全 文 ：第 12卷 第 4期
2 0 0 4年 1 0月
中 国 生、态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．12 NO．4
0ct．． 2004
国外彩色棉在中国适宜区域引种的研究
— — “生物适生地分析系统一’应用研究之一
刘峻 明 魏淑秋
(中国农业大学信息与电气工程学院 北京 100094)(中国农业大学资源与环境学院 北京 100094)
摘 要 应用“生物适生地分析系统”对国外彩色棉品种在我国适宜区域计算与分析结果表 明，土库曼阿什哈巴德
和墨西哥瓜那华托彩色棉品种在我国引种的适宜区域完全不同，阿什哈巴德彩色棉主要适宜我国西北地 区种植，
而瓜那华托彩色棉主要适宜我国西南地区种植，且 因西南地 区地形复杂，瓜那华托彩色棉适宜区域等级差异非常
显著，必须充分考虑其光照的影响。
关键词 彩色棉 引种 适生地
Introduction of foreign color cotton in the adaptation 9J-ea of China- One of the application studies of biology adaptation
area analysis system．LIU Jun—Ming(Colege of Information and Electric Engineering，China Agricultural University，
Beiing 100094)，WEI Shu—Qiu(Co lege of Resources and Environment，China Agricultural University，Beijing 100094)，
CJEA，2004，12(4)：27～30
Abstract Based on the biology adaptation area analysis system，the introduction of foreign color cotton in the adaptation
area of China shows that the two COlOr cotton cuhivars bred in Ashabad Turkmen and Guanajuato Mexico have very differ—
ent adaptation areas．The adaptation area of Ashabad color cotton is mainly in the Northwest of China，and that of Guana—
juato COlOr cotton is mainly in the Southwest of China．The differences of adaptability of Guanajuato color cotton are quite
significant due to the complexity of terrain．Thus，the affection of sunshine must be considered adequately．
Key words Co lor cotton，Introduction，Adaptation area
“生物适生地分析系统”是在生物气候相似、土壤相似、过程相似的理论基础上建立的系统。它凭借丰富的
气候和土壤数据库 ，采用分布滑移相似计算方法，在世界范围内对各种生物品种适宜生长繁育地区、适宜季节
以及各地适宜程度、等级划分等进行计算与分析 。根据其各生育期对环境的要求出发，利用丰富的数据库
资料(气候、土壤、地理等)，充分考虑到年内要素与生育期要素分配、下垫面与纬度影响等因素，研究生物适产
地与引种地之间相似程度 。彩色棉天然、不褪色、无污染，商业价值极高，各国竞相研究且竞争激烈。如美
国、乌克兰、土库曼、埃及、秘鲁和墨西哥等国家均有自己的生产和研究基地 。我国于20世纪 80年代开始研
究彩色棉的引进，目前虽有一些产品但规模很小，且颜色单一和品种稀少。本研究应用“生物适生地分析系统”
计算与分析了土库曼的阿什哈巴德和墨西哥的瓜那华托 2个典型地区彩色棉在我国的引种扩种适宜区域，为
减少国外彩色棉在我国引种试种的盲目性和提高引种扩种成功率，科学选择生产和制种基地提供理论依据。
1 研究方法
传统研究方法是以试种和区域试验方法寻找引种适宜区以及进行区域划分，一般需要 3～5年试验时间
和大量资金、人力的投入。本研究采用相似计算与分析方法，利用“生物适生地分析系统”寻找国外彩色棉在
中国适宜引种和可能扩种地方以及适宜程度的区域划分等级，可节约引种试种时间和降低科研与生产成本，
大大提高寻找适生地的效率和引种扩种成功率。本研究主要考虑气候因素，参考土壤因素和其他有益与有
害生物环境等因素，气候资料主要由国家气象局和部分省提供的国内多年气候资料、世界气象组织以及部分
国家气象组织提供的国外站点多年气象资料，包括温度、降水、湿度和日照等数据信息；土壤资料主要依据我
国第 2次全国土壤普查结果。以土库曼阿什哈巴德(Ashabad，东经 58。22 ，北纬 37。56 )为中心的彩色棉，当
地植棉周期为 3～11月份；以墨西哥瓜那华托 (Guanajuato，西经 101。15 ，北纬 21。01 )为中心的彩色棉，
当地植棉周期为头年10月～翌年9月份。分别对2地温度、降水、湿度、光照及水光湿热条件等权或不等权各
*著作权登记号 2000SR1266
收稿 日期 ：2003—06—30 改回日期：2003—07—31
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种相似距计算结果进行综合分析，并应用“生物适生地分析系统”对世界 2万多个站点各种气候相似距计算
结果比较分析。
2 结果与分析
2．1 土库曼阿什哈巴德彩色棉在我国的引种扩种适宜区域
通过各种气候要素相似距的计算 ，获得以土库曼阿什哈巴德为中心的彩色棉在我国可能引种扩种地
方的各种计算结果。由于光照与温度相关性极为密切，对各地区适宜程度的比较仍以水热条件作为最主
要因素(尤其对我国北方各地)。根据引种土库曼阿什哈巴德彩色棉生长时段的水热相似距分区结果为 1级
区(为最适宜区)集中在我国新疆维吾尔族 自治区中南部，包括喀什、和田、巴楚、柯坪、皮山、库车、阿克苏、库
尔勒、喏羌、莎车和策勒等地区；2级区(为适宜区)主要包括新疆维吾尔族 自治区叶城、于田、铁千里克、新和
及安德河地区，山西省运城、稷山和平陆地区，河南省洛阳、三门峡、开封、新乡、郑州、汝州和洛宁地区，河北
省邢台等地区；3级区(较适宜区)主要包括我国新疆维吾尔族 自治区哈密、吐鲁番、且末、柞毛湖 、霍城、阿拉
山口和库米什地区，河南省许昌、襄城、南乐、宝丰、商丘、内乡、栀县、蒿县、西华、安阳、孟津、南阳、漯河和方
城地区，河北省南宫、峰峰、邯郸、衡水、石家庄、临西和深县地区，山东省曹县、朝城、菏泽、临清和聊城地区，
甘肃省汶县和武都地区，山西省侯马、垣曲和洪洞地区，湖北省老河口、郧西、枣阳、丹江口和郧阳等地区。其
1级区(最适宜区)水热距<0．300，考察区间为 3～11月份，如土库曼阿什哈巴德与我国新疆维吾尔族自治
区的和田水热相似距为 0．267，其特征 曲线见图1 a，土库曼阿什哈 巴德与我国新疆 维吾 尔族 自治区的
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图 1 土库曼阿什哈巴德与中国新疆维吾尔族 自治区和田、柯坪水热特征 比较
Fig．1 Comparison of temperature and precipitation between Ashabad and Hetian or Keping
柯坪水热相似距为 0．279，其特征曲线见图 1b。由图 1a和图 1b可知土库曼阿什哈巴德与我国新疆维吾尔
族自治区和田及柯坪彩色棉生长周期内(3～11月份)水热条件基本一致 ，其光照条件也十分接近(略)。且
所划分的 l级最适宜区内其他各点状况基本类似(略)。因此若将土库曼阿什哈巴德彩色棉品种引种到我
国，首选区域为新疆维吾尔族 自治区上述 1级地区(但不是该 自治区所有地方)，其他地方不能保证引种土库
曼阿什哈巴德彩色棉的基本环境条件，当然经过引种驯化后在有条件的地方仍可继续扩大范围。2级区水
热相似距为 0．300～0．350间，土库曼阿什哈巴德与我国新疆维吾尔族 自治区叶城 3～5月份温度十分相似，
6～11月份二者温度差异较大，温度相似距为 0．384，我国新疆维吾尔族 自治区叶城此间温度均低于土库曼
阿什哈巴德(见图2a)。该地引种扩种土库曼阿什哈巴德彩色棉除考虑生物品种本身的耐受幅度因素外，还
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图 2 土库曼阿什哈巴德与中国新疆叶城和山西省运城水热特征比较
Fig．2 Co mparison of temperature and precipitation between AshMmd and Yeeheng or Yuncheng
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第 4期 刘峻明等：国外彩色棉在中国适宜区域引种的研究 29
应考虑选择早熟品种，或对温度不太敏感或对温度要求较低的品种。土库曼阿什哈巴德与我国山西省运城
水热相似距为 0．304(2级区)，由图 2b可知 2地温度十分接近，但降水差异较大。且彩色棉的生长发育过程
必须保证一定水分，而土库曼阿什哈巴德与我国新疆一些地方均主要为灌溉农业，其温度条件十分重要，因
此降水与温度的权重为 4：6，彩色棉所需水分可依靠灌溉补充。华北地区温度条件十分接近，降水条件虽有
些差异，但可满足彩色棉生长发育过程对水分的需要，若有多余可采用排灌措施调节。3级区(较适宜区)水
热相似距为0．350～0．400，如我国新疆维吾尔族自治区且末为 0．372、霍城为 0．388、库米什为 0．400，河北
省深县为 0．399，其情况与 2级区类似，但其水热相似距依次略高于2级区。土库曼阿什哈巴德彩色棉经过
一 定驯化后，这些地方均可考虑引种扩种。4级区(一般适宜区)水热相似距为 0．400～0．450，但主要表现在
降水差异较大(见图 3)。若措施恰当，合理利用降水条件，湖北省宜城和安徽省合肥区域内也可以扩种，但
要注重防治病虫害。考虑各种生态敏感性问题 ，使温度相似距、降水相似距和水热相似距等均<0．450，可将
全国各地按主要水热条件相似距排序(因数据量很大，篇幅有限，本文略，但实际工作中可作重要参考)，以得
到有效的引种和驯化次序。
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图 3 土库曼阿什哈巴德与中国湖北省宜城和安徽省合肥水热特征比较
Fig．3 Comparison of temperature and precipitation between Ashabad and Yieheng or Hefei
2．2 墨西哥瓜那华托彩色棉在我国的引种扩种适宜区域
墨西哥瓜那华托彩色棉在我国适生地区多集中在西南部，这与土库曼阿什哈巴德彩色棉在我国西北和
华北适宜区不同，西北和华北地区光照不是限制因素，由于彩色棉是喜光作物，故在我国西南部引种必须考
虑光照条件，将光照的敏感度限制在 0．750以下，根据引种墨西哥瓜那华托彩色棉生长时段光、热 、水综合条
件考虑的相似距分区结果即 l级区为<0．300，2级区为 0．300～0．350，3级区为 0．350～0．400，4级区为
0．400～0．450，l级区(最适宜区)包括四川省攀枝花、西昌和东川地区，云南省南涧、石屏 、永仁、华坪、新平、
陇川、瑞丽、米罗、盈江、梁河 、盐边、宾川、德洪、施甸 、大姚和元谋地区；2级区(适宜区)包括云南省弥渡、通
海、牟定、潞江坝、路南、楚雄、富民、录劝、姚安和江川地区，四川省会东等地区；3级区(较适宜区)包括云南
省巍山、双柏、南华、祥云、保山、武定和昆明等地区。由图 4可知墨西哥瓜那华托与我国云南省石屏光、热、
水条件(9～4月份)基本接近，若不考虑光照条件，仅考虑水热条件相似过程曲线，则无法完全满足喜光作物
彩色棉的生育条件，如墨西哥瓜那华托与我国广西壮族 自治区德保比较水热条件相似距为 0．299，属 l级相
似区域(见图 5a)，但光热条件相似距却为 1．363，甚至单从光照条件比较其相似距为 2．012，差异非常显著
(见图 5b)，我国德保不适宜引种墨西哥瓜纳华托的彩色棉。
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图 4 墨西哥瓜那华托与中国云南省石屏光水热特征比较
Fig·4 Comparison of temperature，precipitation and sunshine between Guanajuato and Shiping
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图5 墨西哥瓜那华托与中国广西壮族 自治区德保光水热特征比较
Fig．5 Comparison of temperature，precipitation and sunshine between Guanaiuato and Debao
3 小结与讨 论
研究结果表明土库曼阿什哈巴德彩色棉和墨西哥瓜那华托彩色棉在我国引种扩种的最适宜地区完全不
同，且同为彩色棉其不同品种、不同育成地在我国适宜种植地方及区域也不同。我国地形复杂，生态类型多
样，即使在很小范围内其差异也很大。如墨西哥瓜那华托彩色棉在云南省相邻各地差异均很大，这说明地形
复杂地区下垫面对引种的影响很大，彩色棉在我国适生地的选择必须充分考虑这些因素，而这需要科学计算
方法及丰富的数据库作基础，尤其在我国西南地区引种国外彩色棉必须考虑光照因素，即彩色棉引种能否成
功需综合考虑环境因素和作物 自身特性。“生物适生地分析系统”有效地进行了上述各种计算与分析。
参 考 文 献
1 魏淑秋．气候相似性研究的进展与应用．地磁、大气、空间研究及应用 北京：地震出版社，1996．343～350
2 魏淑秋．作物气候三维相似分析及其区划方法的探讨．北京农业大学学报，1983，9(2)：1～11
3 杨仁民．彩色棉花实验和育种．世界农业，1992(6)：19～20
4 Swe M ．．Booth T．H．Site Selection and Growth Prediction in Myanmar．Matching Trees and Sites．Proceedings of An International Work
shop Held in Bangkok．1996．7l～76
5 Wei Shuqiu，Lu Bei．Study of Consulting Information System of Biological Introduction(CISBI)．Seed Industry and Agricultural Development
1997．577～583
· 变更事项通知·
敬告 广大作者 与读 者
自2005年第1期始《中国生态农业学报》主办单位由原中国科学院石家庄农业现
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《中圈生态农业学报》编辑部
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