遵义市九叶青花椒气候适宜性区划研究

敖 芹,左 晋,谢和林,罗晓松,刘元士,谭 昊,张云秋

(1.贵州省生态气象和卫星遥感中心，贵州 贵阳 550002；2.贵州省遵义市气象局，贵州 遵义 563002；3.贵州省遵义市果蔬工作站，贵州 遵义 563000)

0 引言

我国花椒主产于四川、甘肃、陕西、山东、重庆等省[1]，重庆以江津九叶青花椒最出名，在江津建立了全国最大的花椒交易市场[2]。贵州花椒主要分布在贞丰，栽培历史悠久，近两年在遵义、望谟、黔南万山、贵阳修文等地陆续发展。遵义市花椒主要以江津九叶青为主，占80%，其次为大红袍。目前花椒种植面积1.370 hm2左右。遵义市以中、北亚热带气候为基本特点，雨热同季，花椒生长发育期热、水、光资源较为丰富，适合发展花椒产业。

花椒喜温、喜阳光，但不耐寒、不耐涝，易栽培，其生长发育、产量和品质均与气候环境相关。但不同花椒品种对气象条件的需求有差异，如刘丽等[3]立足于甘肃武都花椒的全生育期及植物学生长特性，确定了武都花椒生长关键时期和生长影响最大的主导气象指标；廖万祥[4]分析了重庆主要花椒栽培品种对气象条件要求的差异,程敏等[2]对重庆市种植的不同花椒品种进行了区划研究；陕西、四川、甘肃等地的相关学者[5-9]对大红袍花椒生长特性及其对气象条件需求做了相关研究,得出大红袍花椒喜温喜光忌湿，九叶青花椒喜热喜光等生长特性。由于花椒投入少、见效快、经济价值高，目前逐渐成为各地脱贫攻坚的致富产业之一，但某些地区忽略了作物不同品种生长特性对气象条件需求的差异，未进行不同品种的引种试验和气候可行性论证等工作，盲目引进了不适宜当地气候的作物品种，导致引种失败，如遵义正安格林引种云南核桃导致落果明显[10]；铜仁万山引种九叶青花椒受冬季冻害明显，产量较低。

遵义市地形复杂、立体气候差异明显，制作精细化的花椒气候生态区划对促进遵义市花椒生产健康发展具有现实意义。近年来，开展了地理信息系统(GIS)在气候资源、气象灾害、农业气候区划等方面的研究应用[11-12]，本文在此基础上对比分析了花椒优生区气候条件，结合遵义山地气候和GIS应用技术相关成果[13-14]，确定遵义市主要花椒品种的气候生态区划指标，并基于GIS和数字高程模型制作了遵义市花椒精细化气候生态区划，拟为遵义市科学制定花椒生产规划提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 数据来源

本文采用1981—2018年遵义各市县逐日平均气温、年极端最低气温、降水量、日照时数以及同期的重庆江津月平均气温、年极端最低气温，降水量、日照时数。重庆气候资料下载于国家气候中心CIMISS 数据库。

1.2 区划因子的精细化方法

遵义山地气温主要受海拔高度的影响，本文采用1981—2018年遵义市13个气象台站年平均气温数据、日平均气温稳定通过0 ℃之积温(℃)、日最低气温≤-2 ℃日数，拟合出遵义市年平均气温、积温、日最低气温≤-2 ℃日数分别与海拔高度的关系。并采用将各台站拟合值与实际值的残差值，利用反距离内插法进行平面内插，最后叠加得到100 m×100 m分辨率的平均气温、积温空间分布图。年日照时数和年降水量区划方法参考文献[13-14]。

T=-0.004 4×H+18.847+△T

(1)

R=0.91

∑T=-1.634 9×H+6 990.7+△∑T

(2)

R=0.93

式中，T为年平均气温，H为海拔高度，△T为年平均气温残差值；∑T为日平均气温稳定通过0 ℃之积温，△∑T为积温残差值。

2 结果与分析

2.1 花椒生态气候特性

2.1.1 温度 日平均气温稳定通过5 ℃，花椒芽开放，气温升至20 ℃时，果实普遍着色成熟，果实着色成熟期平均气温24～25 ℃。据试验观测统计：遵义一般海拔(800～900 m)种植花椒预计在3月上旬萌芽，4月上旬至中旬进入盛花期，6—7月为成熟采收期，各生育期比江津推迟20 d左右。江津年平均气温为18.3 ℃，赤水18.0 ℃，遵义城区15.6 ℃；并结合图1可知：重庆江津年平均气温、逐旬平均气温同赤水相似，比遵义城区高。

图1 重庆江津、遵义、赤水1981—2015年累年逐旬平均气温对比分析Fig.1 Comparative analysis of annual mean temperature in Jiangjin Zunyi and Chishui from 1981 to 2015

2.1.2 降水 花椒抗旱性强，年降雨500 mm以上且分布比较均匀的情况下基本能满足其生长发育[4]。江津年降水量约1 000 mm，年平均相对湿度为81%，遵义各县(市、区)平均年降雨量为1 000～1 200 mm，年平均相对湿度为78%～84%，多数年份降水量分布均匀，能满足花椒生长发育，少数年份出现严重夏旱，对花椒产量影响大。

从逐月降水量看，遵义夏季降水多，其中6月降水量最多，平均为188.2 mm；冬季降水少，平均月降水量基本在30 mm以下。与江津比，除6月降水量遵义汇川比江津多35 mm外，其余各月降水量相差不足10 mm，说明遵义与重庆年降水量和月降水量分布特征基本一致，差别较小，相对湿度比较接近。

图2 重庆江津、遵义1981—2015年累年逐月降水量对比分析Fig.2 Comparative analysis of monthly precipitation in Jiangjin and Zunyi from 1981 to 2015

2.1.3 日照 光照影响花椒树体的生长发育、坐果量及品质优劣。年日照时数>1 200 h适宜于花椒种植，光照充足，树体生长发育健壮，产量高，品质好；年日照时数>900 h，次适宜花椒种植，而年日照时数<900 h，光照差，树体分枝少，枝条纤细果穗和果粒也小[10]。江津平均年日照时数为1 141 h，遵义各县(市、区)约1 000～1 150 h，日照条件基本达到花椒生长要求。从逐月日照时数看，遵义各县(市、区)冬季1月日照最少，为26～35 h，夏季7—8月日照最多，为167～185 h。2—9月(花椒萌芽到成熟采收期)遵义汇川日照时数略差于江津，偏少5～30 h，但冬季花椒越冬期日照时数遵义略好于江津，比江津多4～16 h。两地月际日照时数分布特征基本一致，夏多冬少。

图3 重庆江津、遵义1981—2015年累年逐月日照时数量对比分析Fig.3 Comparative analysis of monthly sunshine duration in Jiangjin and Zunyi from 1981 to 2015

2.2 遵义市种植江津九叶青花椒主要气象灾害分析

2.2.1 低温冻害

①花椒低温冻害指标

据相关文献介绍[8-9]：花椒喜温热、不耐寒。能耐受40 ℃以上的高温，气温<-21 ℃时，幼树新梢会被冻死，但不同品种类型的花椒对气象条件的需求有差异。

贞丰发展花椒已近30 a，期间未发生明显低温冻害；1981—2015年，贞丰日最低气温<0 ℃的年平均日数为2.9 d，<-2 ℃日数为0.2 d，<-4 ℃日数近0 d，其中2008年贞丰日最低气温<0 ℃为8 d，<-1 ℃近2 d，极端最低气温为-1.5 ℃，当年花椒未出现明显冻害。

铜仁万山2015—2016年大力发展花椒产业，成为脱贫攻坚的致富产业之一。但近两年来出现了两次严重的低温冻害(2018年1—2月，2018年12月—2019年1月)，两次低温过程最低气温<0 ℃持续日数达15 d左右，最低气温<-4 ℃连续日数在6 d以上，极端最低气温达-7 ℃，导致“九叶青”花椒80%发生冻害，尤其是土壤贫瘠的花椒枝叶冻害严重，树叶全部凋落。统计2016—2019年遵义绥阳低温过程：2016—2017年绥阳蒲场镇花椒冻害不明显；2018—2019年最低气温<-2 ℃连续日数为4 d，极端最低气温达-4.1 ℃，播州三合达-4.5 ℃，绥阳蒲场花椒老枝未受冻害，幼苗嫩枝遭受冻害明显，严重影响第二年花椒产量；而播州三合由于采取了防冻措施，冻害不明显，第二年产量不受影响。

综上得出：冬季气温在0 ℃以上，花椒不受冻害；最低气温-2 ℃以上，花椒冻害不明显，基本能保证安全越冬；当最低气温<-2 ℃持续5 d以上且极端最低气温达到-4 ℃，花椒易受冻害；当气温达<-4 ℃持续5 d以上且极端最低气温达-6 ℃，冻害明显。

②遵义市种植“江津九叶青”花椒冻害风险区划

统计遵义14个县(市、区)国家气象站1981—2018年最低气温≤-2 ℃大于5 d以上、最低气温≤-4 ℃大于5 d以上、最低气温≤-6 ℃大于2 d以上的年份，结果表明(表1)：近38 a以来，习水出现最低气温≤-2 ℃大于5 d以上的年份占53%，即种植“九叶青”花椒有一半的年份易受低温冻害；最低气温≤-4 ℃大于5 d以上的年份占8%，即10 a一遇遭受低温冻害明显；中部(播州、汇川)和东南部(凤冈、湄潭)县(市、区)出现最低气温≤-2 ℃大于5 d以上的年份占比30%～40%左右，最低气温≤-4 ℃大于5 d以上的年份占比3%；即在遵义市南部和东南部800 m以上地区，西部(仁怀)和中部桐梓、北部(正安、道真、务川)海拔在1 000 m以上地区种植花椒，受低温冻害风险占30%～40%左右。赤水与重庆江津气候最相似，出现最低气温≤-2 ℃的年份为0，即种植花椒不受低温冻害影响。综上所述：建议在遵义市中部和东南部600 m以下地区，西部(仁怀)和中部桐梓和北部(正安、道真、务川)海拔在800 m以下地区种植花椒，受低温冻害风险相对较小。

表1 1981—2018年江津和遵义市各县(市、区)出现日最低气温<-2 ℃为5 d以上的概率(%)Tab.1 Probability of daily lowest temperature <-2 ℃ over 5 days in Jiangjin and Zunyi from 1981 to 2018

图4 1981—2018年遵义市日最低气温<-2 ℃为5 d以上的概率(%)分布图Fig.4 Probability Distribution Map of daily lowest temperature <- 2 ℃ over 5 days in Zunyi from 1981 to 2018

2.2.2 干旱 近63 a，遵义市有6 a出现区域性干旱:1979、1990、2006、2009、2011、2013年。其中以夏旱发生频率最高，全市区域性夏旱有16 a，达25%，即每4 a中就有可能出现一次全市性的夏旱[15]。夏季大旱通常出现在7—8月份，以北部(道真、正安、务川)、东部(湄潭、凤冈、余庆)最多；赤水、习水、桐梓、仁怀等西部地区最少。

2.3 遵义市花椒精细化气候生态区划

2.3.1 区划指标 目前遵义市发展的花椒品种主要为“江津九叶青”，占种植面积的80%，“江津九叶青”属喜热型品种，其次是“大红袍”，占10%左右，“大红袍”属喜温喜凉树种。根据不同花椒品种对气象条件的需求，结合遵义市的气候特点，并与重庆江津气候条件进行对比分析，得出：遵义各县(市、区)年降水量和日照时数差别不明显，且与重庆江津差别不大，基本满足“江津九叶青”需求。发展“江津九叶青”主要受热量条件限制。根据近几年遵义市种植九叶青花椒情况调研，参考相关文献[2]的研究成果及花椒生长所需的气候特性，并咨询本地专家和种植户，确定了遵义市发展江津九叶青花椒需要的主要气象指标，选取年平均气温、日平均气温稳定通过0 ℃之积温、出现日最低气温<-2 ℃为5 d以上的概率、年极端最低气温为主要区划指标，年日照时数作为辅助指标，见表2。而文献[2]中指出，花椒抗旱性强，年降雨500 mm以上且分布比较均匀的情况下基本能满足其生长发育，江津年降水量约1 000 mm，贵州贞丰年降雨量为1 318 mm，以上两地种植九叶青花椒产量高、品质优，遵义各地平均年降雨量为1 000～1 200 mm，均在花椒最适宜种植范围内。当年日照时数小于900 h，不适宜发展花椒，重庆江津平均年日照时数为1 141 h[8]，遵义各地年日照时数为1 000～1 150 h，日照条件能满足花椒生长需求。因此指标不予考虑年降雨量和年日照时数为区划因子。

表2 遵义市九叶青花椒气候适应性生态区划指标Tab.2 Zoning indices climatic ecological zoning of Zanthoxylum Bungeanum in Zunyi

图5 遵义市花椒精细化气候生态区划图Fig.5 Precision zoning map of climate and ecology of Sichuan Pepper in Zunyi

2.3.2 区划结果

①九叶青花椒适宜栽培区：该区主要分布在遵义市西部仁怀海拔1 000 m以下区域；赤水、桐梓、北部(正安、道真、务川)海拔在800 m以下地区种植区域；余庆部分乡镇海拔在600 m以下区域；年均温在15～16 ℃ 之间，>0 ℃的积温大于5 500 ℃，年极端最低气温>-4 ℃，冬季遭受低温冻害风险<25%，气候适宜种植“江津九叶青”等喜热型花椒品种，需做好冬季低温防冻措施。特别在西部赤水、仁怀等低热河谷海拔在600 m以下，年平均气温>16 ℃，>0 ℃的积温大于6 000 ℃，年极端最低气温>-2 ℃，受低温风险概率<5%；光照充足，为全市最多区；降水资源丰富，是夏伏旱少发区，气候最适宜种植“江津九叶青”等喜热型花椒品种。

②九叶青花椒次适宜栽培区：该区主要分布在遵义市中部(遵义、播州、绥阳)和东南部(湄潭、凤冈、余庆)等海拔为600～900 m地区，北部(桐梓、正安、道真、务川)海拔在900～1 000 m地区，区内年平均气温在14～15 ℃ 之间，>0 ℃的积温在5 500～5 000 ℃之间，年极端最低气温>-6 ℃，种植九叶青花椒冬季遭受低温冻害风险增大，在25%～40%之间，是喜热型花椒品种的次适宜栽培区，需加强冬季低温防冻管理措施，减少或避免冻害，促进花椒高产优产。

③九叶青花椒不适宜区：该区主要分布在习水、大娄山脉等海拔在1 000 m以上的区域，区内年平均气温在10～14 ℃ 之间，>0 ℃的积温在5 000～4 000 ℃之间，年极端最低气温>-10 ℃，种植九叶青花椒冬季遭受低温冻害风险较大，在50%以上，不适宜喜热型花椒品种种植。建议该区可试验引种喜凉型花椒品种如大红袍、大红椒。年极端最低气温>-18 ℃，大红袍不受冻害。该区域热量条件与陕西韩城、四川大红袍优生区热量条件(>0 ℃积温和平均气温)相似，种植大红袍不遭受低温冻害，但遵义全市日照时数不足、相对湿度过大可能会影响大红袍高产优质形成，建议先试验引种。

3 结论与讨论

①本文根据不同品种的花椒对气候生态条件要求的差异，分析了遵义与九叶青花椒优生区(重庆江津)气候条件的异同，结合近几年九叶青花椒在贵州发展情况及部分地区遭受冬季冻害明显的案例，得出九叶青冻害指标，确定影响遵义市花椒区域分布差异的主要气候限制因子和气候生态区划指标，并利用GIS和DEM对遵义市种植九叶青花椒进行气候生态精细化区划，可为遵义市科学制定花椒生产规划提供参考依据。

②本文主要从气候角度对九叶青花椒进行了种植区划，但花椒产量和品质不仅受气候条件的影响，还受土壤条件、栽培管理技术水平等因素的影响。因此，各地要根据区划结果制定相应的栽培技术和冬季防冻措施，提高椒农栽培管理技术水平，促进花椒高产优产。