气候变化对洛南县连翘生长发育的影响

张军 ，田玲 ，张晓虎

（1.商洛学院 生物医药与食品工程学院/商洛市秦岭植物良种繁育中心，陕西商洛 726000；2.商洛市气象局，陕西商洛726000）

陕西省商洛市洛南县地处秦岭南麓北段，介于东经 109°44′00″～110°40′17″、北纬 33°51′30″～34°26′00″，东西最长约 85 km，南北最宽约64 km，全县总土地面积约2830.16 km2[1]。根据海拔高度、相对高差、坡度大小等因素将全县划分为河谷川塬地貌区、低山丘陵地貌区、中山地貌区三大地貌类型[2]。洛南县属暖温带南缘半湿润季节性山地气候类型区，受地形地貌影响，降雨在不同地貌类型间差异较大，干旱、暴雨、连阴雨、霜冻等灾害性天气对种植业生产也会造成一定危害[3-4]。

连翘为木犀科多年生落叶灌木，其成熟果实是常用的中药配方品种。连翘不仅是传统道地药用植物，而且可广泛用于山坡地种植结构调整、小流域治理等[5-6]。商洛市是陕西省连翘主产区，洛南县是商洛连翘主产地，占全市连翘年收购量的50%[7]。因此，研究洛南连翘发展状况对商洛市乃至全省的连翘产业可持续发展具有重要意义。本文基于洛南县2012—2019年气象数据模拟一元线性方程，通过气候倾向率等指标来反映气候变化对连翘生长发育的影响，以期为指导洛南连翘生产提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本文所用的连翘种植面积、产量数据由商洛市林业局提供，2012—2019年气象数据由商洛市气象局提供。

1.2 研究方法

参考王雪姣的方法[8]，应用气候倾向率法计算气象要素。采用一次直线方程的一次项系数为趋势率，a1×10则为气候倾向率。采用最小二乘法确定方程中系数。

1.3 数据处理

采用Excel2003整理数据和作图，运用SPSS18.0软件检验一元线性回归方程的显著性（r0.05=0.666，r0.01=0.798）。

2 结果与分析

2.1 洛南县连翘生产变化特征

由图1可得，2012—2019年洛南县连翘总面积呈极显著增加趋势，平均每年增加率为670 hm2/a。其中，野生连翘在年际间维持在10000 hm2，家种连翘面积呈极显著增加。由图2可得，2012—2019年洛南县连翘产量也随着种植面积增加而呈极显著增加，平均每年增加率为171428 kg/a。2019年洛南县连翘总面积为 1.93×104hm2，总产量为 5.2×105kg。

图1 2012—2019年洛南县连翘面积变化特征

图2 2012—2019年洛南县连翘产量变化特征

2.2 洛南县气候要素变化特征

2.2.1 洛南县气温变化趋势

由图3可得，2012—2019年洛南县平均气温呈增加趋势，倾向率为0.583℃/10 a，增加无统计学显著性。最低气温以0.883℃/10 a的速率增加，而最高气温以0.45℃/10 a的速率增加。总体来看，2012—2019年洛南县无极端天气出现，有利于连翘的生长发育。

图3 2012—2019年洛南县温度变化特征

2.2.2 洛南县年总降水量和年总日照时数

由图4可得，2012—2019洛南县年总降水量呈下降趋势，倾向率为-121.92 mm/10 a，下降不显著。其中，2014年总降水量最大，为906.2 mm，2012年最低，为540.1 mm。由图5可得，从年总日照时数来看，2012—2019年洛南县倾向率为-59.53 mm/10 a，下降无统计学显著性。其中，2019年日照总时数最低为1697 h。

图4 2012—2019年洛南县总降水量变化特征

图5 2012—2019年洛南县日照总时数变化特征

2.3 生理发育时间变化特征

由图6可得，2012—2019年洛南县无霜期呈下降趋势，倾向率为-11.54 d/10 a。分年份来看，2018年无霜期最短为177 d，2015年比2018年多1 d，为178 d；2014年、2013年和2019年相对最长，无霜期为206～210 d，其余年份则为189～198 d。

图6 2012—2019年洛南县无霜期变化特征

2.4 洛南县连翘产量与气候因子的关系

为进一步明确气候生态因子变化和连翘生长发育之间的关系，进行指标间相关性分析（见表1）。连翘年均产量与年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温、年总日照时数和无霜期存在不同程度的正相关，与年总降水量存在负相关。年平均气温与年平均最高气温呈极显著（P＜0.01）正相关，与年平均最低气温呈显著（P＜0.05）正相关。可见连翘产量受多项气候因素共同作用。

表1 洛南县连翘产量与气候因子的相关性

3 讨论与结论

本文利用商洛市连翘主产区洛南县2012—2019年气象资料，采用气候倾向率分析气候环境和洛南县连翘生长发育变化特征。本研究发现，2012—2019年洛南县连翘种植总面积和总产量均呈极显著增加趋势，且平均每年增加率分别为670hm2/a和171428 kg/a。平均气温、最高气温和最低气温呈增加趋势，且气候倾向率为0.583℃/10 a，0.45℃/10 a和0.883℃/10 a。总降水量、年总日照时数和无霜期为下降趋势，倾向率为-121.92 mm/10 a，-59.53 mm/10 a和-11.54 d/10 a。一定范围内较高的年平均温度和年日照总时长有利于连翘产量增加。

气候是农业生态系统重要的组成部分，对植物生长发育和产量品质有着重要的影响[9]。已有研究表明，气候条件对连翘产量及活性成分影响较大[10-12]。洛南县日照充沛，年降水总量540～906 mm，年总日照时数1697～2259 h，无霜期177～210 d，特殊的气候条件较好地满足了连翘的生长发育需求，这也是洛南县连翘种植总面积和产量显著增加的原因所在。

进一步对连翘年均产量与气候因子做相关性分析。考虑到农业生产受多种因素的影响，连翘年均产量与年平均最低气温和年总日照时数存在较大程度的正相关。年平均温度与年平均最低温度呈极显著正相关，可见一定范围内较高的平均温度有利于连翘的生长发育，最终表现为连翘产量提高。从单个气象指标来看，2012—2019年洛南县平均气温、最高气温和最低温度呈增加趋势，且最低气温以0.883℃/10 a的速率显著增加。而年总降水量、年总日照时数和无霜期为下降趋势。为此，应主动顺应气候变化趋势。如降水偏少时，通过坡改梯、兴修水平条田增加山坡地自身的保水蓄水能力[13]。通过草田覆盖、蓄水保墒等栽培措施以增加土壤含水量[14]。

除气候因素外，连翘本身生物学特性、栽培条件也是影响连翘产量品质的重要因素。连翘产量存在大小年现象[15]，大年产量高，若当年风调雨顺，产量有可能创新高。张姣等[1]研究发现，洛南县部分区域新建连翘基地缺乏科学有效地管理措施。目前洛南县野生连翘和家种连翘面积相当，这就有必要做好科学发展规划。在天然林方面，阴坡林和乔木林中的连翘可作为连翘茶林，可以摘叶。阳坡低稀灌木林为连翘药林，可采摘果实。同时科学管理现有植株，科学修枝，优选良种，以良种良法配套，助力洛南县连翘生产[7]。