国内外雪茄烟主产区气候条件比较研究

林北森 高华军 郑倩 蔡斌 陈德鑫 吕洪坤 向小华 夏长剑 李茂芬 耿召良 禹萱

摘 要：为明确中国雪茄烟主产区与国外优势雪茄烟主产区在气候条件上的差异性和相似性，本研究选取中国海南省、云南省、四川省、湖北省雪茄烟叶主产区和国外雪茄烟优势主产区古巴Pinar del Rio、多米尼加Santiago、印度尼西亚Jember、巴西Bahia 共17 个雪茄烟主产区为研究区，采用一般统计分析和聚类分析方法，分析不同产区雪茄烟叶生产大田期和晾制期的月平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度、温差6 个关键气象因子的差异。结果表明：国内与国外主产区雪茄大田期、晾制期和整个生产季总体气候条件无显著差异，而国内与国外主产区雪茄生产季内最高温、最低温、降雨量和温差4 个气象因子呈显著差异（P<0.05），其中最高温、最低温和温差3 个气象因子呈极显著差异（P<0.01）。以欧氏距离15 为临界值，大田期气候条件17 个雪茄烟主产区可聚为4 类，晾制期17 个雪茄烟主产区可聚为3 类，整个生产季17 个雪茄烟主产区可聚为2 类。该研究结果为国内雪茄烟主产区向国外优势雪茄烟主产区在种植布局、品种选择、品质提升借鉴等提供科学依据，也为国内雪茄烟种植区气候评价和品种优化提供数据基础。

关键词：雪茄；气象因子；模糊聚类；生产季

中图分类号：S572 文献标识码：A

雪茄（cigar）作为晾烟的一种，是一种由纯烟叶卷制出来的特殊烟草制品[1]。近5 a 来，国产雪茄的销量年增长率超过30%，已成为中国烟草行业新的增长点。但由于多种因素的影响，当前国内优质雪茄烟原料严重匮乏，尤其中高端雪茄原料绝大部分依赖于进口，给中式雪茄的发展带来极大的困扰[2]。世界著名的雪茄烟产区主要分布在巴西、古巴、多米尼加、印度尼西亚、墨西哥、尼加拉瓜、美国等，其独特的气候环境和土壤条件造就了优质的雪茄烟原料[3]。已有研究表明，气候条件是导致烟叶质量存在差异的重要因素，温度、光照和降雨量等不仅影响烟叶在大田期的生长，还影响烟叶的外观质量、物理特性、化学成分和评吸质量，是决定烟叶质量风格的关键气象因子[4-5]。依据区域气候特征，合理选择种植区域、品种和种植技术[4， 6-7]，是生产优质烟叶原料的重要途径。而比较国内外雪茄烟产区的气候特征，找到国内外优质雪茄烟主产区在气候上的差异性和相似性，为优化生产布局和提升品牌竞争力提供重要科学依据。

目前雪茄烟叶的相关研究仅介绍了国内外雪茄烟主产区的气候概况，如古巴Pinar del Rio 雪茄烟的气候特征[2]，中国四川万源市雪茄烟的气候条件[8]，古巴哈瓦那及中国云南地区雪茄茄衣的气候条件[9]，但未见针对国内与国外雪茄烟主产区的气候比较和相似性研究的相关报道。本研究采用一般统计和聚类分析方法，对国内海南省、云南省、四川省、湖北省的13 个雪茄烟主产区，与国外古巴Pinar del Rio、多米尼加Santiago、印度尼西亚Jember、巴西Bahia 等优质雪茄烟主产区在生产季（大田期和晾制期）的月平均气温、月最高温、最低温、降雨量、相对湿度、温差6个气象因子进行比较，以期获得国内外优质雪茄烟主产区在气候上的差异性和相似性，从而为我国雪茄烟叶的生产布局和技术提升提供参考。

1 材料与方法

1.1 气候资料

本研究以国内海南省东方、儋州、白沙、五指山、昌江、屯昌，云南省元谋、瑞丽、玉溪、耿马、江城，四川省万源，湖北省来凤共13 个雪茄烟主产区，与古巴Pinar del Rio、多米尼加Santiago、印度尼西亚（以下简称“印尼”）Jember、巴西Bahia 4 个雪茄烟主产区为研究区，选择主产区雪茄烟大田期和晾制期25～50 a 的月平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度、温差共6个气象因子进行分析。

古巴 Pinar del Rio 的气象数据来源于NCDCGSOD数据库（fttp：//ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod/），印尼Jember、巴西Bahia 和多米尼加Santiago 的氣象资料来源于Weatherbase（https：//www.weatherbase.com/）。中国云南省、四川省和湖北省雪茄烟主产区的气象数据来源于国家气象科学数据中心（http：//data.cma.cn/），海南省雪茄烟主产区的气象数据通过ERA5 大气再分析资料（https：//www.ecmwf.int/），利用Delta 降尺度方法[10-11]获得。

通过实地调研、查阅文献[2， 8， 12-14]，结合当地种植雪茄烟叶的实际情况，17 个主产区的雪茄烟生产季（大田期和晾制期）划分如下：中国海南省儋州、白沙、五指山、昌江、屯昌和多米尼加Santiago 6 个产区的雪茄烟生产季为1—6 月，其中1—4 月为大田期，4—6 月为晾制期；海南省东方的雪茄烟生产季为3—8 月，其中3—6 月为大田期，6—8 月为晾制期；云南省元谋、玉溪，四川省万源和湖北省来凤的雪茄烟生产季为5—9月，其中5—8 月为大田期，7—9 月为晾制期；云南省瑞丽的雪茄烟生产季为2—6 月，其中2—5 月为大田期，4—6 月为晾制期；云南省耿马、江城的雪茄烟生产季为3—7 月，其中3—6 月为大田期，5—7 月为晾制期；古巴Pinar del Rio、印尼Jember、巴西Bahia 3 个主产区的雪茄烟生产季分别为1—6 月（其中1—4 月为大田期，4—6月为晾制期）、5—12 月（其中5—11 月为大田期，10—12 月为晾制期）、5—10 月（其中5—9 月为大田期，9—11 月为晾制期）。

1.2 方法

1.2.1 数据标准化处理由于不同气象因子的单位、量程不同，其数据不能直接进行对比分析[9]。

为消除气象因子单位对聚类结果的影响，采用标准差法对月平均气温、月平均最高温、月平均最低温、月平均降雨量、月平均相对湿度、平均温差6 个气象因子的数据进行标准化处理。

1.2.2 聚类分析聚类分析是将物理或抽象对象的集合划分为由类似的对象组成的多个类别的分析过程，其目标就是在相似的基础上收集数据来分类[15]。本研究利用欧氏距离平方法对17 个雪茄烟主产区进行系统聚类分析[15-16]，欧氏距离系数越小，相似程度越高；反之，相似程度越低。

1.3 数据处理利用 Excel 2003 软件整理气温、降水量和相对湿度等原始数据，利用SPSS 22 软件进行一般统计分析和聚类分析，利用Origin 软件进行图表处理。

2 结果与分析

2.1 国内外雪茄烟区生产季气候比较

国内外17 个雪茄烟主产区大田期、晾制期和整个生产季的月平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度、温差6 个气象因子的平均情况如表1 所示。国内主产区大田期的平均气温在20.3～27.2 ℃之间，最高温在26.2～31.8 ℃之间，最低温在14.6～24.9 ℃ 之间， 降雨量在36.7～199.3 mm 之间，相对湿度在65%～81%之间，温差在5.1～13.6 ℃之间；国外主产区雪茄烟大田期的平均气温在21.7～25.1 ℃之间，最高温在30.0～30.9 ℃之间，最低温在12.8～20.4 ℃之间，降雨量在18.0～140.3 mm 之间，相对湿度在64%～81%之间，温差在10.2～17.8 ℃之间。可见，国内外主产区雪茄烟大田期的平均气温、最低温和相对湿度相差不大，而降雨量和温差则有较大差异，国内主产区平均降雨量为98.9 mm，国外主产区平均降雨量为53.7 mm， 国内主产区平均温差为9.3 ℃，国外产区温差则为14.0 ℃。

国 内 主 产 区 晾 制 期 的 平 均 气 温 在 20.4～28.8 ℃之间，最高温在25.6～31.9 ℃之间，最低温在17.1～27.1 ℃之间，降雨量在113.7～352.7 mm之间，相对湿度在72%～84%之间，温差为3.6～10.3 ℃；国外主产区雪茄烟晾制期的平均气温在24.4～27.0 ℃之间，最高温在31.2～32.6 ℃之间，最低温在16.6～22.0 ℃ 之间， 降雨量在34.6～313 mm 之间，相对湿度在64%～80%之间，温差在9.9～15.9 ℃之间。可见，国内外主产区雪茄烟晾制期的最高温、最低温、平均气温和相对湿度相差不大，而降雨量和温差则有较大差异，国内主产区平均降雨量为176.8 mm，国外主产区平均降雨量为111.2 mm，国内主产区平均温差为8 ℃，国外主产区温差则为12.9 ℃。

国内主产区整个生产季的平均气温在20.5～27.6 ℃之间，最高温在25.9～31.4 ℃之间，最低温在16.0～25.6 ℃之间，降雨量在74.7～240.8 mm 之间，相对湿度在67%～81%之间，温差在4.5～12.4 ℃之间；国外主产区雪茄烟生产季的平均气温为22.3～25.7 ℃，最高温为30.8～31.0 ℃，最低温在13.7～20.7 ℃之间，降雨量在27.3～175.7 mm之间， 相对湿度为64%～81%， 温差为10.1～17.2 ℃。可见，国内外主产区雪茄烟生产季的平均气温和相对湿度相差不大，而降雨量和温差则有较大差异，国内主产区平均降雨量为127.5 mm，国外主产区平均降雨量为66.1 mm，国内主产区平均温差为8.8 ℃，国外主产区温差则为13.7 ℃。

进一步比较大田期、晾制期和整个生产季各气象要素均值，发现国内与国外主产区雪茄烟大田期、晾制期和整个生产季总体气候条件无显著差异，而国内与国外主产区雪茄烟生产季内最高温、最低温、降雨量和温差4 个气象因子呈显著差异（P<0.05），其中最高温、最低温和温差3 个气象因子呈极显著差异（P<0.01）。

2.2 聚类分析

以雪茄烟主产区雪茄大田期、晾制期和整个生产季月平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度、温差6 个气象因子的标准化数据为基础，采用SPSS 软件的欧氏距离平方法对17 个雪茄烟主產区气象因子进行系统聚类分析。图1 为17 个雪茄烟主产区在大田期、晾制期和整个生产季的系统聚类树状图，以欧氏距离15 为临界值，大田期气候条件17 个雪茄烟主产区可聚为4 类，晾制期可聚为 3 类，整个生产季可聚为2 类。

各主产区具体分类情况见表2。按大田期气候条件分，中国海南屯昌、五指山、儋州、白沙、昌江，云南玉溪、江城为类别1；中国四川万源、湖北来凤、云南元谋、海南东方，印尼Jember、多米尼加Santiago 为类别2；中国云南瑞丽、耿马，古巴Pinar del Rio 为类别3；巴西Bahia 为类别4。按调制期气候条件分，中国海南屯昌、白沙、儋州、昌江、东方、五指山，湖北来凤，四川万源，云南耿马、元谋、瑞丽，与多米尼加Santiago、印尼Jember 为类别1；中国云南玉溪和江城为类别2；古巴Pinar del Rio 和巴西Bahia为类别3。按整个生产季气候条件分，本研究的13 个国内主产区均与多米尼加Santiago、印尼Jember 为类别1，而古巴Pinar del Rio 和巴西Bahia 为类别2。

2.3 各类别雪茄烟主产区气象因子分析

各类雪茄烟主产区在大田期、晾制期和整个生产季6 个气象因子的统计结果见表3。从大田期气候条件分类结果看，平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度和温差6 个气象因子的平均值由高到低的排序分别为：类别2>类别1=类别4>类别3，类别4>类别2>类别3>类别1，类别2>类别1>类别3>类别4，类别2>类别1>类别3>类别4，类别4>类别1>类别2>类别3，类别4>类别3>类别2>类别1。6 个气象因子中，各类别的相对湿度、最高温、平均气温的变异系数较小（CV<7%）；降雨量的变异系数最大，其中最小的为类别2，变异系数为54.9%，最大的为类别1，变异系数达71.4%；各类别温差的变异系数也较大，其中最小的为类别1，其变异系数为15.2%，最大的为类别2，变异系数达23.3%。

从晾制期气候条件分类结果看，平均气温、最高温、最低温、降雨量、相對湿度和温差6 个气象因子的平均值由高到低的排序分别为：类别1>类别3>类别2，类别3>类别1>类别2，类别1>类别2>类别3，类别2>类别1>类别3，类别2>类别1>类别3，类别3>类别2>类别1。6 个气象因子中，降雨量的变异系数最大，其中最小的为类别2，变异系数为3.1%，最大的为类别2，变异系数达58.4%；类别1 的温差和最低温变异也较大，其变异系数分别为23.4%和10.6%；类别3 的相对湿度变异最大，变异系数达16.3%，其余类别的最高温、平均气温、最低温、温差和相对湿度的变异系数均较小（CV<8.1%）。

从整个生产季气候条件分类结果看，平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度和温差6 个气象因子的平均值由高到低的排序分别为：类别1>类别2，类别2>类别1，类别1>类别2，类别1>类别2，类别1>类别2，类别2>类别1。

变异系数最大的是类别1 的降雨量、温差，其值分别为42.4%和22.1%，其次是类别2 的相对湿度（16.2%），其他类别的各气象因子变异系数均较小（CV<12.3%）。从生产季来看，类别1 为温度较高，降雨量和湿度较大、温差较小的雪茄烟主产区，类别2 为降雨量少、温差大的雪茄烟主产区。

图 2 为各类别雪茄烟主产区在大田期、晾制期和整个生产季的平均气温、最高温、最低温、降雨量、相对湿度、温差6 个气象因子的箱线图。

图中，最高正方形为统计最大值，最低三角形为统计最小值，箱形上部框线为75%上四分位值，下部框线为25%下四分位值，箱内黑横线为中位数线，实心小圆形为平均值[17-18]。从图2 可以看出，各类别雪茄烟主产区的气象因子箱体范围与表3 中各类别平均值变幅范围大体一致，也充分表现了各类别雪茄烟主产区在大田期、晾制期及整个生产季气候条件的差异。

3 讨论

雪茄烟叶对自然生态条件要求较高，且在不同生育阶段对气候条件的需求各异[2]，以茄衣为例，在大田生长期，日均温在20 ℃左右，在采收期和调制期，日均温需超过22 ℃，相对湿度则需在70%以上。本研究中，国内、国外雪茄烟主产区大田期的平均气温分别为20.3～27.2 ℃ 、21.7～25.1 ℃，晾制期的平均气温分别为20.4～2 8 . 8 ℃ 、2 4 .4 ～2 7 . 0 ℃ ， 相对湿度分别为72%～84%、64%～80%；基本符合已有文献对雪茄烟生产的气象条件需求。本研究比较了国内外雪茄烟主产区在雪茄大田期、晾制期、整个生产季的气候条件， 根据均值比较结果， 发现无论在大田期、晾制期还是整个生产季，国内与国外主产区总体气候条件无显著差异，但整个生产季内的最高温、最低温、降雨量和温差4 个气象因子呈显著差异，其中最高温、最低温和温差3个气象因子呈极显著差异，因此今后研究不同地区雪茄烟气候条件或生态因素的差异时，需要对最高温、最低温、降雨量和温差4 个气象因子进行重点解析。通过聚类分析，发现以欧氏距离15为临界值时，大田期气候条件下17 个雪茄烟主产区可聚为4 类，晾制期可聚为3 类，整个生产季可聚为2 类，因此研究雪茄烟的气候条件的相似性时有必要对雪茄烟不同生育阶段的气候条件进行比较。

已有研究和生产实践表明，产区气候与烟叶风格特色密切相关[19-20]。因此，可通过气候相似性分析烟叶的风格特色[3， 21]。本研究中，国内13个雪茄烟主产区的生产季气候与印尼Jember、多米尼加Santiago 的生产季气候聚为一类，可以推断国内雪茄烟叶主产区与印尼Jember、多米尼加Santiago 雪茄烟叶产区有相似的生态基础。

目前大多数烟叶气候相似性研究一般在同一个省采用一个生产季或是采用自然月份进行分析[9]。而因各地气候条件的差异，不同雪茄烟区的移栽期差异较大，就同一省（区）不同市（县）雪茄生产季也存在差异，如海南儋州雪茄烟苗在1 月中旬移栽[13]，而海南东方的雪茄烟苗则在3月移栽。本研究对雪茄烟生产季（大田期和晾制期）不同月份的气象因子进行比较和相似性分析，并对国内外不同雪茄烟产区的气候相似性进行聚类分析，较以往研究具有更实用和科学的指导意义。

大多数比较国内外作物气候相似性与差异性的研究，其气候资料来源不一，如李震等[6]在比较黔西南州和国内外不同烟区烤烟大田期气候特征时，黔西南州气象数据是由气象局提供，而其他烟区气象数据均来自文献。本研究中，各雪茄烟产区的气候资料是采用各雪茄烟产区内对应气象站点长时间序列（25～50 a）的月均值，数据精度有一定的保障。此外，本研究以月为时间尺度研究各雪茄烟产区大田期和晾制期气象因子的差异性和相似性，而实际种植雪茄烟时，月尺度时间分辨率较低，如谭绍安等[12]研究表明湖北来凤雪茄烟BES NO H382 移栽期在4 月30 至5 月10日较适宜，移栽期可能跨2 个月。今后的研究需进一步细化至旬，或进一步细化雪茄烟的生长期，以便更加深入地比较国内外各烟区影响烟叶生长发育的气象要素。

4 结论

（1）采用一般统计分析和均值比较分析方法，解析了国内外17 个雪茄烟主产区大田期、晾制期和整个生产季气候条件的差异性，发现无论在大田期、晾制期还是整个生产季，国内与国外主产区总体气候条件无显著性差异，但整个生产季内的最高温、最低温、降雨量和温差4 个气象因子呈显著差异，其中最高温、最低温和温差3个气象因子呈极显著差异。

（2）采用模糊聚类方法解析了国内外17 个雪茄烟主产区大田期、晾制期和整个生产季气候条件的相似性，为优质雪茄烟区划和特色烟叶生产技术的制定提供科学依据。以欧氏距离15 为临界值，大田期气候条件下17 个雪茄烟主产区可聚为4 类，晾制期可聚为3 类，整个生产季可聚为2 类。

（3）研究结果可为中国雪茄烟种植区气候评价和品种優化提供数据基础。基于本研究结果，结合中国生态数据可准确评价中国种植雪茄烟的气候适宜区，并可推断适宜的大田生长和晾制期，量化分析中国雪茄烟区的气候差异，以提升相应的管理水平促进烟叶产量和质量；根据本研究聚类分析结果，可参照同类型国外优质雪茄烟叶产区的品种、管理措施，优化中国对应类型烟区的品种和管理措施，优化产业布局，以提升国内雪茄烟叶的综合质量和市场竞争力。

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