贵州辣椒主产区气候适宜性分析

气候资源是农业生产不可缺少的主要物质资 源之一，光、热、水等气候要素的不同组合对农 业会产生不同影响，其在时间、空间上的变化不 仅使农业生产具有相应的季节性和地域性，还直 接影响着农作物生长发育和产量形成。气候适宜 度，是一个具有模糊概念的量化指标，是通过模 糊数学中隶属函数的方法用气温、降水、日照等 气候因素的数量变化反映对作物生长发育的适宜 性，可以用来综合评价各气候要素对农作物的 影响 。 ［1-5］
摘 要 为建立辣椒气候适宜性评价模型，定量评价气象条件对辣椒生产的适宜程度，以期为合理开发利用农 业气候资源和科学防灾减灾提供依据。选取贵州省 20 个辣椒主要产区的气象台站 1961—2018 年逐日平均气温、 降雨量和日照时数等气象要素，构建辣椒不同生育期的温度、降水、日照单要素和气候适宜度模型，并利用相 关系数和变异系数等方法分析其变化特征。研究结果表明：辣椒移栽期的单要素和气候适宜度分别为 0.93、 0.90、0.86 和 0.88，大田生长期至始花期的单要素和气候适宜度分别为 0.76、0.89、0.86 和 0.82，开花挂果 期的单要素和气候适宜度分别为 0.91、0.88、0.84 和 0.86，成熟采收期的单要素和气候适宜度分别为 0.88、 0.93、0.83 和 0.87，温度、降水和日照均能满足辣椒在不同生育期适宜生长的需要；大田生长期至始花期降 水适宜度变异系数为 16%，为中等变异，开花挂果期的温度适宜度变异系数最小。 关键词 辣椒；气候适宜度；变异系数；贵州 中图分类号 S532 文献标识码 A DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2021.06.019
从研究对象来看，涉及的作物不仅有小麦 、 ［15］ 玉 米 ［16-17］ 和水稻 ［18-19］ 等大田作物，还有柑桔 、葡 ［20］ 萄 ［21］ 等林果，茶叶 、 ［22］ 烤烟 、 ［23］ 油菜花 ［24］ 等特 色作物。
目前关于辣椒气候适宜度的研究少有报道。 辣椒作为贵州省种植面积最大的蔬菜作物，其种 植面积和加工规模均居中国第一位。近年来，在 贵州省省委、省政府和各级农业部门的强力推动 下，深化农村供给侧结构性改革，全省推进辣椒 产业裂变发展，种植规模迅速扩大、产业链条不 断完善，“小辣椒”渐成“大气候”，产销规模全 国第一，已成为助农增收的大产业、脱贫攻坚和 乡村振兴的新引擎，贵州省的辣椒种植和生产对 农业气象服务的需求也日益增强。但受自身地形 复杂和大气环流等因素的影响，气候多样性、不 稳定性明显，灾害性天气较多，通过构建辣椒生 育期的气候适宜度模型，实现气候条件对辣椒生 长发育的实时、定量评价，及其对辣椒生产的适 宜程度，为动态评估辣椒气候风险提供依据。
B=
(T2 (T0
) - T0 ) - T1
………………………………… （2）
式中，S(t)为温度适宜度；B 为中间参数，T 为平
均气温 ，T1、T2 和 T0 分别为辣椒育苗所需的下限温 度、上限温度和最适温度，当 T ≤T1 或 T ≥T2 时，S (t)=0，当 T=T0时，S(t)=1。 1. 2. 1. 2 降水适宜度
Climatic Suitability of the Main Pepper Producing Areas in Guizhou Province
ZHANG Bo1,2) YANG Shiqiong1) LIU Yupeng1) YU Fei1) MO Jof Mountainous Environment and Climate, Guiyang, Guizhou 550002, China; 2 Guizhou Key Laboratory of Mountainous Climate and Resources, Guiyang, Guizhou 550002, China)
收稿日期：2021-01-05；修回日期：2021-02-18；编辑部 E-mail：rdnk@。 基金项目：贵州气象重要业务科研项目“辣椒农业气象服务关键技术研究及应用”（No. 黔气标合 ZY ［2020］ 03 号）；贵州
省气象局科研业务项目 （No. 黔气科登 ［2020］ 03-13 号）。 第一作者：张波 （1985～），男，硕士，工程师，研究方向为应用气象，邮箱 nj0622@。 通讯作者：莫建国 （1963～），男，学士，正高级工程师，研究方向为农业气象，邮箱 179814209@。
1 材料与方法 1. 1 材料
气象资料为贵州省 20 辣椒主要生产区气象台 站 1961—2018 年 逐 日 气 象 要 素 ， 包 括 平 均 气 温 （℃）、降水量 （mm） 和日照时数 （h） 等；研究区 域主要包括播州区、绥阳、湄潭、凤冈县、余庆、 正安、道真、务川、习水、桐梓、印江、松桃、 思南、石阡、德江、金沙、黔西、大方、七星关 区和纳雍等辣椒主要生产区。 1. 2 方法 1. 2. 1 适宜度模型构建 1. 2. 1. 1 温度适宜度
国内外众多学者围绕农业气候适宜度的相关 问题开展了一系列研究。Holzkämper 等［6］ 采用遗 传算法 Genetic Algorithm） 建立了玉米的气候适 宜度模型，评估 1981—2011 年瑞士玉米的气候适 宜度，表明其主要受早期和后期的亚适温和辐射 的限制，玉米对温度变化的敏感性大于对降水量 的；马树庆［7］ 引进了作物生长气候适宜度评价模 型，并在东北开展了气候适宜性评价应用，该模 型随后分别在小麦、玉米、棉花等作物的气候可 行性评价中得到应用；李昊宇等［8］ 建立华北地区 冬小麦适宜度模型，并以冬小麦气候适宜度为预 报因子，建立了冬小麦发育期预报模型；赵峰 等［9］ 运用模糊数学方法，通过建立旬温度、旬光 照和旬降水适宜度函数，构建了河南省冬小麦综 合 气 候 适 宜 度 模 型 ； 姚 小 英 等 ［10］ 和 姚 树 然 等 ［11］ 根据作物不同发育期对光照、温度和降水的需求， 分别分析了近 40 年甘肃省玉米和河北省棉花各个 发育期光、温、水气候适宜度及其时空分布规律； 黄 淑 娥 等 ［12］ 通 过 对 江 西 省 双 季 水 稻 生 长 季 温 、 光、水的需求及当地气候条件进行分析，建立了 双季水稻各生育期光、温、水及气候适宜度评价 模型；朱新玉等 ［13］ 通过构建冬小麦光照、温度、 降水及综合气候适宜度计算模型，探讨气候变化 对冬小麦气候适宜性的影响；张建军等 ［14］ 采用模 糊数学方法分别建立了安徽省分区域一季稻温度、 降水和日照适宜度模型，并在此基础上建立了综 合反映多因子对一季稻影响的气候适宜度模型。
2021 年 6 月 Jun. 2021
热带农业科学 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第 41 卷第 6 期 Vol.41, No.6
贵州辣椒主产区气候适宜性分析
张波 1,2) 杨世琼 1) 刘宇鹏 1) 于飞 1) 莫建国 1)
(1 贵州省山地环境气候研究所 贵州贵阳 550002; 2 贵州省山地气候与资源重点实验室 贵州贵阳 550002)
某一时期内平均气温对作物的正常生长和发 育及获得高产的满足程度，由该时期作物生长发 育的下限温度、上限温度和最适温度共同决定 ， ［25］ 本 研 究 拟 订 的 温 度 适 宜 度 模 型 如 公 式 （1）（2） 所示。
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2021 年 6 月
热带农业科学
第 41 卷第 6 期
B
( ) ( ) S (t ) = T - T1 T2 - T B …………………… （1） ( ) ( ) T0 - T1 T2 - T0
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张 波 等 贵州辣椒主产区气候适宜性分析
coefficient of variation of temperature suitability at the stage from flowering to fruiting is the lowest. Keywords pepper ; climatic suitability ; coefficient of variation ; Guizhou
Abstract An attempt was made to establish a climatic suitability evaluation model for pepper to quantitatively evaluate the suitability of meteorological conditions in pepper production in a view to providing reference for rational development and utilization of agricultural climate resources and scientific mitigation and prevention of disasters. The daily average temperature, precipitation and sunshine hours were selected from 20 meteorological stations in the major pepper producing areas of Guizhou Province from 1961 to 2018 to establish suitability models for single factors such as temperature, precipitation and sunshine in different growth stages of pepper, and for climate. The variation characteristics of the models were analyzed by using correlation coefficients and variation coefficients. The results showed that the suitability of single factors (temperature, precipitation and sunshine) and the climatic suitability for peppers are 0.93, 0.90, 0.86 and 0.88, respectively at the transplanting stage, 0.76, 0.89, 0.86 and 0.82, respectively at the stage from the field growth to initial flowering, 0.91, 0.88, 0.84 and 0.86, respectively at the stage from flowering to fruiting stage, and 0.88, 0.93, 0.83 and 0.87, respectively at the stage of the fruit maturity for harvest. The temperature, precipitation and sunshine in the major pepper producing areas of Guizhou can hence meet the needs of the growth of the peppers at different growth stages. The coefficient of variation of precipitation suitability from the field growth stage to initial flowering stage is 16%, which varies moderately, and the