黄平县白及种植气候适宜性及气象灾害防控

陈 诚， 王梦玲， 杨 茜， 向怀菊， 杨 艳

(1.黄平县气象局， 贵州 黄平 556100； 2.施秉县气象局， 贵州 施秉 556200； 3.册亨县气象局， 贵州 册亨 552200)

白及为兰科白及属多年生宿根草本植物[1]，又名连及草、甘根等，根为块根，花呈红色、粉红色、白色等。白及在我国主要产于云南、贵州、四川等地，其中贵州产量最大，质量最好。其干燥块茎主要用于中药入药，具有消肿、止血等作用[2]。随着我国医药事业的发展进步，对白及的药用研究不断深入并得到广泛应用，对白及的需求量急剧上升[3]。因此，研究白及种植的气候适宜性及气象灾害防控对策，对扩大白及种植满足其市场需求具有重要意义。2015年黄平县引进皖白及1号在黄平县新州镇种植成功，2019年已推广种植到野洞河、一碗水、浪洞、平溪、旧州、谷陇等7个乡镇。白及是一种喜阴忌强光照的中药材，目前各乡镇多采取大田种植[4]，光、温、水、湿度和海拔高度对白及产量和品质形成有一定影响[5]。因此，在黄平境内不同海拔高度地区大力推广种植白及，需要对其气候适宜性和各类气象灾害进行分析，并对白及种植气候适宜性进行科学区划，为白及推广种植提供决策参考，以便充分利用生态气候资源优势，提高白及种植产量和品质，实现增效增收。

1 黄平县地理概况及气候资源优势

黄平县地处黔中丘原向黔东低山丘陵过渡地带，地势由西、西北向东、东南部逐渐降低，海拔高度519～1 367 m(图1)，辖区共11个乡镇，重安的海拔最低、纸房最高。黄平县属典型亚热带季风气候区，常年气候较为温暖湿润，年平均温度变化差异较小。季节性降水特征较为明显，降水主要集中在春、夏季，平均雨日(≥1.0 mm)有172 d，占全年日数的47%，时空分布不均匀，雨量较为充沛，11个乡镇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、中部多的态势；年平均气温均在15℃左右(图2)，受地形影响，浪洞、平溪、旧州等北部海拔较低的坝区以及南部海拔较低的重安等乡镇气温较高，高海拔的北部乡镇气温较低，气温差异较大。日照时数长，年平均日照时数达1 195.5 h，无霜天数355 d。黄平县丰富的气候资源非常有利于种植白及等中药材，其境内白及种植面积已达400 hm2以上，鲜品年产量5 400 t左右。

图1 黄平县各乡镇海拔高度

图2 黄平县2015—2019年各乡镇年平均降雨量、平均气温及空间分布

2 白及生长发育所需环境条件

白及作为多年生宿根草本中药材，地下茎块生长较为缓慢，人工种植一般需2～3年才能进行采收[6]。白及喜温暖、阴凉、较干燥的环境，光照强度不宜过大，年日照时数在900～1 200 h较为合适，年降水量达1 000 mm左右，种植需选择海拔 300～1 500 m的地块，土壤以富含腐殖质、肥沃疏松、排水性能好、潮湿温暖的沙壤土[7]。白及种植采收分为移栽起苗期、四叶期、生长旺盛期、休眠期、采挖期5个阶段[8]。其中，起苗期为3月下旬至4月上旬，要求气温≥10℃；四叶期为4月下旬，生长最适宜温度为18～24℃；生长旺盛期为5—6月，生长最适宜温度为20～26℃；休眠期为7—8月，白及逐渐停止生长，缓慢进入休眠[9]。气温9℃以下时白及进入休眠期，0℃及以下时白及块茎容易冻伤甚至冻死[10]。采摘期多为移栽2～3年后的8—10月[11]。

3 黄平县各乡镇种植白及的气候适宜性

地面气象观测资料来自于黄平县11个乡镇区域自动气象站和国家自动站2015—2019年的观测数据，包括经纬度、海拔高度、气温、降水量、日照时数等气象要素的逐日观测资料。通过统计分析剔除因仪器维修维护、校准等异常原因造成的异常数据值，筛选出每月各乡镇的平均气温、月平均日照时数以及年降水量。利用ArcGIS进行克里金插值，绘制出全县降雨分布图以及每月气温分布图，对白及适宜生长气温进行拟合分析；使用Origin绘制出月平均日照时数变化图，研究白及各个生长阶段的发育与日照强度的关系。对黄平县白及人工种植适宜区和次适宜区以及不适宜种植区进行区划。

结合白及生长发育所需环境条件，黄平县所有乡镇海拔均符合种植白及的要求，人工种植一般在3月下旬至4月上旬移栽，生长旺盛期主要集中于4月下旬至7月，8月白及地表以上部分开始枯萎倒伏，缓慢进入休眠状态，直至次年2月。所以影响黄平县白及生长的气候条件主要是3月至次年2月的日照、气温。

3.1 黄平县气候资源变化

日照是影响植物生长的重要环境因子之一，影响日照时数长短的主要因子是地形以及云雾状况[12]。光照能促进白及种子的萌发[13]。从黄平站(新州镇)月平均日照时数、平均气温、平均降水量(图3)看出，黄平县光温水气候资源变化同步。1—3月日照时长增加，随之气温开始回升，降水增多，当温度超过10℃后开始移栽白及幼苗。白及主要生长阶段4—6月日照时数无明显变化，较为平稳，月平均日照时数均在110 h左右，日照时段较短。造成这一现象的主要原因是4—6月为主汛期，降水多。但在此阶段热力条件以及水分条件充足，日照时长能满足白及的生长需求。7—8月日照时长达到全年的峰值，白及地上部分不再生长，充足的日照能够促进白及地表部分的光合作用，对光能的利用率较高，有利于其生物量的积累[14]，能够继续为茎块膨大输送养分。8月后日照时数大幅降低，随之温度降低，且进入非汛期后水分条件较差，湿度较低，白及缓慢进入休眠期。

图3 黄平县2015—2019年月平均日照时数、平均气温、平均降水量

3.2 3—7月白及生长期气候适宜性

4月上旬至6月上旬为白及植株生长旺盛期，地上部分迅速生长，至7月地上部分无明显变化，进入8月开始枯萎倒苗，地下部分生长开始减缓[15]，但是仍在膨大。从图4可知，黄平县3—7月月平均气温呈现南部、中北部、西南部海拔较低的乡镇较高，北部、东部海拔较高的乡镇较低。黄平县各乡镇3月平均气温均在10℃以上，其中气温条件较好的乡镇为浪洞、旧州、重安、平溪，其平均气温均超过11.5℃，其余乡镇平均气温略低，但均符合种植的最低气温条件；各乡镇4—5月的平均气温为16.1～21.6℃，基本能够达到白及生长所需要求；6—7月所有乡镇的平均气温都在20～27℃，均满足白及生长的最适宜气温条件。根据白及适宜生长温度条件和各乡镇3—7月月平均温度进行拟合分析得出，白及生长期气温最适宜地区主要集中于低海拔地区的重安、浪洞、旧州、平溪4个乡镇，次适宜区为谷陇、野洞河、新州、翁平、上塘5个乡镇；不适宜区为高海拔地区的纸房、一碗水2个乡。

图4 黄平县各乡镇2015—2019年3—7月累年平均气温分布

3.3 8—11月白及休眠期气候适宜性

白及生长发育部分分为地上及地下部分，其生长主要在8月前，之后白及地表上的营养器官开始枯萎倒伏，直至10月初完全倒苗，进入休眠期；白及地下部分逐渐停止生长，10月后地下部分不再生长[16]。从图5可知，各乡镇8—9月平均气温在20℃以上，能够为白及茎块膨大提供充足的热力条件，其中，南部温度高于北部，热力条件更好。同时8月、9月黄平县平均降雨量分别为118.7 mm、103.9 mm，能提供充足的水分。10月、11月各乡镇平均温度大幅降低，且均在20℃以下(图略)，不能提供充足的热力条件，同时黄平县进入非汛期，降水量减少，白及茎块膨胀速度减缓。

图5 黄平县各乡镇2015—2019年8—9月累年平均气温分布

3.4 12月至次年2月白及休眠期气候适宜性

从图6可知，黄平县各乡镇近5年冬季的累年月平均气温均在0℃以上，浪洞、旧州、重安、平溪4个低海拔乡镇平均气温高，其余乡镇温度相对偏低，总体能保证进入休眠的白及块茎顺利越冬。从表1看出，重安、浪洞、平溪、旧州的日平均气温≤0℃日数最少，低温总日数≤3 d，冬季气温对白及块茎影响小，最适宜白及种植；其次是上塘、新州、翁平、野洞河、谷陇，这5个乡镇冬季平均气温≤0℃日数较少，低温总日数≤6 d，对白及越冬块茎的影响较小，为白及适宜种植区；纸房、一碗水2个乡冬季各月平均气温≤0℃日数较长，低温冷害易使白及块茎冻伤或冻死，不适宜种植白及。

图6 黄平县各乡镇2015—2019年12月、1—2月累年平均气温分布

表1 黄平县各乡镇2015—2019年冬季0℃及以下的累年月平均日数 d

4 黄平县白及种植主要气象灾害及防控措施

4.1 冰雹灾害

黄平县每年3—5月为冰雹灾害高发期，极易发生冰雹灾害。影响黄平的冰雹路径有3条：一条从西北部向东南方向移动，一条由西向东移动，一条由西南向东北方向移动，3条路径对大部分乡镇均有影响。根据黄平县历年来的冰雹灾害发生次数和所造成的灾害程度，将黄平县各乡镇分别划分为冰雹灾害的高、中、低风险区。从图7看出，纸房、一碗水、上塘、重安4个乡镇为高风险区，平溪、浪洞、野洞河、翁平4个乡镇为中风险区，谷陇、新州、旧州3个乡为低风险区。3—5月为白及移栽期和生长旺盛期，冰雹灾害对其影响很大，严重的可能砸烂或砸死白及幼苗。目前，在西北路径的旧州和西南路径的谷陇设置有人工影响天气作业点，加强冰雹灾害天气的监测和人工消雹作业是防控和有效减轻冰雹灾害影响的主要举措。

图7 黄平县冰雹灾害风险区划

4.2 高温热害

白及生长最适宜温度为20～26℃，高温锻炼有利于白及种子苗的耐热性增强，但当温度达35℃及以上时不利于白及苗的生长发育[17]。王莹博等[18]研究发现，高温以及高温干旱复合胁迫均抑制白及的生长和光合作用。根据历年来黄平县各乡镇出现35℃及以上高温天气的次数及持续时间，将各乡镇划分为高温灾害的高、中、低风险区。从图8可知，浪洞、平溪、重安3个乡镇为高风险区，旧州、新州、野洞河、翁平、上塘、谷陇6个乡镇为中风险区，纸房、一碗水2个乡为低风险区。如遇夏季高温需要做好水分的充足供应，必要时可采取人工灌溉，同时还需及时加盖遮阴网，这对于减轻高温胁迫对白及生产的影响具有重大作用。

图8 黄平县高温灾害风险区划

4.3 低温冻害

白及耐寒性差，对低温较为敏感。温度连续长时间低于0℃以下会导致白及冻害，使白及休眠的茎块冻伤甚至冻死。虽然黄平县大部分乡镇热量充足，冬季气温很少出现连续0℃以下天气，但是少数年份受北方强冷空气持续补充南下影响，会出现气温持续低于0℃以下的情况。根据历年来黄平县各乡镇冬季气温低于0℃的天数和极端最低温度，将黄平县各乡镇划分为冬季低温灾害的高、中、低风险区。从图9可知，纸房、一碗水2个乡为高风险区，浪洞、旧州、上塘、野洞河、新州、翁平、谷陇7个乡镇为中风险区，平溪、重安2个镇为低风险区。为保障白及顺利度过休眠期，冬季低温来临前需要覆盖稻草、玉米秆、贴地农膜或搭建温室大棚等保温，保证温度在0℃以上，确保白及安全越冬。

图9 黄平县低温灾害风险区划

5 小结

通过分析黄平县11个乡镇区域自动站和国家自动站2015—2019年气象资料得出，黄平县各乡镇的平均温度、降水总量、日照时数均能满足白及人工种植生长所需；根据白及生长所需的气温条件得出黄平白及种植区划，即最适宜种植区为重安、浪洞、旧州、平溪4个乡镇，新州、上塘、野洞河、翁平、谷陇5个乡镇为适宜区，一碗水、纸房2个乡为不适宜种植区。

白及喜温暖潮湿，抗寒能力较差，光照强度也不宜过强，而且在高温干旱时应准备充足水分供应，所以需要选择水源条件好、光照充足的地方种植。由于黄平县境内各乡镇地面自动气象站建站时间较晚，所能获得的气象观测资料时限较短，不能够较为全面的反映当地气候情况；数据处理、画图选择插值方法也可能存在一定误差。因此，人工种植白及适宜区应根据当地的地理环境选择具体的种植地。