三门峡烟区与国外烟区气候相似性分析

张燕燕 吉志红 陈莹

摘要：为研究三门峡市优质烤烟的种植区域问题，利用三门峡市国家级和区域气象站数据，运用多变量聚类分析法对三门峡烟区进行分类，并将不同烟区与国外烟区进行气候相似性分析。结果表明，三门峡海拔落差大，区域气象站数据代表性明显，更能真实反映出各烟区的烤烟气候指标。聚类分析出的2类烟区中，卢氏、灵宝烟区与国外优质烟区气候相似性相比，与津巴布韦最为相似，与巴西为高级相似，与美国为较高级相似，表现出生产优质烤烟的气候条件。在烟草种植规模不断减少的趋势下，三门峡市烤烟种植可优先考虑第2类烟区。

关键词：三门峡；烟区；气候；相似性分析

中图分类号：S572 文献标志码：A 论文编号：cjas16120020

0引言

烟叶的品质特点和区域特色形成的基础条件取决于生态因素的不同，不同区域的生态因素既影响该区域烟叶的产量和品质，也影响某个烟草品种在该区域是否适宜种植。烟草的栽培技术、品种等都是影响其产量和品质的重要因素，生态因素是品质特点和风格区域特色形成的决定性因素。

美国、巴西、津巴布韦的烤烟品质全球闻名，得益于当地植烟区适宜的气候生态环境。美国烟草种植已有400多年的历史，一直以产出优质烟叶著称，烤烟种植主要分布在美国东南部，该区域地势平坦、光照充足，雨量充沛且分布均匀、湿度适宜，独特的自然条件适合优质烟叶的生产。巴西种植烟草有300多年的历史，主要烟区在南部地区，烟草大田生产期间降雨量1000mm左右，且分布均匀，全年平均气温18.1℃，全年基本無霜，无明显的寒冷冬季，适宜烟草生长的季节较长。津巴布韦是世界公认的优质烟叶产区，烟草产品接近完美，受低纬高原地理特点的影响，气候干、湿季分明，津巴布韦出产的烟草产品具有香气醇和、焦甜味独特、劲头适中、刺激性轻等特点，此外，津巴布韦的烤烟化学残留物少、相对比较健康。

三门峡市位于河南省西部豫、晋、陕交界处，属暖温带半干旱内陆性气候，地势西南高、东北低，从陕西省入境的秦岭向东延缓止于黄河谷地，海拔由2000m以上递降为低于200 m，形成以山地、丘陵和川塬构成的地貌类型。独特的土壤特性和气候条件，使三门峡拥有得天独厚的烤烟生产基础，形成地域特色和品质。境内灵宝烟叶外观质量好，叶脉组织细致，油脂充分，弹性好，内含物质丰富，光泽鲜亮，颜色金黄，气香质好，口味醇和，有“代云烟”之称。三门峡市为河南浓香型烤烟主要产区，占全省烤烟总种植面积的15%，截至2015年底三门峡烤烟种植面积、收购规模、市场需求连续5年保持全省首位。邵惠芳等基于国家级气象站资料对三门峡烟区气候进行过评价，但对不同高度的烤烟进行分区气候条件研究鲜有报道。研究表明，海拔是影响烤烟品质的重要生态因素，不同烤烟种植区的适宜海拔高度不同。烟草种植区的海拔高度不同，光、温、水等生态条件及各生长发育阶段的气候条件也不相同，从而影响着烤烟的生长发育和品质特征。随着近几年区域气象站建设，三门峡已逐步形成梯度气象观测网络，可监测不同海拔烟区气象要素。基于区域气象站数据，笔者研究不同区域的烤烟种植气候环境，根据区域环境条件不同，与国外烟区进行气候相似性分析，以期为三门峡烤烟增效提质、优化种植区域提供科学依据。

1材料与方法

1.1数据来源及站点选取

选取三门峡市内陕州、灵宝、卢氏、渑池4个国家级气象站1981—2015年资料作为基础数据，分别选出各县（市、区）具有一定种植规模且品质好的区域，以安装的区域气象站作为代表站点，资料为建站后至2015年（表1）。

1.2分析方法

烟草的生长发育要在满足一定的光、温、水条件下才能顺利进行，因此气候条件是烟草种植区划的重要依据，有关气候因素对烟叶品质影响的研究，也一直备受重视。三门峡烟区使用国家级和区域气象站点资料，利用SPSS 19.0系统进行聚类分析。气候相似分析采用多维空间相似距离的方法来度量各地间的相似程度。相似距离越小，相似程度越高，反之，相似距离越大，则相似程度越低。相似距离根据欧式距离公式进行计算，如式（1）。

2结果与分析

2.1三门峡烟草大田期划分

在烟叶生长过程中，从烟苗移栽到烟叶采收完毕称为大田期，又可分为伸根期、旺长期和成熟期。其中伸根期从5月中旬初至6月中旬末，旺长期从6月中旬初至8月上旬末，成熟期从8月中旬初至9月中旬末。

2.2气候条件对三门峡烟草生长影响

2.2.1气温 烟草是一种喜温作物，因此气温条件是影响烤烟产量和品质的一个非常重要的因子。在烟草生育期，要求气温适宜，以前期温度要求略低一些，后期温度要求略高一些为宜。而优质烤烟在生育期则要求日平均气温达到20℃以上，持续天数达70天以上，≥10℃的积温大于2600℃·d。三门峡市各站点烟草大田生长期气温条件见表2，三门峡各站点气温大田期均温都在20℃以上，大于20℃天数为82～116天，积温条件完全满足烟草生长。

对烤烟成熟期品质影响最为明显的气候因子之一是温度，成熟期的气温是判断烤烟气候适宜状况的重要指标。成熟期较为理想的状况是日平均气温≥20℃，20～25℃至少持续30天，如果气温超过25℃，烟草虽然生长速度加快，叶大茎高，但品质往往不达标；如果气温低于20℃，同化物质的转化积累会受到阻碍，从而影响到烟叶的正常成熟；如果气温低于18℃，不仅生长发育会受到阻碍，而且对病虫害的抵抗力会有所降低，从而导致烤烟的品质不符合标准。三门峡市烟草成熟期温度区间日数见表3。三门峡烟草成熟期20～25℃持续天数整体偏少，低于20℃天数区域气象站比国家级气象站略多，大于25℃天数区域气象站明显比国家级气象站偏少，三门峡优质烟草多种植于高海拔地区，通过气象条件分析，三门峡高海拔区域基本具备了生产优质烟草的气候环境。

2.2.2降水 烟草具有耐旱、怕涝的特点，降水是影响其生长的另一重要因素。在大田生长期间，降水量与降水的空间分布直接影响烤烟的产量和品质。烟草在移栽至团棵期对降水需求较少，旺长期较大，成熟期又呈下降的趋势。在移栽至旺长这一期间，适当的干旱有利于后期吸收营养物质，此时期较为有利的条件是月降水量80～100mm，土壤相对湿度50%～60%；旺长期对降水的需求增大，这段时期最为有利的条件是月降水量100～200mm、土壤相对湿度75%～80%，利于烤烟干物质积累；成熟期最利于优质烟的形成条件是月降水量100mm左右，土壤相对湿度60%左右。三门峡市大田期降水呈现出伸根期少、旺长期较多、成熟期少的特点，伸根期降水量为76.5～92.5 mm，旺长期降水量为157.9～186.7 mm，成熟期降水量为115.6～142.7 mm。

2.2.3日照 烟草喜光，充足的光照条件是影响其生长的又一重要气候因子。烟草产量的多少和品质的好坏与日照都有着密切的关系，尤其是成熟期的日照条件㈣。烟草生长期如果日照时数偏少，则植株纤弱，很容易受到病虫的危害。同时，烟草的烟碱和淀粉含量降低，油分少而香气不足，吃味平淡，品质会有所下降。反之，如果光照太过强烈，非常容易引起日灼病，叶尖、叶边会出现褐色枯斑，烟叶的烟碱含量升高，吃味辛辣，烟叶经烘烤后颜色不正，品质也会降低。杨兴有等认为优质烤烟生长最适宜的光照条件是日照和煦而不强烈，日照率在40%左右，优质烟叶在大田生长期为500～700 h。从表2分析，三门峡烟草大田生长期1981—2015年各国家级气象站日照时数在700 h以上，光照充足，日照百分率在40%左右，符合优质烟草生长条件。

2.3三门峡烟区聚类分析

利用SPSS 19.0系统对影响烟叶生长发育的10项气候因子（生育期均温、生育期降雨量、生育期日照时数、生育期≥10℃积温、生育期平均相对湿度）进行多变量聚类分析。可大致将三门峡市烟草种植分为2类片区（图1）。第1类片区包括陕州、大石涧、渑池、天池和灵宝站点，该区域位于三门峡市北部和东部，行政区域包括渑池县、陕州区、湖滨区、灵宝市北部，海拔相对较低，地貌为丘陵和塬区为主。该区域烤烟大田期平均气温偏高、降水量偏少、相对湿度偏低，≥10℃活动积温相对较高，日照充足，气候条件和水土资源均适宜烟叶生长。第2类片区包括卢氏、卢氏沙河、灵宝走马岭站点，该区域主要位于三门峡中南部，海拔相对较高，地貌以浅山区为主，行政区域包括灵宝市南部、卢氏县北部。该区域海拔高度有明显优势，日照丰富，热量适宜，降水充足，且烟草种植历史悠久，烟草在该区域广泛种植，具有明显的发展优质浓香型烤烟的气候优势。通过当前种植规模和品质调查，该类是三门峡市优质烤烟生产的主要区域。

第2类烟区与第1类的气候条件比较见表4。生育期气温偏低1.7℃，降水量偏多43.4 mm，日照時数偏少49.9 h，≥10℃积温偏少228.2℃，相对湿度偏多7%。表现出气候温凉，降水充沛，日照丰富，相对湿度适宜，有利于形成高品质烤烟。

2.4三门峡烟区与国外烟区气候相似性分析

适宜的气候条件是影响烤烟品质的重要生态因素。三门峡烟区烟叶生长季节气候条件优良，大田生长期间伸根期降雨量低于美国、巴西、津巴布韦，旺长期降雨量相对较少，成熟期降雨量与其相比居中，各生育期降雨量变化趋势与巴西最为接近，降水总量虽小，但其时空分布上最符合优质烟叶的需水规律；大田生长期日照时数总体分布特征为伸根期、旺长期多而成熟期少，利于优质烟叶生产；大田生长期均温在22～24℃，满足优质烟叶生长需求，与这3个国家相比，除伸根期均温略低于津巴布韦外，其他各生育期均温均高于其他烟区，各生育期均温变化趋势与巴西最接近。

根据聚类分析的结果，结合三门峡的实际情况，将三门峡地区2类烟区与国外优质烟区的气候条件进行相似性分析，相似距离见表5。气候相似距离划分为5个相似等级，D_ij≤0.3为高级相似，0.3ij