全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
二 , , 一
世界主要桃产区气候条件模糊聚类分析与
基因资源生态型的研究
‘
李载龙 罗卫 红 庞振潮 晰江农业大学航州 。。
【摘要 】 选择影响桃树生长与分布的关键气候因子 —越冬沮度
、生长期 日照百分率和
降水量 , 利用计算机对世界主要桃产区分别进行空间点之间的模栩聚类分析 结果表明 ,
世界主要桃产 区根据 一 月休眠期平均气温可分为冷冬区 ℃ 、温冬区 一
亡 和暖冬区 根据 一 月平均 日照百分率和同期降水量可分为光照充足的
干操区 一 , 、 光照较充足的半湿润 区 一 , 一 和光照
不足的湿润区 , 一 对挑的区域分布和区域间相互引种结果所作的分
析表明 , 世界桃的主要产量集中在生长季阳光充足 、少雨 、冬季不很冷的地区 在温度条件
适宜的范围内 , 挑的地区间引种向着夏季少雨 、 光照改善的方向进行 , 成功的把握性较大
关扭词 桃 气候因子 模糊聚类分析 生态型
五 “ ‘ 一
吸 血 吧 碘 ,
, 动 少 , 肛 一 二 月户户
·
五‘ , , 一
一 , ,
, ,
邓 笋 , 一
, ‘ 一
, 一 ,
,
一 ,
, 一 一 , 一
, 一 ‘
一
,
, , ,
引 言
目前世界桃 尸 , 产量
少 中 以上分布在北半球 , 其中地
中海和波斯湾地 区约 占 肠 , 北美 ,
远东 中国是 桃 的原产地 , 栽培 历 史
久远 , 具有最广泛的遗传资源多样性 改 良
的鲜食品种以白肉 、粘核为主 , 其中的水蜜
桃多为软溶质类型 , 不耐贮运是其主要缺
点 波斯湾至地中海地区是桃沿丝绸之路
的早期扩散地 , 许多黄 肉桃和 油桃在这里
得到了发展 , 在长期栽培与选择的作用下 ,
形成了适应地中海气候的生态 型 , 这一类
品种被称为波斯或欧洲系品种群 北美洲
, 国家 自然科学基金资助项 目
, 年 月 日收到 , 月 日改回
应 用 生 态 学 报 卷
特别是美国的桃 , 在中国上海水蜜的基础
上发展成独具特色的红皮 、黄肉 、 硬溶质 、
离核的现代品种〔‘ , 一 个地区桃的遗传资
源各具特色 , 它们对世界桃的生产发展和
品种改 良都有不可取代的重要价值
菊池秋雄 ’曾对世界范围果树生态条
件作过基本的划分 , 中国学者将桃的品种
划分为 个基本生态类群 ’ 然而 , 对世
界主要桃产区气候因子的比较分析却未见
报道 为了更深刻地认识气候条件与桃的
区域分布 , 性状特性的分化和地 区间引种
的关系 , 本文采用模糊聚类分析方法 , 比较
研究世界主要桃产区生态气候的异同点 ,
以便在生产和育种实践中正确利用这些遗
传资源提供理论依据
项指标
根据桃的地域分 布 , 选择具有代表性的
个站点 , 对休眠期温度和生长期日照百分率和降
水量分别进行单因子和多因子模糊聚类分析
数据处理
用计算机对 个站点的气候因子 表 进
行模糊聚类分析 因休眠期温度与生长期的气候
条件可以认为是相互独立的 , 故对休眠期温度进
行单因子聚类 而生长季的光照和降水量是相互
关联的两个因子 , 因而采用多因子聚类 其数据
处理步骤如下
数据正规化 采用极值标准化公式
一 二。
一 ‘ 一
材料与方法
材料来源与选择
本文所用气候资料主要取 自联合国粮农组
织 出版物 卜月 根据挑的生物学特性 , 挑在
冬季休眠期需要满足特定的低温要求 , 翌年才能
正常发叶与开花 , 否则将出现一 系列生理失调 ,
然而 , 超出一定的低温范围 , 桃树则遭受冻害 , 甚
至不能生存川 因此 , 选取 一 月平均气温作为
分析桃树分布范围的气候指标 挑在生长季节 ,
既抽生枝叶 , 扩 充树体 , 又进行果实发育和 花芽
分化 所有这些生理活动都以光合产物的供应为
基础 温度作为影响光合作用进行的主要因子之
一 , 在桃产区的生长季节一般来说都能够满足要
求 , 而此时的光照和降水常常成为影响光合产物
合成与分配的主导因子 通常所称的“ 六 月生理
落果 ”就是 由于这种营养生长与生殖生长争夺有
机养分所造成的结果 由于世界各地大多缺乏对
太阳辐射强度或光照强度的直接观侧 , 而 日照百
分率高低可直接反映出太 阳辐射的多少 , 且为每
个气象站的常规观测项 目 没有常规太阳辐射观
测的站点 , 其辐射资料是 由 日照资料 日照时数
或百分率 和 云状云量资料推算出来的 因此 , 选
择桃树生长季 一 月的平均 日照百分率和同
期降水量 作为分析挑产区气候生态特性的 另两
式 中 为正 规 化数据 , 为某点某项气候因子
值 , ‘ 。为各站点中该项气候因子的极小值 ,
为各站点中该项气候因子的极大值 对表 中各
气候因 子进 行正 规化处理 后得正 规 化数据 表
。
模糊关系矩阵 采用公式
。 一 一
计 算 第 点 与 第 点 之 间 的 相关 关 系 式 中
为欧氏距离 , 其中 , 一 , ,
⋯⋯ , 、 为气候 因子数 对休眠期温度进行 单
因子聚类时 , , 则公式 可写为
二 一 矛一
, ,
对生长期光照和降水进行多因子聚类时 ,
由公式 和 求得休眠期温度和 生长期气候
条件的两个关系矩阵 略 ,
模糊等价矩阵 根据等价矩阵中的数据
进 行分类 等价矩阵略 , 得动态聚类过 程 图 图
、
结果与讨论
越冬温度
由图 可以看 出 , 当截取水平 入一
时 , 世界主要桃产区的越冬温度 , 一 月
的平均气温可分为 种类型 , 即冷冬区
、 温冬区 一 和暖冬区
期 李载龙等 世界主要挑产区气候条件模糊聚类分析与基因资源生态型的研究
表 世界主要产挑区气候条件
’
址 , 脚 卜一 ‘
地 点
北京 氏 雌
郑州
太原
兰州 乙
敦煌
喀什
南京
武汉
成都
杭州 、
昆明 三
福州 只
东京 丫。
鹿儿岛
弗雷斯诺
盂菲斯
查尔斯倾
新奥尔良
纽约
阿什维尔
芝加哥
圣路易斯
罗马
雅典
里斯本
伊斯坦布尔
安塔基亚
贝鲁特 压
突尼斯
安卡拉
霍姆斯 、
基尔库克
喀布尔
纬度 经 度 海拔 ,
亡 滁 卜理、
“巧,
,
,
,
,
,
,
护
‘
,
护
,
‘
‘
,
,
罗 ,
,
,
,
,
,
,
,
‘
,
,
,
,
,
‘
‘
,
,
‘
,
,
,
,
‘
‘
’
’
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
‘
,
,
,
,
‘
,
,
,
一 。
。
一 。
一 。
一 。
一
。
。
。
。
。
,
。
,
。
。
一 。
。
。
,
,
一 。
移韶
, 资料年代长为 年 ‘ ‘
·
川 为 一 月平均气温 叶 、 , 为 一 。月平均 日照百分率
、 一 、 、 ,为 一 月降水量 、
冷冬 区 包括我国华北 、 西北 、 成的遗传类型具有高度的抗寒性 , 例如我
中西亚 内陆高寒 区 , 美国东北部的新英格 国北部起源的浑春桃川 , 北美的蓓蕾
兰和大湖区 这些地 区大多位于高纬度或 , 等是抗寒育种的重要
高海拔地区 , 冬季低温常常使桃的树体和 资源 温冬 区包括我国秦岭和淮河以南的
花器官发生不 同程度的冻害 , 成为当地桃 长江流域一带 , 日
’
本中南部 , 地中海中北部
的生产限制 因子川 在这一生态条件下形 沿岸 , 美国密西西 比河中游 , 加州中北部
应 用 生 态 学 报 卷
月犯旧”阳
衰 表 中气候资料正规化数据
二 川 欢 ⋯ 血妞 吸
粉
人挂 入
· 入二
, ,
。
。
。
,
。 。
。
, , ‘ , , 马
手
、 , , , 日
, ,
月矛,一,︼孟悦︸勺户急反
⋯
甘人︸亡八口‘匕」及几亡﹃巴,份口八‘自
⋯
。
︸了内廿口匀一匕甘
⋯
切体加刊湘故洲径乃”
。
。
。
。
。
甲’
·
一 月平均气温空间聚类动态过程图
又 、
入二 入二 入一 入 二
际卜
, , , , , , , ,
”筋邓汉朽巧
“印几
内︸六一名月了巴月了一‘
⋯
﹃︵石,,亡一几八匕吕
⋯
。
。
。
。
。
,
。
。
。
二 为 一 月平均气温正规化数据
,
, 奎为 一 月 平均 日照 百 分 率 正 规 化数据
一
、 , , 为 一 月降水
量正规化数据
碱
等 这些地区冬季不太冷 , 少有冻害发生 ,
又能满足大多数品种对休 眠的低温要求 ,
是桃的理想越冬区 但某些早花品种 则有
可能遭受春季晚霜对花和幼果的伤害 暖
冬地 区包括我国南岭以南的华南地 区 , 美
国东南部大西洋滨海区和墨西哥湾沿岸 ,
图
, 一 , 一
,
劝 ,
门
了, , , ,
,
一 月平均 日照百分率和降水量空间聚类动态
,八甘丹‘曰‘﹄,︸‘,
过程图
一
地中海中南部沿岸 , 葡萄芽西南沿海等 这
些地 区冬季温和 , 桃树休眠所需的
期 李载龙等 世界主要挑产区气候条件模糊聚类分析与基因资源生态型的研究
以下低温时数较少 起源于冷冬 区和 温冬
区的品种引入该地 区后 , 常因冬季低温休
眠不足而在春季延迟发叶 , 引起异常落花
落果 , 成为桃在暖冬地区栽培的限制因子
美国佛罗里达州和得克萨斯州利用我国华
南等地的基因资源培育出许多短低温类型
的桃和油桃品种 , 改善并扩大 了桃在暖冬
地区的生产栽培
生长期光照和降水
图 表 明 , 根据 一 月的平均 日照
百分率和 同期降水量 , 当截取水平 入
时 , 世界主要桃产区可分为三大类型 即光
照 充足 的干燥 区 一 , ,
光照较 足 的 半湿 润 区 一 , 一
, 和光照不足的湿润 区 ,
一 中国西北 , 地中海沿岸地
区 , 中西亚大部分地 区和美国西海岸属光
照充足的干燥区 这些地 区 一 月 日照
百分率大多在 以上 , 其中的某些地 区
如加州的弗雷斯诺甚至高达 , 而同期
降水量多在 以 下 由于 生 长季 很
少下雨 , 所以天空中云量少 , 阳光强烈 , 蓝
紫光成分相对较高 , 并且土壤 含水量低 , 通
气性好 桃性喜光 , 不耐湿 它在这种生态
条件下生长稳定 , 不徒长 , 病害少 , 树体寿
命较长 , 而且果实大 , 着色好 , 品质优 良 , 丰
产 这些地区只要有灌溉供水 , 桃便能获得
良好的栽培效果 我 国华北和 美国东部属
光照较足的半湿润 区 这些地 区 一 月
日照百分率多在 一 之间 , 同期降水
量也多在 一 之 间 , 且 以阵性降
水为主 , 少有长期的连阴雨 , 这些条件对桃
的生长结果也是有利的 我国长江流域及
其以南地区和 日本中南部同属光照不足的
湿润 区 该区 一 月的 日照百分率 多在
写以下 , 有的甚至 只有 写 如成都 ,
同期降水多在 以上 , 在春末夏初
有为期 天至 个 月的连阴雨 梅雨 天
气 生长季大量降水 , 不但减少了 日照时数
和光照强度 , 影响叶的光合效率 , 而且过量
的雨水助长枝叶徒长 , 使相对少的光合产
物大量转向营养生长 , 引起严重落果 树体
果实负荷减轻 , 反过来进一步加剧营养生
长 , 影响 了构成第 年产量基础 的花芽数
量和质量 此外 , 大气湿度高还促使病害发
生 , 所 以桃在这一气候条件下栽培难度相
对较大 然而 , 由于长期 自然和人工选择的
结果 , 使得形成于这一生态条件下的华中
系品种群大大发展了对阴湿天气的忍受能
力 , 因而成为一种独具特色的基因资源
桃的生态分布和引种
从综合的气候生态类型角度剖析世界
桃的产量分布发现 , 大 多数的桃位于生长
季阳光充足的少雨地区 , 尤其是这一气候
条件下的温冬 区 其冬季温度既可满足桃
的休眠要求 , 又无冬季冻害之虞 总产量中
大约 沁的桃集中在地 中海沿岸一带和
美国的加州 , 充分反映了它的喜光习性 产
量分布上第 个重要的气候类型为生长季
阳光较充足的半湿润区 , 如我 国华北和美
国东部地区 值得注意的是中国长江流域
和 日本的桃区属于生长季多雨 、 光照不足
的气候生态类型 尽管这一生态 区的桃在
世界总产量中所占比例不大 , 然而却是一
种很有利用价值的生态类型 据考古挖掘
发现 , 桃在长江下游一带的存在至 少 已有
近 年的历 史 由于长期选择的结果 ,
华中系品种群对生长期低光照多湿的气候
具有 良好的适应性 它们表现花量大 , 特别
是复花芽 比例高 , 产量综合形成能力好 这
对本性喜光的桃来说是一种难能可贵的特
性 作为这一生态型的代表品种之 一上海
水蜜 , 能够成为 日本和美国现今栽培桃的
祖先 , 并对世界桃的生产发展作出重大贡
献 , 除了其优良的果实品质之外 , 还与它具
有更广泛的气候适应性也是分不开的
应 用 生 态 学 报 卷
大量引种实践表明 , 不同生态地理起
源的桃具有特定的气候适应范围 在我国 ,
华北系品种群特别是西北干旱地区的桃引
种到长江流域 , 表现容易徒长 , 结实不 良 ,
很难充分发挥其原有果实品质 , 但华中系
品种引种到北部黄河流域大多表现 良好 ,
且果形增大 日本品种引入我国 , 无论南北
方基本都能成功 , 栽培效果甚佳 许多 日本
品种如白凤 、大久保 、 岗山白 、砂子早生 、布
目早生等成为我国各地重要栽培品种便是
极 好 的 例 证 波 斯 系 品 种 , 如 菲 力 普
、 塔 什 干 、 西 姆 士
等 , 引 入 多雨 的长 江 流域和 日本 ,
由于结实 不 良 , 而且 易生炭疽病 , 无法 生
产 在美国 , 东部地区选育的品种可在西部
的加州应用 , 但西部起源的品种原 则上不
能在东部多雨地区生产 我国和美国的东
南部 , 地理纬度 , 温度条件 , 降水量大体相
似 , 但雨量的分布和光照条件有差异 , 这一
点在两国东南部之间表现尤为明显 近年
来 , 我校从美国东部地区引入不少品种 , 试
种表明 , 从总体上看 , 它们比欧洲和美国西
部起源的品种引种效果好得 多 , 但仍不及
从 日本的引种 , 也比本地品种稍逊一筹 这
些引种实践表明一个基本趋势 , 即当生态
条件存在差异的地区间进行引种 , 在一定
温度范围内 , 桃从生长期雨量 多 , 光照差的
地区向着雨量减少 , 光照改善的地区引种 ,
成功的可能性大 , 反之难度增加
结 论
根据模糊聚类分析所得的结果 , 世界
主要桃产区从越冬温度 方面可分为
冷冬区 、 温冬 区 一 和 暖冬
区 从 生 长 期 的 日 照 百 分 率
、 , 和降水 一 方面可分为光照充足
的干燥 区 一 , , 光照较
足的半湿润区 一 , 一
和 光 照 不 足 的 湿 润 区 , 一
世界桃的主要产量集中分布在生长
季光照充足 、 少雨 , 休眠期温度适中的温冬
区 在温度条件合适的范围内 , 不同地区间
桃的引种通常是向着夏季少雨 、 光照改善
的方向进行 , 成功的可能性大
不同生态气候条件下形成的桃树种
质资源在生理特性上有明显分化 起源于
冷冬地区的桃具有良好的抗寒性 , 而 暖冬
地区形成的桃资源拥有对短低温环境的适
应性 对本性喜光的桃来说 , 从生长季光照
不足 、 雨水多的长江流域发展起来的华中
系品种群 , 在桃的遗传资源利用上有着特
殊重要的地位
参考文献
【 〕 李载 龙 现 代化 与桃的 品种改 良 今 日科
技 , 一
【 〕 冯定原 农业气象预报和情报方法 气象出
版社 北京 一
·
〔 」 顾 模 辉春桃起源历史的考查 园艺学
报 , 一
〔 〕 小林 章 果树环境论 养贤堂 , 东京 ,
一
〔」 , , 衣 二
,
, 一 一
」 ,
·
各
,
〕 ,
、
, 吕
一
【 〕
、 一
八
, ‘、 ,
,
, , ,
—, 一
, 、 ,
‘介 , ‘丫 , 一
〕 , 叱 小
‘匆 川 , , 一