云南气候特征与主要经济作物种植适宜性的关系

2021-04-18浦吉存黄中艳

气象研究与应用 2021年1期

浦吉存，黄中艳，高敏

（1.曲靖市气象局，云南曲靖 655000；2.云南省气象学会，昆明 650034；3.普洱市气象局，云南普洱 665000）

引言

云南地处低纬高原，全省地势自西北向东南呈阶梯状逐级下降，平均坡降从北到南每1000m 海拔高度下降6m；云南有六大水系（西北—东南向或南北向为主）大小河流600 多条，有海拔高差数百至千米以上的高山峡谷，和山地、高原、丘陵、盆地（坝子）、河谷冲积平原等地貌类型；山地面积约占84%，高原面积约占10%。地理区位、大气环流和复杂的地理环境共同造就了云南气候的重要特征［1］。在这样的气候环境下，云南盛产烤烟、茶叶、咖啡等大宗农产品。然而，各种作物的生长发育都要求一定的自然气候条件［2］，多数情况下作物的生长、发育、产量和品质主要由气象条件决定［2-3］，不同植作对气象条件的要求都有明显差别［2-3］。由于云南地理气候的复杂性和农业的多样性，人们至今对云南气候与农业种植的内在关系的认识仍然是不够的。本文从多维角度探讨云南气候对经济作物种植适宜性的影响，总结提炼云南气候特征与经济作物种植的气候适宜性关系，为充分合理利用气候资源、科学发展农业经济和做好气象服务提供科学依据。

1 资料和方法

1.1 资料和相关说明

（1）云南120 个站点1981—2010 年平均气温、降水量、日照时数、相对湿度等要素的气候资料；（2）云南相邻2 省区1981—2010 年气温、降水量、日照月平均资料，含贵州19 站、广西24 站；（3）取自云南省和全国统计年鉴的云南7 种（类）经济作物产地分布和产量数据。

文中滇中指昆明、玉溪、楚雄3 州市，红河州中北部5 县、大理州东南部4 县、曲靖市西南部2 县；滇中及以北地区指昆明、曲靖、楚雄、大理、丽江、怒江和昭通7 州（市），红河州北部2 县，和玉溪市中北部；滇西南包括普洱、临沧、西双版纳、德宏4 州（市）和保山市南部；云南热区为年稳定≥10℃活动积温5500℃·d 以上区域，分布于滇西南、滇东南（红河和文山州）及其他低热河谷区（海拔约500～1400m）。

1.2 方法

应用作物生态学理论和农业气象学原理，分析云南气候特征与多种（类）经济作物种植气候适宜性的关系。

2 云南气候基本特征

前人研究认为，云南气候的基本特征来自季风气候、高原气候、低纬气候和山地气候的影响［1，4］。结合对比分析云南、贵州和广西三省（区）气候要素（站点平均）逐月变化，简述云南气候基本特征如下。

（1）季风气候特征。贵州、广西是雨、热、光同季，而云南雨、热同季，5—10 月气温较高，雨水较多，降水量约占全年85%［4］；冬春干季（11 月至次年4 月）多日照，故云南季风气候表现为干湿季节特别分明［1，4］。

（2）高原气候特征。表现为夏季气温偏低、气温日较差较大［1，4］。云南夏季平均气温分别比广西、贵州低6.3℃、2.1℃，且最热月平均气温仅21.4℃。

（3）低纬气候特征。表现为冬季气温较高，太阳辐射较强。云南冬季平均气温比贵州（站点平均海拔偏低515m）高3.5℃，比广西（站点平均海拔偏低1320m）低3.6℃。

（4）山地气候特征。云南山地气候表现为气候的立体性、层次性和区域（地域）性。云南有7 个气候带（图1），每个地级州（市）都有3 个以上的气候带；同时，滇中及以北、以东大部降水明显较少、日照较多。

图1 云南省气候带分布图

3 云南省主要经济作物对气象条件的要求

云南省主要经济作物分布的气候带为：苹果（温带）、葡萄（南温带和北亚热带）、月季（北亚热带和南温带，花卉代表））、烤烟（温带和亚热带）、大叶种茶（南亚热带）、咖啡（热带和南亚热带）、甘蔗（热带和亚热带）。这些经济作物的生物学特性及其丰产（或高品质）要求的气象条件都明显不同（见表1）。

4 云南气候特征与经济作物种植的关系

4.1 滇中地区低纬高原气候对其主要经济作物种植适宜性的影响

滇中低纬高原气候具有夏季气温偏低、春秋季长，昼夜温差较大［1，4］，太阳辐射较强［4］的特点。根据烤烟对气象条件的要求（表1），全省海拔1 000～1 950m地区热量条件都适宜烤烟种植；烤烟旺长至烟叶成熟期（夏季）滇中及以南大部海拔1 000～1 700m 地区气温最适宜烤烟生长，滇中及以北海拔1 700～1 950m地区气温适宜等级为中等至中上；但烟叶成熟期（7—8 月）光照达到中上适宜等级的区域只出现在滇中及以北大部［5］。旺长和烟叶成熟期（6—8 月）滇西南大部、滇东南边缘区多雨少日照不利于出产好烟叶［5］。显然，滇中海拔1 000～1 950m 地区为云南烤烟气候最适宜或适宜区。同时，低纬高原气候是云南烟叶含糖量较高和独特“清香型”品质风格的主要成因［5］。总体上，云南气候适种烤烟区域面积大（国内最大烟区），2018 年云南烤烟产量占全国总产的36.8%，其中滇中地区占全省总产约3／4。

滇中大部（海拔1 600～2 000m）低纬高原气候夏季气温偏低和日照偏少，可致花卉生长发育较慢，并延长花卉的生长季和花期；冬季温暖和日照多，有利于部分品种开花，也利于通过塑料大棚等设施四季栽培多种（类）的花卉，且气温日较差大，增加花卉的光合积累、促进生长［3］。冬暖、春季气温高于秋季［4］，则花卉很少受低温冷害。因此，滇中大部地区全年适宜种植多种（类）花卉。据统计，2018 年滇中核心区4州（市）鲜切花产量占云南省总产90.8%，其中昆明呈贡的产地型花卉市场连续多年鲜切花交易量居亚洲第一、全球第二［6］。

4.2 滇西南地区低纬高原南亚热带季风气候对其主要经济作物种植适宜性的影响

滇西南海拔700～1400m 地区具有低纬高原南亚热带季风气候特点：≥10℃积温较多、短夏无冬；夏秋多雨寡照、湿度大，冬春云雾多，春旱不重、昼夜温差较大（表2），干湿季节特别分明。热量条件适宜生长期长的亚热带作物，较大的昼夜温差有利于作物光合积累；夏秋湿度大特别适宜种植喜湿润、要求强光少的南亚热带深根类作物。由表2 和表1 可知，滇西南是种植大叶种茶、小粒种咖啡的气候最适宜或适宜区，生产的茶和咖啡优质高产。据统计，2018年滇西南大叶种茶产量占云南省总产的82.3%［20］，小粒种咖啡栽种面积和咖啡豆产量占云南省总面积97.2%［21］。

表1 云南主要经济作物的生物学特性及其对气象条件的要求

4.3 山地气候对云南主要经济作物种植适宜性的影响

山地气候使云南气候具有多样性，故云南适种多种（类）经济作物。比如，温带作物马铃薯年产量居全国第三［22］；滇中、滇东南大量出产亚热带水果柑橘，低热河谷元江（海拔396m）和滇西南景洪（海拔552m）出产热带水果火龙果，南部热区橡胶产量占全国总产一半以上；还有产量居全国首位的核桃、名贵药材三七和天麻，以及热带水果芒果、珍稀野生菌松茸和多季节大宗蔬菜等。

高原山地气候环境下各区域能适种多种作物。以滇中低纬地区同产优质烤烟和上等酿酒葡萄的弥勒（海拔1415m）为例：根据烤烟对气象条件的要求（表1），滇中中低海拔冬春气温较高、夏季日照相对较多、气温有效性高［4-5］、夏秋湿度适中，加之弥勒的7-8 月烟叶品质关键期气温较高、日照多、湿度偏小，有利于烟叶多种内含物成分含量平衡适中［5］。因此，弥勒适宜种植烤烟并出产特优“清香型”品质烟叶［18］，连续多年为云南省第4 烟草大县。

表2 滇西南地区茶树、小粒咖啡种植气候条件（26 个站点平均）

南北纬30°～50°地区被认为是世界上出产优质红酒的“葡萄带”［23］。然而，弥勒县城（纬度24°24′N）不远处的“云南红酒庄”，拥有1350 余hm2的中国南方最大葡萄种植园［23］，多个世界知名酿酒葡萄种生长优良，出产中国十大红酒“云南红”［23］。根据葡萄对气象条件的要求（表1），弥勒年日照5.95h／d，最冷月平均气温9.8℃，气温适宜葡萄生长期长（4—11月平均气温15℃～22.5℃），7～9 月日照5.0h／d、雨量5.1mm·d-1、相对湿度适中（79%），与果实膨大期的要求相吻合；年气温日较差大，达到11.3℃，7—9 月气温日较差为8.7℃，有利于葡萄着色和增加糖分［8］。由此可见，弥勒气候很适宜种植优质葡萄酒原料葡萄。

4.4 滇中及以北中高海拔地区气候对其主要经济作物种植适宜性的影响

滇中及以北中高海拔区（≥1700m）属于典型的高原气候，加之季风气候的影响，夏季气温典型偏低、日照时数偏少，个别年份出现短时段低温冷害［1，4］，导致夏季光热强度不足，不利于农业生产。以滇东北昭通坝区和滇西北丽江坝区对比为例。

根据表1 分析，昭通坝区（海拔1930m）冬冷夏暖（1 月、7 月平均气温分别为2.2℃、19.7℃），适合苹果越冬休眠和夏季生长；春温回升快（4 月12.6℃、5月15.7℃），有利于苹果提早开花和早熟；7—8 月日照较多（5.6h·d-1）、气温日较差较大（9.3℃），有利于果实着色和提高糖分。由此昭通成为中国南方最大苹果产地［24］，全市年产量占全省总产82%。同属南温带的丽江坝区（海拔2390m）总热量稍多于昭通坝区，也是云南苹果主产地，但7—8 月光热条件明显差于昭通，其苹果质量亦不及之。

总热量稍差的昭通坝区常年出产优质烤烟，而丽江坝区则不能种植。主要原因是夏季光热条件差别导致此两地烤烟种植气候适宜性有别［5］：7 月昭通平均气温和最高气温分别比丽江高1.5℃和1.8℃，同时7-8 月昭通日照偏多1.05h／d。

4.5 云南热区气候对甘蔗种植适宜性的影响

云南热区大部（海拔500～1400m）受季风气候、高原气候的影响，干季较长，加之雨季光热强度欠足（表2），成为热区喜热喜光作物产量水平的主要制约因素。以甘蔗生产为例：由表1 分析可知，云南热区各地总热量条件适种甘蔗，主产区为滇西南和滇东南2 州（合计产量占全省75.9%），云南省历年甘蔗面积和总产均居全国第二［25］，但其平均单产（2016年61.6t·hm-2）比广西偏低21%，比全国蔗区平均单产偏低17%。主要原因为：（1）干季过长且日照多，3月至雨季开始（5 月中旬）前春旱重，致使甘蔗有效生长期较短或造成死苗；（2）主要生长季（5—10 月）光热强度欠足，在夏季也难以满足甘蔗对强光高温的要求，造成蔗株生长累积量明显较小［3，19］。