最低氣溫均差距不大。研究表明，烤煙在大田生長(zhǎng)期的最適宜溫度為20.0～28.0 ℃［15］。從表3 中可以發(fā)現(xiàn)，各市烤煙伸根期的日平均最高氣溫和旺長(zhǎng)期、成熟期的日平均最低氣溫均處于最適溫度范圍內(nèi)，而在旺長(zhǎng)期和成熟期的日平均最高氣溫比烤煙生長(zhǎng)最適溫度略高，伸根期日平均最低氣溫比烤煙生長(zhǎng)最適溫度偏低。

表3 2010—2017 年豫南煙區(qū)日平均最高氣溫變化（單位：℃）

表4 2010—2017 年豫南煙區(qū)日平均最低氣溫變化（單位：℃）

2.4 豫南煙區(qū)日平均最高、最低氣溫年際變化分析

豫南煙區(qū)日平均最高、最低氣溫隨年份變化如圖2 所示，在烤煙伸根期日平均最高溫隨年份變化總體呈上升趨勢(shì)，日平均最低溫呈下降趨勢(shì)，溫差逐漸增大。在烤煙旺長(zhǎng)期日平均最高、日平均最低氣溫隨年份變化均呈下降趨勢(shì)，且下降的趨勢(shì)較為明顯。在烤煙成熟期日平均最高、日平均最低氣溫隨年份增加而緩慢下降，但自2015 年之后，日平均最高溫和日平均最低溫均呈上升趨勢(shì)。

圖2 2010—2017 年豫南煙區(qū)日平均最高、最低氣溫年際變化

2.5 豫南煙區(qū)極端最高、最低氣溫分析

對(duì)豫南各市2010—2017 年烤煙生長(zhǎng)不同時(shí)期的極端最高和最低氣溫進(jìn)行分析（圖3），在烤煙伸根期駐馬店市和南陽(yáng)市出現(xiàn)大于35 ℃的極端最高氣溫和小于10 ℃的極端最低氣溫比例較高，信陽(yáng)市極端最高氣溫在32～35℃，極端最低氣溫在10～13℃的占比較大，相較于駐馬店市和南陽(yáng)市氣溫表現(xiàn)較為緩和。在烤煙旺長(zhǎng)期駐馬店市、信陽(yáng)市和南陽(yáng)市均以35～38 ℃的極端最高氣溫和大于15 ℃的極端最低氣溫占比較高，其中，駐馬店市和南陽(yáng)市存在大于38 ℃的極端最高氣溫年份，而信陽(yáng)市部分年份存在極端小于35 ℃的情況，整體以駐馬店市和南陽(yáng)市更易于在烤煙旺長(zhǎng)期出現(xiàn)較高的極端高溫天氣。在烤煙成熟期各市的極端最高氣溫均在35 ℃以上，大于38 ℃的極端最高氣溫以信陽(yáng)市和南陽(yáng)市占比較高，3 個(gè)城市的極端最低氣溫天氣以駐馬店略低。

圖3 2010—2017 年豫南煙區(qū)極端最高、最低氣溫分析

3 討論

平均氣溫一般較為穩(wěn)定，每增加1.0 ℃，對(duì)生態(tài)環(huán)境都能產(chǎn)生巨大影響［16，17］。1971—2005 年豫南煙區(qū)在烤煙伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期平均氣溫分別為21.80、26.38、26.73 ℃［18］。本 研 究 結(jié) 果 發(fā) 現(xiàn)，2010—2017 年豫南煙區(qū)在烤煙伸根期、旺長(zhǎng)期和成熟期平均氣溫分別為21.26、25.71、27.42 ℃，這表明在烤煙伸根期和旺長(zhǎng)期的平均氣溫比20 世紀(jì)末分別降低了0.54、0.67 ℃，在成熟期平均氣溫增加了0.69 ℃。

烤煙生長(zhǎng)受溫度的影響較大，在大田生長(zhǎng)的不同時(shí)期，對(duì)溫度的需求也不相同［19］。本研究發(fā)現(xiàn)，在豫南煙區(qū)，烤煙伸根期平均氣溫處于優(yōu)質(zhì)煙生長(zhǎng)適宜溫度范圍內(nèi)，但伸根期日平均最低溫比烤煙生長(zhǎng)最適溫度偏低且呈下降趨勢(shì)，日平均最高氣溫隨年份變化總體呈上升趨勢(shì)，日平均最高、最低氣溫差逐漸增大。在旺長(zhǎng)期，平均氣溫處于優(yōu)質(zhì)煙生長(zhǎng)適宜溫度范圍內(nèi)，日平均最高氣溫比烤煙生長(zhǎng)最適溫度略高但隨年份變化呈明顯下降趨勢(shì)。成熟期平均氣溫和日平均最高氣溫均超過(guò)烤煙生長(zhǎng)最適溫度，日平均最高、最低氣溫隨年份變化均呈緩慢下降趨勢(shì)，但在2013 年烤煙生長(zhǎng)成熟期平均氣溫出現(xiàn)了30.0 ℃的極端值，自2015 年后總體溫度均呈上升趨勢(shì)。總體而言，豫南煙區(qū)在烤煙伸根期要注意低溫的影響，在旺長(zhǎng)期溫度較適宜，在成熟期存在極端高溫的風(fēng)險(xiǎn)。

極端氣溫是影響烤煙生長(zhǎng)的重大風(fēng)險(xiǎn)［20］，在伸根期遇到小于13 ℃極端最低氣溫會(huì)導(dǎo)致煙苗生長(zhǎng)發(fā)育受阻，在成熟期遭遇大于35 ℃的極端高溫，葉片易被灼傷且品質(zhì)下降［21，22］。本研究發(fā)現(xiàn)，在烤煙伸根期駐馬店市和南陽(yáng)市出現(xiàn)大于35 ℃的極端高溫和小于10 ℃的極端低溫占比較高，日平均最低氣溫以駐馬店市最低，為12.83 ℃，信陽(yáng)市相較于駐馬店市和南陽(yáng)市氣溫表現(xiàn)較為緩和。在旺長(zhǎng)期駐馬店市和南陽(yáng)市存在大于38 ℃的極端高溫年份，且日平均最高氣溫以駐馬店市和南陽(yáng)市略高，說(shuō)明這2 個(gè)城市更易于出現(xiàn)較高的極端高溫天氣。成熟期各地區(qū)的極端最高氣溫均在35 ℃以上，大于38 ℃的極端最高氣溫以信陽(yáng)市和南陽(yáng)市占比較高。

在全球氣候變暖的背景下，本研究以烤煙生育期氣溫變化作為出發(fā)點(diǎn)，較為全面地分析了21 世紀(jì)初豫南煙區(qū)氣溫的適宜性、變化趨勢(shì)和風(fēng)險(xiǎn)幾率，以期為當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)提供理論參考。氣溫變化時(shí)往往伴隨著降雨量等氣候的改變，葉明華等［23］研究發(fā)現(xiàn)，在安徽省氣溫與降雨量呈中等負(fù)相關(guān)，在極端天氣下二者變?yōu)檎嚓P(guān)關(guān)系。降雨量對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響僅次于溫度，但在烤煙生育期間降雨量變異程度較大，未來(lái)可進(jìn)一步研究豫南煙區(qū)氣溫與降雨量的關(guān)系，從而為當(dāng)?shù)乜緹熒a(chǎn)布局提供更多參考。

4 小結(jié)

1）2010—2017 年豫南煙區(qū)在烤煙伸根期和旺長(zhǎng)期的平均氣溫均在優(yōu)質(zhì)煙生長(zhǎng)適宜范圍內(nèi)，分別為21.26、25.71 ℃，成熟期平均氣溫比適宜溫度略高，為27.42 ℃。整體隨年份增加均呈先升高后降低再升高的趨勢(shì)。

2）各地區(qū)在烤煙伸根期日平均最低氣溫比烤煙生長(zhǎng)最適溫度偏低，在旺長(zhǎng)期和成熟期的日平均最高氣溫比烤煙生長(zhǎng)最適溫度略高，總體均呈下降趨勢(shì)。

3）駐馬店市和南陽(yáng)市在烤煙伸根期出現(xiàn)極端低溫和在旺長(zhǎng)期出現(xiàn)極端高溫比例較高，信陽(yáng)市和南陽(yáng)市在成熟期出現(xiàn)溫度大于38 ℃的極端高溫天氣占比較高。