气象因子在宣城茶叶区划中的应用

汪大林 訾中福 王俊等

摘要根据宣城地区1981～2010年茶叶产量与气象、土壤和地形因子的相关分析，结合宣城全市区域站2012～2013年的逐日气温和降水资料，筛选出茶叶区划指标为6个气象因子（≥10 ℃有效积温、3～4月份降水量、3～4月份平均气温、夏季低云量、冬季总云量和干燥度）、3个地形因子（海拔高度及坡度、坡向）和2个土壤因子（土壤质地和土壤pH），采用加权指数求和法，建立宣城地区茶叶综合区划评估模型，借助GIS技术，将宣城地区茶产区划分为最适宜区、适宜区、一般适宜区和不适宜区。结果表明，宣城地区茶树最适宜区面积61.7 km2，约占宣城地域面积的0.5%，主要集中海拔高度在193～401 m的山区；茶树适宜区面积6 694.7 km2，约占宣城地域面积的54.2%；茶树一般适宜区面积5 593.4 km2，约占宣城地域面积的45.3%。

关键词气象因子；茶叶；区划；宣城

中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07931-03

基金项目宣城市气象局2013年度科研基金资助项目（KY201305）。

作者简介汪大林（1986- ），男，安徽绩溪人，助理工程师，硕士，从事农业气象防灾减灾研究。

收稿日期20140707宣城地区处于皖南山区，土壤和气候条件优越，适宜于优质绿茶的种植。茶叶已成为带动全市农业经济发展的支柱产业。至2011年底，全市共有茶山2.1万hm2，占宣城地区总面积的1.7%，干茶年产量2.65万t，居安徽省第一位，全市茶产业总产值达9.7亿元。2008年遭受罕见的冰雪天气，导致全区大面积茶园受冻，茶区开园期比常年推迟7～15 d，春茶价格较往年下跌15%～20%。品质下降，产值降低，对茶农的经济收入造成不利影响[1-3]。因此，茶树的防灾减灾研究和农业灾害防御受到了当地农业主管部门的高度重视。

近年来，GIS技术在农作物种植气候规划以及气象灾害风险评估等方面得到了较为广泛的应用[4-8]，其优点是使区划和评估的结果精度大幅度的提高；同时随着“十二五”现代气象业务体系建设规划以及实现气象现代化建设的深入，区域自动气象站在气象灾害的监测、预报预测以及预警信息发布等方面发挥着越来越重要的作用[9-13]。笔者在此通过对宣城地区茶产区气候资源进行分析评价，以全市自动站和区域站的气象资料作为重要的评价因子，结合自然地理和生态环境等因子，利用GIS技术对宣城茶叶种植气候区划进行研究，对于因地制宜地开发利用气候资源、生态资源优势以及合理规划茶区布局、提高宣城地区茶叶产量和品质有着重要的现实意义。

1资料与方法

1.1资料来源气象资料为宣城地区7个县市站的逐日气象要素数据（1981～2010年）、宣城地区区域站数据（2012～2013年的逐日气温、降水资料）；地理信息数据采用国家基础地理信息中心提供的1∶5万宣城地区基础地理数据；土壤数据选用HWSD（全球土壤数据库），分辨率为1 km，表层0～30 cm的数据；地形数据源于SRTM（国际科学数据服务平台）；茶叶产量数据来源于1981～2010年宣城市统计局。

1.2宣城区域站分布宣城地区下属一区一市五县，全市总面积12 340 km2，区域站总数为254个，平均48.6 km2/个，在之前宣城地区仅有7个站点，平均站点密度为1 762.8 km2/个。区域站的存在改变了以往在进行数据处理

宣城地区区域站分布时采用以单个站点的数据代表整个县域的不利状况，极大地提高区划和评估的精确度。

1.2研究方法

1.2.1茶树种植的气候区划指标筛选。选取宣城地区1981～2010年的茶叶产量、茶场面积资料与同期气象要素进行相关分析，经F检验，除年平均气温通过置信度α=0.10的检验（相关系数为0.337 6）外，≥10 ℃有效积温、3～4月份降水量、3～4月份平均气温、夏季低云量、冬季总云量、干燥度均通过了α=0.01的检验，其相关系数分别为0.643 9、0.547 8、0.677 1、-0.599 7、0.663 4、-0.654 6，表明這些气象因子和茶叶产量之间存在密切关系。

1.2.2地形因子和土壤因子的筛选。影响茶叶生长的地形因子有海拔高度及坡度、坡向；土壤是茶树生长的载体，土壤条件的好坏直接影响茶叶的产量和品质，土壤因子包括土壤质地和土壤的pH。

1.2.3茶树适宜性区划的评价指标。茶树是一种喜温、喜湿、喜漫射光、喜酸性土壤的多年生亚热带植物，茶叶生长气候条件一般要求年平均气温在13 ℃以上，年≥10 ℃的积温在4 000 ℃·d以上，年降水量1 300 mm以上，冬季气温低于-13 ℃会出现严重冻害，夏季若出现35 ℃以上的高温生长就会受到抑制。综合前人对茶树研究成果[14-18]，确定各个因子指标等级化标准，划分最适宜、适宜、一般适宜和不适宜4个等级。

1.2.4建立综合区划评估模型。采用加权指数求和法建立茶树栽培的综合区划评估模型[19]，其公式是Yi=mj=1PjXij（i=1，2，3，…，n为评价条件；j=1，2，3，…，m为评价因子），式中，Yi为评价因子的得分；Pj为第j个评价因子的权重；Xij为评价因子i在评价条件上的评价值；n为条件数，m为评价因子的指标数，m=11。 考虑到气候、土壤和地形因子对茶树栽培的影响是相互制约又相互补充，在此选用层次分析法（AHP）[20]来给定各评价因子的权重。

2结果与分析

利用GIS技术的空间分析模块，对气象因子、地形因子和土壤因子条件进行叠加计算，得到宣城地区茶树适宜性区划图。

宣城地区茶树适宜性区划2.1宣城地区茶树最适宜区面积61.7 km2，约占宣城地域面积的0.5%。主要集中在郎溪伍牙山，广德的茅田，宁国的阳山、潘子坑，旌德的俞村、版书和朱旺，绩溪的上庄、板桥头、长安、伏岭和障山，位于海拔高度在193～401 m的山区。这些山区具有相对低温、高湿和多云雾、昼夜温差大的气候特征，促使了茶叶优异品质的形成，而相对低温有利于高浓度的可溶性氮化物的积累，有利于氨基酸和香气物质的生成。多云雾和高湿的天气除了能抑制纤维素的合成，保持叶芽柔嫩，同时有利于散射辐射和兰紫光增多，增强了漫射效应，有利于芳香物质的形成。较大的昼夜温差有助于光合产物的积累，使得蛋白质、氨基酸和维生素含量增加。这些山区的土壤主要以山地黄棕壤和山地棕壤为主，土壤土层厚度和肥力水平较高，同时又远离城镇和公路，空气清新，大气、水质均未受污染，有利于茶叶品质的提高。这些山区最适宜建立规模经营的优质茶叶基地，可以充分体现茶树品质优势的特有条件和环境污染少等优势，做好名优绿茶产业的发展。

2.2宣城地区茶树适宜区面积6 694.7 km2，约占宣城地域面积的54.2%。主要分布在宣州区的南部山区，郎溪的北部和南部山区，广德的北部和东南山区，旌德和绩溪的平均海拔低于800 m的山区，宁国的东南和西部丘陵和低山区，泾县的琴溪镇-太园乡-丁家桥镇-中村乡以南山区。宣郎广的这些山区的土壤主要是红壤土，表层土薄，肥力一般，在保水保肥性能上较差。但积温、生长期内的降水和其他气象条件方面能完全满足茶树生长的需要，这些适宜区是宣城地区茶叶的主要生产区。

2.3宣城地区茶树一般适宜区面积5 593.4 km2，约占宣城地域面积的45.3%。主要分布在宣州区、郎溪县和广德县的平原地区，泾县的北部、宁国和绩溪县800 m以上的高海拔地区。宣郎广平原地区的茶叶易受冬季寒潮、低温以及倒春寒天气的影响，导致茶叶品质下降和产量不稳定；同时夏季易受伏旱和高温天气的影响，茶叶的生长受到抑制，品质和产量会明显下降。而泾县、宁国和绩溪的高海拔地区因为海拔过高，热量资源不足，常年易受低温冰冻的危害，严重威胁茶叶的生长，这些地区不宜发展茶叶种植生产。

3结论和讨论

3.1结论

（1）利用宣城全市区域站站点密集、分布广等特点，解决了以单个站点代表整个县域的不利影响，大大提高了茶树气候区划的精确度，由以前的平均站点密度为1 762.8 km2/个提升至48.6 km2/个。

（2）依据茶树的生长习性，综合前人对茶树研究成果，在进行宣城地区茶树种植的气候区划指标筛选中，选取了≥10 ℃有效积温、3～4月份降水量、3～4月份平均气温、夏季低云量、冬季总云量、干燥度作为气象的评价因子，利用GIS技术划分最适宜、适宜、一般适应和不适宜4个等级，实现了宣城茶树区划分布的乡镇化。

（3）宣城地区茶树最适宜区面积61.7 km2，约占宣城地域面积的0.5%，主要集中海拔高度在193～401 m的山区，这些山区最适宜建立规模经营的优质茶叶基地；宣城地区茶树适宜区面积6 694.7 km2，约占宣城地域面积的54.2%；宣城地区茶树一般适宜区面积5 593.4 km2，约占宣城地域面积的45.3%。

3.2讨论

（1）由于宣城市区域站是“十二五”气象规划后才逐步发展完善，全市254个区域站点气象数据只有2012～2013年完整的逐日温度和降水资料，相对于1981～2010年的气象资料而言，资料时间序列太短；加之有些区域站远离城镇和农村，出现故障时维修起来比较困难，资料的完整性有待完善。

（2）笔者在进行GIS数据处理时没有结合土地利用现状对一些还不能种植茶叶的区域进行屏蔽，但从区划的结果上看整体符合茶树种植的现状，区划的指标和细节还需要在以后的实际应用中不断的改进和完善，使得茶叶区划结果更加合理、实用。

42卷23期汪大林等气象因子在宣城茶叶区划中的应用参考文献

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