全 文 ：第 l1卷 第 4期
2 0 0 3年 1 0月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
V0J．11 No．4
0ct．． 2003
我国南方设施园艺气候区划的研究
张亚红 陈青云 陈端 生
(中国农 业 大学 农学 与 生物 技术 学 院 北 京 100094)
摘 要 选择对 南方设 施 园艺发展起 关键作 用的气候 因子为指标 ，利用主成分 、聚类分 析和判别 分析进 行 多指标 综合 分
区，将我国南方设施园艺发展区域分为 5个气候区，并分析 了各区设施园艺现状和发展趋势，提出发展建议。
关 键词 南方 地 区 设施 园艺 气候 区划
The climatic regionalization of protected horticulture in South China．ZI~ NG Ya—Hong，CHEN Oing~Yun，CHEN Du—
an—Sheng(Colege of Agronomy and Bio—technology，China Ag ricultural University，Beijing 100094)，CJEA，2003，1l(4)：
36～ 39
Abstract Aiming at the main problems in protected horticulture development in South China，and selecting meteorologi—
cal factors that play an important role on protected horticulture production，the climatic regionalization in protected horti—
culture of So uth China has been made by adopting the method s of principal compo nent analysis and cluster analysis．The
So uth China is divided into 5 climatic districts．Current situation and prospect of protected horticulture development in dif—
ferent districts are analyzed and some suggestions are given from the pointview of climatology．
Key words So uth China，Protected horticulture，Climatic regionalization
随着现代农业的发展，目前我国南方已形成以塑料棚、遮阳网为主体的设施园艺体系⋯ ，并伴随国家科
技示范园区的推广而大型连栋温室逐渐增多。与北方相比南方冬季具有相对优越的热量资源 ，使大型温室
运行成本较低 ，但夏季降温和除湿是实现其温室周年利用的关键问题 ]，且沿海地区台风暴雨及冬季局部
地 区积雪 均对设施 的安全性有严重 影 响。鉴 于设 施园艺发 展有很 强 的区域性 ，本 研究 对我 国南方 设施 园艺
发展区域单独区划 ，为我国南方保护地生产区域化和标准化以及栽培技术规范化提供理论依据。
1 区划指标选择 与分 区方法
我国南方区域划分根据现代气象学及我国自古以来对南北界限的划分方法 ，一般将青藏高原东南边缘
向东经秦岭、淮河一线 以南地区称为南方地区，界限以 1年中最冷的 1月份 30年平均温度为划分标准 ，
>0℃为南 ，≤0℃为北H ，以此作为主导指标将我国设施园艺发展区域分为北方 区和南方区。经数据筛选，
地形验证 ，南方 区主要 包括 江苏、安徽 、上海 、浙江 、湖北 、湖南 、江 西 、福建 、广 西 、广 东 、海南 、云南 (除 位于西
北部的迪庆藏族 自治州外)、重庆、贵州省(市)和四川省东南部盆地、陕西省秦岭以南部分地区、甘肃省陇南
部分地区以及河南省南部。
1．1 区划指标体系的建立
指标的选择。 目前虽无评价设施园艺发展的气候因子标准指标体系，但大气候对设施园艺的影响早 已
公认。因园艺设施 内微气候是可调控的，且受外界大气候的影响，故本研究区划仅对大气候条件进行划分 ，
且选择对设施园艺发展起主要作用 的气候因子为分区指标 ]，包括冬季太阳辐射和 日照时数、当地冬季气
温、≥10"(2积温、最热月气温和相对湿度、风压和雪压、晴天和阴天 日数等。冬季太 阳辐射、日照时数大小直
接影响室内获取能量的多少和温度的高低 ，并对蔬菜品质、产量的好坏有重要影响，对温室设计 中设施的
几何尺寸、采光 、通风设计均具关键作用 ；当地冷季气温决定冬季设施内叶菜能否安全越冬、果菜是否适宜种
植，直接影响温室加温能耗的大小和运行成本的高低，并对温室设计的采暖及保温有影响；~10"C积温是反映
热量最直观的指标，代表作物露地栽培中生长季的长短 ，设施栽培具有“温室效应”，同一地区设施栽培内植
* 国家科技部重要技术标准研究专项“工厂化农业技术标准研究”(2002BA906A17—02)资助
**通讯 作者
收稿 日期 ：2002-12—31 改回日期 ：2003．0卜30
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第 4期 张亚 红 等 ：我 国南方 设 施 园艺 气候 区划 的研究 37
物要求的生长积温虽低于露地 ，但二者有正相关性 ；夏季设施内蓄热严重，最热月气温和相对湿度过高会抑
制蔬菜生长 并易产生病 虫害 ，且对温室设计制 冷负荷 和降温均 有影 响 ；温室是 特殊 的建筑 ，应 考虑 特殊情 况
下安全性 ，即风压 、雪 压对设施 园艺设计载荷 的影响 。在选择风压 、雪压指标 时本研究采用 30年 一遇最大
风速和 30年一遇最大积雪深度 2个气候指标表达。温室应建在晴天日数多的地区，而阴雨天多的地区即使
冬季气温较高作物也难获高产 。为保证区划客观性 ，本研究将被评价事物的多个指标加以综合处理 ，对被
评价事物进行整体评价 ，弥补了单项指标的不足 ，且兼顾全面、可比、可操作性原则u ，由此初选了冬季太阳
辐射、日照时数、日照百分率 、温度和积温等 22个指标。气候资料源于 1960～1991年 30年平均地面气候资
料 ，南方各地选择 72个代表样点和 20个判别样点进行分析。
指标的筛选。对初选指标采用指标变异的差异信息分析 ；相同指标之间 t检验(2指标差异不显著 ，仅
选其一)；将均值化后原始数据阵进行主成分分析，舍去载荷小的变量。经筛选后保留冬季太 阳总辐射、1月
太阳总辐射、年 日照时数、冬季 日照时数、冬季 日照百分率、≥10℃积温、冬季气温、1月气温 、年极端最低气
温、7月气温、7月相对湿度、年平均晴天 日数、30年一遇最大风速、30年一遇最大积雪深度等 14个指标。经
筛选后指标还存在相关及数 目较多等问题 ，指标间相关会造成变量之间相互干扰，信息重叠，使分区解释困
难 ，通过主成分分析用少数几个不相关综合指标简化较多的原始指标使之降维，且权数伴随数学变换 自动产
生，并尽多保留原始数据中提取的信息量。通过计算选择满足条件的 3个主成分 ，共提取原始数据信息量为
96．5％，且各主成分之间互不相关 ，其中第 1主成分代表太阳辐射 、日照及晴天 日数的综合 ，分析主成分的载
荷矩阵发现辐射强、日照时数及 日照百分率高则晴天日数较多，这与实际情况相符；第 2主成分为冬季气温、
≥10℃积温及最大积雪深度的综合，分析得出年极端气温、年均气温和 1月气温较高，且≥10℃积温较大，则
最大积雪深度小；第 3主成分为最热月气温与最大风速的综
合 ，计算各样本 3个主成分得分，得到各样本点的主成分得
分矩 阵 y， ，以此作为 聚类分 析 的数据矩 阵。
1．2 分区方法
分区方法Hu采用系统聚类分析和判别分析。系统聚类
法是将类由多变少的方法之一，通过数据变换 、计算样本间
距离(选用欧 氏距离)、计算类间距离(类 间距离采用 中间距
离法、类平均法和离差平方和法进行计算 ，主要结果采用离
差平方和法)以及根据统计量确定分类个数等步骤完成。用
离差平方和法聚类 的部分结果见图 1，限于篇幅仅列其 中 1
个 区域 的聚类过 程 。判别 分 析可 在检 验 分 区效果 的 同时对
未判样点进行归类 ，通过聚类分析获得 72个代表样点的分
上 海
老河口
宜 昌
常 德
杭 州
安 庆
武 汉
定 海
温 州
徐 州
毫 县
霍 山
蚌 埠
合 肥
信 阳
南 京
驻马店
赣 榆
东 台
图 1 南 方 Ⅱ区聚 类 分析 示 意 图
Fig．1 The sch~mtic drawing of cluster aJ1aIySisin soutl~ districtⅡ
区 ，在边 界区域选取 20个待 判 样 点判 断 边界 限 的走 势 。本 文 采用 广 义 平方距 离判 别法 判 别 ，错 判样 点 占
5％，并将错判样点分别进行归属。以上采用的多元统计方法通过国际统计软件 SAS实现⋯]，确保分区结果
准确性 。
2 区划结果与分 区述评
通过 主成分分析 、聚类分析 及判别分析 ，将我 国南 方设 施 园艺 发展 区域分 为 I～ V 5个 气候 区 ，各 区主
要区划指标值 见表 1。 工区包括 云南 省全部及 四川省 西南 部的凉 山彝族 自治州 ，该 区气候 属亚热 带 、热带高
原型湿润季 风气候 ，干湿季节分 明 ，日照充 足温暖 ，冬 季不冷 ，夏季不热 ，年太 阳总辐射量 居南方 区最佳 ，且冬
季日照时数占全年比例较大 ，平均为 671h，尤其冬季 1月 日照百分率居全年最高，平均为 70％(全年平均
51％)，为设施 园艺的发展提供 了优越 的气候条 件。该区设施 园艺类 型主要 有 2种形 式 ，一类 为隧道 式竹 木
简易塑料大棚和国产普通钢架大棚，一类为规模较大的国产连栋塑料温室和全套进口自动化大型连栋温室 ，
前者环境控制能力低 ，易形成低温高湿的发病环境 ，不适于高档蔬菜和花卉的栽培 ；后者虽有较高的自控度 ，
但依寒冷的高纬度平原地区设计 ，使设备利用率低造成浪费。建议该区应利用冬季辐射强、日照时数和日照
百分率高的优势，充分利用太阳能加热 ，夏季尽量利用 自然通风，以最大限度减少空气对流阻力为目标 ，设计
全自然通风的温室结构 ，且该区 日较差大 ，温室设计应考虑夜间保温，并在设计中注意冬季风雪冰雹载
荷 ，另外 日光 温室 也是该 区优选 的发展方 向。 I区包括 上海 、江苏 、安徽 、浙 江省 (市 )和 湖北省大 部地 区
、湖
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38 中 国 生 态 农 业 学 报 第 ll卷
南省北部及河南省南部 ，该区气候属亚热带北缘，温暖湿润，冬夏长、春秋短 ，夏季高温多雨 ，热带海洋气团带
来丰富水分，东部沿海和长江下游夏秋问台风较多，冬季寒冷，雪压较大，年太阳总辐射量在南方居中，日照
时数相对较高 ，冬季 日照时数平均 398h，年 日照百分率 37％～58％，其中湖北省为 日照低值 区，该区冬季 日
照百分 率平均为 42％(全年平均 46％)，有效生长积 温较高 ，适宜 设施 园艺 的发展 。该 区设施 园艺类 型 主要
有竹木结构塑料大棚 ，该棚投资较少，由个体农户短期经营，寿命短，抗风雪和环境调控能力差 ；标准塑料大
棚是该区设施 园艺 的主体，主要在春 季种植 黄瓜、番茄、葫 芦、茄子 和辣 椒等蔬 菜，夏季部 分用 于遮 阳
遮雨 ，种植芹菜 、小白菜等短期蔬菜 ，使用寿命长 (15年以上)，抗风雪能力强 ，适合1家1户经营 ，但规模小
表 1 南方 设 施园 艺气 候 区划 各 区指标
Tab．1 Index vail／aN of different areas in South China
且土地利用率低，环境调控能力弱；有简单连栋大棚 ，一定程度提高了土地利用率，环境条件较好 ，但抗风雪
等灾害能力低 ；一些地区引进荷兰、以色列等国现代化温室，环境调控能力强，但不完全适合我 国气候条件，
运行和生产费用大⋯；江苏和安徽省北部分布大量的日光温室 ，取得较好的经济效益。该 区气候条件较好，
经济条件发达 ，可发展适合现代化生产规模的多连栋温室 ，以提高土地利用率，实现机械化操作 ，充分发挥茄
果类蔬菜无限生长的优势，提高蔬菜品质。该区雪压风压较大 ，温室设计应抗风雪能力强 ，冬季以保温为主、
夏季以自然通风和遮阳为目标，在消化吸收国际先进温室设备的基础上，宜在上海 、杭州、南京市等经济较发
达的大中城市研制既能有效抗御冬春低温 、高湿、寡照又能克服夏秋高温、暴雨和强光等不利条件的新型智
能温室。冬季 Et照时数是衡量某个地区是否发展 日光温室的重要标志，该区冬季 Et照较高 ，可适当发展适合
南方气候条件、类似北方的日光温室 ，通过改变棚体朝向、结构 、坡度角和增加保温措施，在全冬季生产喜温
蔬菜，江苏和安徽省北部地区及河南省均有 日光温室栽培的成功经验。Ⅲ区包括福建省大部地区、广西、江
西省(区)和湖南省大部地区及广东省大部地区，该区气候属亚热带湿润季风气候 ，温暖多雨 ，夏季炎热 ，冬季
低温多阴雨 ，热量资源丰富，年太阳总辐射 4127～4951MJ／m 左右 ，年 日照时数(平均 1736h)及冬季 日照时
数(平均 30Oh)偏低，日照百分率 31％(广西壮族 自治区河池)～44％，冬季平均 30％，处于 日照偏低值区，风
压 居 中 ，雪压较小或无雪 压 。该 区设施 园艺类型主要 为竹木结构塑料 大棚 ，有部分 大型温室 ，福 建 、江西省有
少量经改建的 日光温室。该区冬季温度较高，温室内 1月份需短期加温外 ，1年有 2／3时间需降温，温室利用
率低，如周年利用则夏季降温是最大障碍 ，并存在冬季光照不足现象。该区应适 当发展 以冬季越冬、夏季
利用外遮阳网遮阳、挡雨为目的的标准塑料大棚 ，其使用寿命长，抵抗 自然灾害能力强，适 于农户个体经营，
在经济发达地区可因地制宜建造 自动化程度较高的连栋温室种植高档蔬菜和花卉 ，但设计制造应注意以自
然通风和其他降温措施相结合，注意采光和补光。Ⅳ区包括海南省全部和广东、广西、福建省(区)南部沿海
城市，该区气候终年暖热 ，长夏无冬 ，雨季多 台风，年太 阳总辐射 4548～5785MJ／m。左右，年 日照时数平均
2029h，冬季 日照时数平均 397h，年均 日照百分率 46％，冬季 日照百分率 41％，辐射、光照条件较好，有效生
长积温在南方区最高，为南方地区的“天然温室”。该区设施园艺类型主要为夏季遮阳网覆盖，冬春季塑料薄
膜覆盖栽培 ，还有一些国产及进 12I连栋温室，尤以深圳大型设施类型较多，如从美国、法国和加拿大等国进12I
高档园艺设施 ，并有一些国产连栋温室。该区经济发达 ，交通和航运方便 ，可适当发展 自动化程度较高的现
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第 4期 张亚 红等 ：我 国南方 设施 园艺气 候 区划 的研 究 39
代化温室 ，开拓冬夏兼用的热带 、亚热带智能型温室 ，生产高附加值园艺产品，并结合旅游观光 ，但温室设计
应 特别注意抗 台风和耐高温暴 雨 ；另外 可发 展 以遮 阳网 、防雨 棚 为 主体 的园 艺设 施类 型 。 V区包括 四川盆
地 、贵州省 、湖南省西部 、湖北省 恩施土家族 苗族 自治州 以及陕西 省秦岭 以南 、甘 肃省 陇南 地 区 ，该 区地 处亚
热带 ，地 形复杂 ，高原 、盆地 、山地 、丘陵和平 原等纵横交错 ，以山地为 主 ，雨水 和云雾多且湿度 大 ，年太 阳总辐
射和冬季辐射量低，年 日照时数(平均 1339h)和冬季 日照时数 (平均 194h)在全国最低 ，年 日照百分率(平均
30％)和冬季 日照百分率(平均 20％)很低 ，尤其重庆市是全国低值 中心 ，夏季湿度大，这些气候条件对发展
设施园艺 十分不利 ，可适 当发 展冬春季保温 和夏 季防雨设施类 型。
本研究在每个相同区域 内仅说明设施园艺发展方向具有相似性，而不代表各点完全相同，故温室建造中
除注意各地气候 共性外 ，还应 因地制宜考虑各地 的气候个性 。
参 考 文 献
1 张德威，李国景，周胜军等．南方设施园艺改进和新型大棚温室探讨．长江蔬菜，1999(8)：29～31
2 李式军．积极发展中的南方设施园艺事业．中国蔬菜 ，2000(3)：1～4
3 李萍萍，毛罕平 ．我国温室的现状与亟待研究的技术问题探讨 农业机械研究 ，1996(27)：135～139
4 汪炳 良．南方大棚蔬菜生产技术大全．北京：中国农业出版社 ，2000
5 陈端生．论加强设施园艺生产气候区划和微气候环境控制研究 发展中的中国工厂化农业 ．北京：北京出版社，2000
6 汪李平，向长萍 我国节能型 日光温室的气候区划．农业工程学报，1998 14(增刊)：36～41
7 中国农业科学院蔬菜研究所主编．中国蔬菜栽培学．北京 ：中国农业出版社 ，1987
8 周长吉．对我国“十五”温室产业发展的建议 发展中的中国工厂化农业．北京：北京出版社 ．2000
9 张志斌．赴美参加国际农用塑料大会及农用塑料考察 的报告 农业工程学报，2002，18(增刊)：l6～l9
l0张嵩甫，陈述云 ，胡希玲．统计分析方法及其应用．重庆：重庆大学出版社，1995
11高惠璇 ．实用统计方法与 SAS系统．北京：北京大学出版社，2001
l2黄世衡 ，范竹君 ，赵卫民 云南温室环境工程．太阳能 ，2000(1)：10～11
欢 迎 订 阅 2004年 《国 土 资 源 科 技 管 理 》
《国土资源科技管理》是由国土资源部国际合作与科技司和成都理工学院主办的学术期刊，主要报道 国土资源的方针政
策 ，可持续发展战略研究 ；土地 、矿产、海洋 、农业 、旅游等资源 的规划 ，优化 配置；资源开发的生态效益 、经济效益以及环境保
护 ；矿产 、海洋和水资源的调查与勘查 ；环境与地质灾害 ；国土资源的研究与国际合作；高新技术应用 ；科技体制 与管理体 制改
革与探索 ；资源经济学的研究与企业发展策划；信息网络与管理知识 ；国土资源管理动态与经验交流等方面 内容。设有 国土
资源管理 、可持续发展 、地学与资源研究、科技管理 、信息与 网络管理 、资源勘探和保护、环境与地质灾害研究与管理 、西部大
开发论坛等栏 目，适于土地 、地矿 、海洋、水利 、交通 、农业 、旅游等部门的科技 、管理人员及大专院校科技工作者 阅读。本 刊为
双月刊，每期定价 6．00元 ，全年 36．00元。邮发代 号 ：62—171，全 国各地 邮局 均 可订阅。漏 订者 可汇款至 本刊补 订
。地 址 ：
(610059)四川省成都市二仙桥东三路 1号成都理工学院《国土资源科技管理》编辑部。
欢 迎 订 阅 2004年 《柑 桔 与 亚 热 带 果 树 信 息 》
《柑桔与亚热带果树信息》是 由中国农业科学院柑桔研究所主办 的科技期刊，设有专家论坛
、区域果业 、市场分析、果乡短
波 、产销快讯 、优新品种 、实用技术、病虫草害防治等栏 目。本刊为月刊，每期定价 3
． 00元 ，全年 36．00元 。邮发代号：78—10，
全国各地邮局均可订阅。漏订者可直 接汇款至本 刊补订，地 址：(400712)重庆市北碚 区歇马镇 中国农业科学 院柑桔研 究所
《柑桔与亚热带果树信息》编辑部。
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