汪大林 訾中福 王俊等

摘要根據宣城地區(qū)1981～2010年茶葉產量與氣象、土壤和地形因子的相關分析，結合宣城全市區(qū)域站2012～2013年的逐日氣溫和降水資料，篩選出茶葉區(qū)劃指標為6個氣象因子（≥10 ℃有效積溫、3～4月份降水量、3～4月份平均氣溫、夏季低云量、冬季總云量和干燥度）、3個地形因子（海拔高度及坡度、坡向）和2個土壤因子（土壤質地和土壤pH），采用加權指數求和法，建立宣城地區(qū)茶葉綜合區(qū)劃評估模型，借助GIS技術，將宣城地區(qū)茶產區(qū)劃分為最適宜區(qū)、適宜區(qū)、一般適宜區(qū)和不適宜區(qū)。結果表明，宣城地區(qū)茶樹最適宜區(qū)面積61.7 km2，約占宣城地域面積的0.5%，主要集中海拔高度在193～401 m的山區(qū)；茶樹適宜區(qū)面積6 694.7 km2，約占宣城地域面積的54.2%；茶樹一般適宜區(qū)面積5 593.4 km2，約占宣城地域面積的45.3%。

關鍵詞氣象因子；茶葉；區(qū)劃；宣城

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07931-03

基金項目宣城市氣象局2013年度科研基金資助項目（KY201305）。

作者簡介汪大林（1986- ），男，安徽績溪人，助理工程師，碩士，從事農業(yè)氣象防災減災研究。

收稿日期20140707宣城地區(qū)處于皖南山區(qū)，土壤和氣候條件優(yōu)越，適宜于優(yōu)質綠茶的種植。茶葉已成為帶動全市農業(yè)經濟發(fā)展的支柱產業(yè)。至2011年底，全市共有茶山2.1萬hm2，占宣城地區(qū)總面積的1.7%，干茶年產量2.65萬t，居安徽省第一位，全市茶產業(yè)總產值達9.7億元。2008年遭受罕見的冰雪天氣，導致全區(qū)大面積茶園受凍，茶區(qū)開園期比常年推遲7～15 d，春茶價格較往年下跌15%～20%。品質下降，產值降低，對茶農的經濟收入造成不利影響[1-3]。因此，茶樹的防災減災研究和農業(yè)災害防御受到了當地農業(yè)主管部門的高度重視。

近年來，GIS技術在農作物種植氣候規(guī)劃以及氣象災害風險評估等方面得到了較為廣泛的應用[4-8]，其優(yōu)點是使區(qū)劃和評估的結果精度大幅度的提高；同時隨著“十二五”現代氣象業(yè)務體系建設規(guī)劃以及實現氣象現代化建設的深入，區(qū)域自動氣象站在氣象災害的監(jiān)測、預報預測以及預警信息發(fā)布等方面發(fā)揮著越來越重要的作用[9-13]。筆者在此通過對宣城地區(qū)茶產區(qū)氣候資源進行分析評價，以全市自動站和區(qū)域站的氣象資料作為重要的評價因子，結合自然地理和生態(tài)環(huán)境等因子，利用GIS技術對宣城茶葉種植氣候區(qū)劃進行研究，對于因地制宜地開發(fā)利用氣候資源、生態(tài)資源優(yōu)勢以及合理規(guī)劃茶區(qū)布局、提高宣城地區(qū)茶葉產量和品質有著重要的現實意義。

1資料與方法

1.1資料來源氣象資料為宣城地區(qū)7個縣市站的逐日氣象要素數據（1981～2010年）、宣城地區(qū)區(qū)域站數據（2012～2013年的逐日氣溫、降水資料）；地理信息數據采用國家基礎地理信息中心提供的1∶5萬宣城地區(qū)基礎地理數據；土壤數據選用HWSD（全球土壤數據庫），分辨率為1 km，表層0～30 cm的數據；地形數據源于SRTM（國際科學數據服務平臺）；茶葉產量數據來源于1981～2010年宣城市統(tǒng)計局。

1.2宣城區(qū)域站分布宣城地區(qū)下屬一區(qū)一市五縣，全市總面積12 340 km2，區(qū)域站總數為254個，平均48.6 km2/個，在之前宣城地區(qū)僅有7個站點，平均站點密度為1 762.8 km2/個。區(qū)域站的存在改變了以往在進行數據處理

宣城地區(qū)區(qū)域站分布時采用以單個站點的數據代表整個縣域的不利狀況，極大地提高區(qū)劃和評估的精確度。

1.2研究方法

1.2.1茶樹種植的氣候區(qū)劃指標篩選。選取宣城地區(qū)1981～2010年的茶葉產量、茶場面積資料與同期氣象要素進行相關分析，經F檢驗，除年平均氣溫通過置信度α=0.10的檢驗（相關系數為0.337 6）外，≥10 ℃有效積溫、3～4月份降水量、3～4月份平均氣溫、夏季低云量、冬季總云量、干燥度均通過了α=0.01的檢驗，其相關系數分別為0.643 9、0.547 8、0.677 1、-0.599 7、0.663 4、-0.654 6，表明這些氣象因子和茶葉產量之間存在密切關系。

1.2.2地形因子和土壤因子的篩選。影響茶葉生長的地形因子有海拔高度及坡度、坡向；土壤是茶樹生長的載體，土壤條件的好壞直接影響茶葉的產量和品質，土壤因子包括土壤質地和土壤的pH。

1.2.3茶樹適宜性區(qū)劃的評價指標。茶樹是一種喜溫、喜濕、喜漫射光、喜酸性土壤的多年生亞熱帶植物，茶葉生長氣候條件一般要求年平均氣溫在13 ℃以上，年≥10 ℃的積溫在4 000 ℃·d以上，年降水量1 300 mm以上，冬季氣溫低于-13 ℃會出現嚴重凍害，夏季若出現35 ℃以上的高溫生長就會受到抑制。綜合前人對茶樹研究成果[14-18]，確定各個因子指標等級化標準，劃分最適宜、適宜、一般適宜和不適宜4個等級。

1.2.4建立綜合區(qū)劃評估模型。采用加權指數求和法建立茶樹栽培的綜合區(qū)劃評估模型[19]，其公式是Yi=mj=1PjXij（i=1，2，3，…，n為評價條件；j=1，2，3，…，m為評價因子），式中，Yi為評價因子的得分；Pj為第j個評價因子的權重；Xij為評價因子i在評價條件上的評價值；n為條件數，m為評價因子的指標數，m=11。 考慮到氣候、土壤和地形因子對茶樹栽培的影響是相互制約又相互補充，在此選用層次分析法（AHP）[20]來給定各評價因子的權重。

2結果與分析

利用GIS技術的空間分析模塊，對氣象因子、地形因子和土壤因子條件進行疊加計算，得到宣城地區(qū)茶樹適宜性區(qū)劃圖。

宣城地區(qū)茶樹適宜性區(qū)劃2.1宣城地區(qū)茶樹最適宜區(qū)面積61.7 km2，約占宣城地域面積的0.5%。主要集中在郎溪伍牙山，廣德的茅田，寧國的陽山、潘子坑，旌德的俞村、版書和朱旺，績溪的上莊、板橋頭、長安、伏嶺和障山，位于海拔高度在193～401 m的山區(qū)。這些山區(qū)具有相對低溫、高濕和多云霧、晝夜溫差大的氣候特征，促使了茶葉優(yōu)異品質的形成，而相對低溫有利于高濃度的可溶性氮化物的積累，有利于氨基酸和香氣物質的生成。多云霧和高濕的天氣除了能抑制纖維素的合成，保持葉芽柔嫩，同時有利于散射輻射和蘭紫光增多，增強了漫射效應，有利于芳香物質的形成。較大的晝夜溫差有助于光合產物的積累，使得蛋白質、氨基酸和維生素含量增加。這些山區(qū)的土壤主要以山地黃棕壤和山地棕壤為主，土壤土層厚度和肥力水平較高，同時又遠離城鎮(zhèn)和公路，空氣清新，大氣、水質均未受污染，有利于茶葉品質的提高。這些山區(qū)最適宜建立規(guī)模經營的優(yōu)質茶葉基地，可以充分體現茶樹品質優(yōu)勢的特有條件和環(huán)境污染少等優(yōu)勢，做好名優(yōu)綠茶產業(yè)的發(fā)展。

2.2宣城地區(qū)茶樹適宜區(qū)面積6 694.7 km2，約占宣城地域面積的54.2%。主要分布在宣州區(qū)的南部山區(qū)，郎溪的北部和南部山區(qū)，廣德的北部和東南山區(qū)，旌德和績溪的平均海拔低于800 m的山區(qū)，寧國的東南和西部丘陵和低山區(qū)，涇縣的琴溪鎮(zhèn)-太園鄉(xiāng)-丁家橋鎮(zhèn)-中村鄉(xiāng)以南山區(qū)。宣郎廣的這些山區(qū)的土壤主要是紅壤土，表層土薄，肥力一般，在保水保肥性能上較差。但積溫、生長期內的降水和其他氣象條件方面能完全滿足茶樹生長的需要，這些適宜區(qū)是宣城地區(qū)茶葉的主要生產區(qū)。

2.3宣城地區(qū)茶樹一般適宜區(qū)面積5 593.4 km2，約占宣城地域面積的45.3%。主要分布在宣州區(qū)、郎溪縣和廣德縣的平原地區(qū)，涇縣的北部、寧國和績溪縣800 m以上的高海拔地區(qū)。宣郎廣平原地區(qū)的茶葉易受冬季寒潮、低溫以及倒春寒天氣的影響，導致茶葉品質下降和產量不穩(wěn)定；同時夏季易受伏旱和高溫天氣的影響，茶葉的生長受到抑制，品質和產量會明顯下降。而涇縣、寧國和績溪的高海拔地區(qū)因為海拔過高，熱量資源不足，常年易受低溫冰凍的危害，嚴重威脅茶葉的生長，這些地區(qū)不宜發(fā)展茶葉種植生產。

3結論和討論

3.1結論

（1）利用宣城全市區(qū)域站站點密集、分布廣等特點，解決了以單個站點代表整個縣域的不利影響，大大提高了茶樹氣候區(qū)劃的精確度，由以前的平均站點密度為1 762.8 km2/個提升至48.6 km2/個。

（2）依據茶樹的生長習性，綜合前人對茶樹研究成果，在進行宣城地區(qū)茶樹種植的氣候區(qū)劃指標篩選中，選取了≥10 ℃有效積溫、3～4月份降水量、3～4月份平均氣溫、夏季低云量、冬季總云量、干燥度作為氣象的評價因子，利用GIS技術劃分最適宜、適宜、一般適應和不適宜4個等級，實現了宣城茶樹區(qū)劃分布的鄉(xiāng)鎮(zhèn)化。

（3）宣城地區(qū)茶樹最適宜區(qū)面積61.7 km2，約占宣城地域面積的0.5%，主要集中海拔高度在193～401 m的山區(qū)，這些山區(qū)最適宜建立規(guī)模經營的優(yōu)質茶葉基地；宣城地區(qū)茶樹適宜區(qū)面積6 694.7 km2，約占宣城地域面積的54.2%；宣城地區(qū)茶樹一般適宜區(qū)面積5 593.4 km2，約占宣城地域面積的45.3%。

3.2討論

（1）由于宣城市區(qū)域站是“十二五”氣象規(guī)劃后才逐步發(fā)展完善，全市254個區(qū)域站點氣象數據只有2012～2013年完整的逐日溫度和降水資料，相對于1981～2010年的氣象資料而言，資料時間序列太短；加之有些區(qū)域站遠離城鎮(zhèn)和農村，出現故障時維修起來比較困難，資料的完整性有待完善。

（2）筆者在進行GIS數據處理時沒有結合土地利用現狀對一些還不能種植茶葉的區(qū)域進行屏蔽，但從區(qū)劃的結果上看整體符合茶樹種植的現狀，區(qū)劃的指標和細節(jié)還需要在以后的實際應用中不斷的改進和完善，使得茶葉區(qū)劃結果更加合理、實用。

42卷23期汪大林等氣象因子在宣城茶葉區(qū)劃中的應用參考文獻

[1] 楊書運.茶樹凍害防控方法的研究[D].合肥：安徽大學，2012.

[2] 吳洪顏，高蘋，趙凱.春季連陰雨對江蘇省夏收作物產量的影響[J].災害學，2003，18（3）：47-49.

[3] 曾維英，張艷梅.倒春寒天氣對六枝小麥產量的影響[J].貴州農業(yè)科學，2009，37（9）：72-74.

[4] 周治國，曹衛(wèi)星，朱艷.基于GIS的作物生產管理信息系統(tǒng)[J].農業(yè)工程學報，2005，21（1）：114-118.

[5] 魏麗，殷劍敏，王懷清.GIS支持下的江西省優(yōu)質早稻種植氣候區(qū)劃[J].中國農業(yè)氣象，2002，23（2）：27-31.

[6] 金志風，尚華勤.GIS技術在常山縣胡柚種植氣候區(qū)劃中的應用[J].農業(yè)工程學報，2003，19（3）：153-155.

[7] 蘇永秀，丁美花，李政.GIS在廣西龍眼種植優(yōu)化布局中的應用[J].農業(yè)工程學報，2006，22（12）：145-149.

[8] 盛紹學，霍治國，石磊.江淮地區(qū)小麥澇漬災害風險評估與區(qū)劃[J].生態(tài)學雜志，2010，29（5）：985-990.

[9] 田玲.區(qū)域自動站運行有效性及評價方法設計[J].陜西氣象，2011（6）：16-18.

[10] 趙煜飛，任芝花，張強.適用于全國氣象自動站正點相對濕度資料的質量控制方法[J].氣象科學，2011，31（6）：687-693.

[11] 李嫦，聞春華，黃玲.江西省區(qū)域自動氣象站監(jiān)控軟件的設計與應用[J].氣象水文海洋儀器，2012（4）：93-96.

[12] 陳皎，江麗.重慶市山洪地質災害防治氣象保障工程項目建設管理與思考[J].貴州氣象，2013，37（4）：58-62.

[13] 陳皎.關于重慶市區(qū)域自動氣象站社會化保障的思考[J].貴州氣象，2013，37（1）：53-55.

[14] 汪春園.茶葉品質與海拔高度及其生態(tài)因子的關系[J].生態(tài)學雜志，1996，15（1）：57-60.

[15] 張瑋瑋.湖北省茶樹氣候區(qū)劃及其干旱風險評價[D].