景迈山气候条件对茶叶生产的影响分析

朱世龙，龚红梅，高 敏

（1.澜沧县气象局，云南 澜沧 665699；2.孟连县气象局，云南 孟连 665800；3.普洱市咖啡气象服务中心，云南 普洱 665000）

景迈山地处云南省普洱市澜沧县惠民镇东南部，分属景迈、芒景两个行政村［1］，这里生产的普洱茶以独特的兰花蜜香闻名于世界。据芒景缅寺木塔石碑傣文记载，景迈山的古茶树约种植于傣历57年，至今已有上千年的历史，自元代起，景迈山茶叶即销往缅甸、泰国等东南亚各国。景迈山古茶林既是自然遗产也是文化遗产，景迈山具有目前世界上所发现的数量最多、面积最大、茶树个体年龄相对较长及保存比较完整的栽培型古茶林，即是人与自然良性互动和可持续发展的典范［2］。

气候对茶叶的影响至关重要，具体体现在种植管理、产量、品质、产业布局等方面。如徐桂妹研究了气象因子对武夷岩茶品质的影响［3］，龙振熙研究了气温对茶叶品质和采摘时期的影响［4］，都表明茶叶品质与茶树生长环境、气温、降水、日照等密不可分，其中气温是决定茶叶产量和品质的关键因子。景迈山历代茶农在低纬高原季风区［5］探索出种茶经验一些林下茶种植技术，但相关研究缺少气象数据的支撑。本文基于ArcGis 系统和气象监测数据，建立景迈山气温、降水、日照时数的空间分布模型，分析研究景迈山的气候特征及对茶叶生长的影响，从气象角度，揭示了景迈山古茶林种植模式的科学性，研究结果有利于各个茶区借鉴景迈山的种茶经验，依据本地气候特点制定茶树管理措施，改善茶树生长的小气候环境，提升茶叶的产量和品质，助力乡村振兴。

1 材料和方法

1.1 数据来源

（1）本项目使用中国气象局下发的基础地理数据，提取并重新整理景迈山周边边界，所属乡、村驻地，河流水系，数字高程（DEM），坡向和坡度等数据。矢量数据格式为Shp，栅格数据格式为ESRI GRID；地 理 投 影 系 统 采 用 WGS_1984_UTM_ZONE 47N，其中坡度和坡向数据的提取基于澜沧县DEM 数据，利用ArcGis 的空间分析工具生成。

（2）景迈山茶叶生产数据来源于澜沧县统计局、澜沧县茶叶特色产业局、普洱市茶叶咖啡产业发展中心。

（3）景迈山周边气象监测数据来源于云南省气象局。

1.2 数据处理方法

由于景迈山茶叶气象站没有长序列的监测数据，首先需要进行气象数据的插值处理。复杂地形下影响气温、降水、日照时数的因素较多，包括经度、纬度、海拔、坡度、坡向，周边山脉走向、森林、大水体、土壤类型、大气环流、气溶胶含量等等，局地条件下，地理位置对气温、降水、日照时数等气象因子的影响明显［6-7］。按照世界气象组织的规定，选取了景迈山周边的澜沧、勐海、孟连、西盟、景洪、勐腊、思茅、墨江、江城、景谷、双江、耿马、沧源、临翔、景东、镇沅等大监站1991—2020年的平均气温、日照时数、降水量、最高气温、最低气温、相对湿度等数据，利用ArcGis 工具建立气温、降水、日照时数的空间分布模型，并用景迈山茶叶气象站2021—2022年的数据对这些模型进行检验和订正。

（1）气温：按照气候分析方法［6］，在一个较大区域内，平均气温的气候学方程可以看成是地理因子（纬度、经度、海拔）的函数，即T=T（φ,λ,h）。以景迈山周边各个气象站点资料为基础，采用多元回归方法，给定置信度为0.95，建立景迈山平均气温空间分布模型（表1）。

表1 景迈山平均气温空间分布模型

（2）降水量：由于地势差异，降水量分布与地形关系较为密切，且并不遵从一致的经纬度和海拔变化规律。根据气象日常业务和气候分析对降水量时空分布及精度的要求，本项目对反比距离加权法进行改进，即对于任一欲插值的格点J，搜索与其距离最近、影响最大的N个（本项目取15）测站作为信息来源，以海拔、经纬度、方位因子等作为环境参数，建立海拔与降水量之间的回归方程，同时引入距离、方位权重，依托地理信息技术，实现并完成降水的空间插值处理，建立景迈山降水量的空间分布模型。

（3）日照时数：受季节、云量、海拔、坡度和坡向等地形因子以及周围地形相互遮蔽的影响，导致日照时数的时空变异显著。本项目采用半球视域算法，基于景迈山每个格点的经度、纬度、海拔、坡向、坡度等数据，依次计算出其1—12月的地理可照时数；再利用附近大监站日照时数，建立实际可照时数与地理可照时数的估算方法；最终推算出各个格点的日照时数，建立景迈山日照时数的空间分布模型。

景迈山茶叶站2021—2022年实际监测数据与推算值进行比较，年平均气温误差0.44℃、年日照时数误差为57 h、年降水量误差83 mm，表明建立的气温、日照、降水模型达到气候分析的要求，具有一定的可信度。

2 结果与分析

2.1 气温

一般而言，气温随着海拔高度的升高而降低，山地对温度的再分配使得山谷炎热、山顶凉爽［7］。景迈山气温的空间分布模型显示：景迈山山顶及其周边的年平均气温为16～17℃（图1），为本区域气温相对较低的地区；糯岗、景迈大寨、芒景上寨、芒景下寨、勐本、芒埂、瓮洼东部等中高海拔地区年平均气温为17～19℃，老酒房东部和南部、芒洪西部、翁洼西部、芒景下寨西部等中低海拔地区年平均气温为19～20℃；景迈山脚下的河谷和箐沟两岸年年平均气温在20～22℃，为本区域气温较高的地方。

图1 景迈山年平均气温（左）、降水量（右）分布图（局部）

温度是支配茶树能否生长、生长期长短的主要因子，茶树在年平均气温14～27℃的地区都能生长［8］，但是不同品种茶树萌动、生长所需的温度不尽相同。如小叶种茶树可耐-10℃以下的低温，而大叶种茶不耐低温，当气温降到-3.5℃，茶树开始出现冻害。当日平均气温超过13℃，大叶种茶开始生长，当温度在15～25℃时，最适宜其生长［9］。云南南部茶区包括景迈山、惠民、澜沧县城在内的大部分地区年平均气温大于16℃，极端最低气温在0℃以上，温度条件适宜大叶种茶树生长。

（1）春、夏、秋三季温度适宜，有利于茶叶中干物质生成和积累。

景迈茶叶站（海拔1 627 m）、惠民乡镇站（海拔1 060 m）、澜沧大监站（海拔1 054 m）等地区12月至次年1月平均气温相对较低，为13～14℃（图2），是一年之中最冷的时段，这一时期茶树处于休眠期，不萌发长叶，茶树低温灾害风险低。

图2 景迈山、惠民、澜沧站2021-2022年气温的月际变化

自2月开始，景迈山、惠民、澜沧站气温稳定在15℃以上，越冬芽开始萌发伸展。春季，景迈山气温在19.5℃附近，比惠民、澜沧站低，茶树生长在一较低温度范畴内，越冬茶萌发和生长速度也随之较慢，从鱼叶期至一芽两叶所需时间比惠民和澜沧等中低海拔茶区多7～10 d，避免了高温催长的现象，有利于春茶高品质的形成。夏季，景迈山平均气温比惠民、澜沧站低2～4℃，没有明显的高温天气，抑制了茶多酚的形成，有利于降低茶叶中的苦涩味。因此，景迈山站3—9月连续7 个月的平均气温在19.4～20.8℃小幅波动，正好处于大叶种茶树最适宜的生长温度范围内，有利于茶叶中干物质生成和积累，造就了本区域茶叶的高品质，使得景迈山地区的茶叶品质总体要比惠民、澜沧等周边地区的好。

（2）白天温度较低，有利于茶叶高品质的形成。

包括景迈山、惠民、澜沧在内的滇南茶区，四季气温变化不明显，但气温的日变化较大，2—4月平均温差超过12℃，远大于气温年较差。从2022年3月景迈山、惠民、澜沧站逐小时气温变化来看（图3），3 个站的最低气温多出现在上午8 时左右，最高气温多出现在15—16 时，平均日温差为12.2～15.8℃。

图3 景迈山、惠民、澜沧站2022年3月逐小时气温变化

白天，在阳光照射下，茶树光合作用较强。上午8 时到下午18 时的大部分时段内，景迈山气温在15～25℃变化，非常有利于茶叶生长和芳香物质的积累；而惠民、澜沧站从正午13 时到18 时的平均气温大于25℃，超过茶树生长所需的最适宜温度范围，致茶树的营养生长受阻。因此，虽然景迈山、惠民、澜沧夜间温度均较低，有利于减少茶树呼吸消耗，但是景迈山白天气温比惠民、澜沧偏低，提高了茶树光合作用的有效性，更利于茶叶高品质的形成。

2.2 水分

包括景迈山在内的云南西南部，地处西南暖湿气流进入中国的大通道上，山地对水汽的抬升易成云致雨，降水量多寡与地形密切相关。景迈山降水量的空间分布模型显示：景迈山及其周边地区年降水量丰富，其中景迈大寨及其西部、芒景上寨和下寨东部、瓮洼东部等中高海拔地区年降水量多为1 600 ～1 800 mm，局部地区超过2 000 mm（图1），为景迈山降水最为丰富的地区；糯岗、老酒房、勐本、芒埂、芒洪、翁洼中部和西部年降水量多为1 400～1 600 mm；山脚下河谷和箐沟两岸年降水量为1 200 ～1 400 mm，为景迈山地区年降水量较少的地区。

（1）夏秋两季降水多，自然降水满足茶树生长所需。

虽然景迈山年降水量丰富，但同澜沧、惠民站一样有明显的雨季和干季之分，雨季累积降水量占年降水总量的85%以上。以2021—2022年为例，景迈山站平均年降水量为1 699.8 mm，比惠民和澜沧站偏多；3 个站均是自5月开始，连续7 个月的月降水量超过100 mm，其中6—8月降水量超过300 mm（图4）。

图4 景迈山、惠民、澜沧站2021—2022年降水量的月际变化

景迈山夏秋两季不仅降水多，而且还多小雨日数，平均降雨日132 d，其中暴雨日只有2 d、大雨日14 d，小雨天气116 d，单日极端最大降水量为67.3 mm（出现在2021年6月14日），降水强度相对较小，降水有效性高，自然降水可满足茶树生长所需。

（2）冬季雾和露增加空气湿度，有利于越冬芽生长。

随着雨季结束，自然降雨减少，景迈山12月至次年1月的月降水总量不足50 mm。但是由于周围均为森林，加之雨季刚结束，树木和土壤含水量大，蒸腾作用导致景迈山及其周边地区空中水汽充沛，尤其到了夜间和凌晨，随着温度降低，相对湿度高达90%以上，几乎每天均凝结有露和浓雾，浓雾直至上午9 时左右才消散。露和雾使得景迈山冬季的平均相对湿度在78%以上，仅比夏季丰雨期略偏少，造成景迈山一年之中相对湿度的变化较小（图5）。

图5 景迈山、澜沧站2022年相对湿度的月际变化

与澜沧站相比，除3月外，其他月份景迈山站湿度更大，山上温度较低，更有利于露和雾的形成与维持，这一方面为茶树根系生长提供了必需的水分，另一方面也抑制了温度的升高［6］，减缓越冬芽的萌动和生长，增加了茶树林中漫射光和散射光，有利于越冬芽营养物质的形成和积累，对后期春茶品质的形成更有利。

（3）春季降水少、湿度低，有利于形成茶叶的高品质。

2—4月是春茶生长季，也是全年降水相对较少的时期，景迈山大部分地区的累积降水量不足100 mm。以2021—2022年为例，景迈山2—4月的累积降水量仅为85 mm，占年降水总量的5%左右；同时由于气温回升，相对湿度明显下降，3月的平均湿度仅为62.5%，为全年湿度最小的时段。因为降水少、湿度较低，茶叶中水分含量不高，极有利于春茶香气和滋味的形成。

2.3 日照时数

受降雨、云量、纬度、坡向、坡度以及周围地形相互遮蔽等影响，日照时数的时空变异显著，景迈山日照时数的空间分布模型显示：景迈山年日照时数为963.23～2 579.86 h，其中景迈山主峰及周边的年日照时数超过2 100 h，为本区域日照最为丰富的地区；景迈大寨中部和西部、糯岗大部、勐本及其西部年日照时数为1 800～2 100 h；芒景上下寨、芒洪、芒埂、翁洼东部附近山脊上年日照时数为1 700～1 900 h，老酒房、芒洪、翁洼中部和西部等地年日照时数为1 500～1 800 h；山脚下河谷和箐沟及其支流两岸、糯岗东部、老酒房南部、芒景东部等地年日照时数少于1 200 h，为本地区光照时间较少的区域（图6）。

图6 景迈山日照时数的分布图（局部）

（1）年光照丰富，有利于茶树对紫光、蓝光的吸收。

茶树和所有植物一样依赖于太阳光进行光合作用来维持一切生命活动和进行干香物质的积累。相关研究表明，成年茶树的光饱和点约为5 000 lx，紫光对茶叶氮代谢和蛋白质的形成，特别是滋味成分如氨基酸、维生素、香气物质等的形成具有关键性的作用［9］。张顺高［10］等研究表明：茶树对太阳总辐射的吸收几乎随海拔高度的升高而增强，对紫光、蓝光的吸收在海拔1 400～1 500 m 附近出现一个峰值。景迈、芒景、糯岗、勐本、芒埂、老酒房、芒洪、翁洼等茶区正好位于这一峰值附近，比惠民、澜沧站附近茶区更有利于茶树吸收太阳光中紫光和蓝光，形成更丰富的滋味成分，茶叶品质更佳。

（2）冬、春季光照偏多，应注意设置遮荫树。

景迈山地处低纬度地区，太阳直射光较强，日照时数较丰富，1—5月每个月的日照时数均超过200 h（图7），其中3—4月平均每天光照时间超过8 h，远远大于茶树生长所需。因此，应在茶园内设置遮荫树，人工营造透光率60%～70%的环境［7］，特别是在阳坡面应种植大叶类遮荫树，在减少光照时间的同时增加茶树林中漫射光和散射光，抑制叶面温度的增加。

图7 景迈山日照时数的时间分布图

（3）夏季光照偏少，注意防范病害。

每年的6—8月，景迈山及周边地区降水最为集中，云雨导致光照时间随之减少，特别是7月，平均每天的光照时间为3 h。加上这一时期降雨多，空气湿度长时间保持在85%以上，高湿、少光为煤烟病、炭疽病等茶叶病害的发生提供了条件，特别是古茶树历经千年，树体逐年老化，对病虫害的防御能力降低，更易发生病害，此时期应加强茶园管养和日常巡查。

3 结论及建议

（1）景迈山茶区年平均气温17～21℃，常年最冷时段最低气温在4℃以上，茶树低温霜冻的风险较低；春季气温变化较为平缓，避免了“高温催长”的现象，有利于春茶高品质的形成；夏季没有明显的高温天气，抑制了茶叶中茶多酚的形成，降低茶叶中苦涩味，茶叶品质总体比中低海拔茶区的好。

（2）景迈山茶区冬春季降水少，但是早晚多雾和露，一方面基本满足越冬芽生长和持嫩性所需，另一方面增加了漫射光和散射光，有利于茶叶芳香物质的形成和积累。夏季随着降水增加，空气湿度也随之增加至85%以上，为病菌的发生蔓延提供了条件，应注意加强对茶树日常管护和巡查。此外，2—4月降水偏少，极有利于茶叶中干香物质的积累，宜侧重提高茶叶初加工水平，生产优质茶叶。

（3）景迈山海拔在1 400～1 650 m，处于茶树吸收太阳光中蓝光和紫光的最佳海拔高度。景迈山茶区2—4月光照充足，白天气温高，应适当增加大叶类的荫敝树，减少太阳光直射，改善茶树小区域气候条件，以提高干香物质的积累。