全 文 ：中国生态农业学报 2015年 2月 第 23卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Feb. 2015, 23(2): 167−173


* 贵州省烟草公司重点科技攻关项目(GY2012-06)资助
** 通讯作者: 许自成, 主要研究方向为烟草品质生态与质量评价。E-mail: zcxu@sohu.com
郑东方, 主要从事烟草生态与质量评价研究。E-mail: zhengdongfang@outlook.com
收稿日期: 2014−09−14 接受日期: 2014−12−04
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.141062
气候变暖对烤烟气候适生性和大田可用日数的影响*
郑东方1 许嘉阳1,2 黄化刚3 许自成1** 翟 欣2
陈 雪2 张雅杰1 王佩雯1
(1. 河南农业大学烟草学院 郑州 450002; 2. 华中农业大学资源与环境学院 武汉 430070;
3. 贵州省烟草公司毕节市公司 毕节 551700)
摘 要 为了研究气候变暖对毕节烟区烤烟及大田可用天数的影响, 利用毕节烟区 1971—2010 年的气候资料,
分析近 40 年来毕节烟区气候的变化趋势及特点、烤烟气候适生性指数(CFI)和大田可用天数与温度的关系及
变化趋势。结果表明: 毕节烟区年均温一直呈比较平稳的上升趋势, 增幅为 0.38 ℃⋅10a−1; 毕节烟区近 40 年
年均降雨量为 1 047.78 mm, 大田期年均降雨量为 527.03 mm, 大田期降雨量随着气候变暖而逐渐减少; 毕节
烟区近 40年年均日照时数为 1 318.20 h, 大田期年均日照时数为 632.70 h, 大田期年均日照时数也随着气候变
暖而逐渐减少; 1971—2010年间毕节烟区年平均 CFI为 0.62, 且呈逐年上升趋势。日均温≥13 ℃初日随着气
候变暖一直在提前, 40年间提前了将近 30 d, 平均为 7.5 d⋅10a−1; 日均温≥18 ℃终日随着气候变暖一直在滞后,
近 40年间烤烟采收终期延后了 27 d, 平均为 6.75 d⋅10a−1; 40年间烤烟大田可用日数也一直随年均温呈平稳增
加趋势, 近 40年间共增加了 58 d, 增幅为 14.5 d⋅10a−1。气候变暖导致毕节烟区降雨量减少、日照时数变短, 但
烤烟 CFI随之升高, 有利于烤烟的生长, 同时气候变暖导致毕节烟区烤烟的大田可用日数增加。
关键词 烤烟 气候变暖 气候适生性指数 大田可用日数 日均温度 日照时数 降雨量 毕节市
中图分类号: S572 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)02-0167-07
Effect of global warming on climate feasibility index and available
field days of flue-cured tobacco
ZHENG Dongfang1, XU Jiayang1,2, HUANG Huagang3, XU Zicheng1, ZHAI Xin2,
CHEN Xue2, ZHANG Yajie1, WANG Peiwen1
(1. College of Tobacco Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;
2. College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China;
3. Bijie Branch of Guizhou Provincial Tobacco Company, Bijie 551700, China)
Abstract In order to study the effects of global warming on the adaptability of flue-cured tobacco and available field days in Bijie
tobacco-growing region, climate date for 1971ԟ2010 in Bijie tobacco-growing region were used to analyze the trend and
characteristics of climate change in the last 40 years. The analysis determined climate feasibility index (CFI) of flue-cured tobacco,
the relationship between available field days and temperature and the trends of change in these factors. The results showed that
average annual temperature in Bijie tobacco-growing region steadily increased at 0.38 ℃⋅10a−1. The average annual rainfall in the
last 40 years in Bijie tobacco-growing region was 1 047.78 mm, with 527.03 mm during tobacco growing period. Average annual
sunshine duration in Bijie tobacco-growing region in the last 40 years was 1 318.20 h, with 632.70 h during tobacco-growing period.
Sunshine duration gradually decreased during 1971ԟ2010 in Bijie tobacco-growing region due to global warming. CFI increased
gradually from 1970 to 2010, with a average annual CFI of 0.62. The start of period with average daily temperature ≥13 ℃
occurred early by about 30 d (average of 7.5 d⋅10a−1) during the 40 years. Then the end day of period with average daily temperature
≥18 ℃ (which is the harvest stage of flue-cured tobacco) delayed by about 27 d (average of 6.75 d⋅10a−1) after 40 years of global
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warming. The trend in flue-cured tobacco available field days in the last 40 years steadily increased by 58 d (an increase of 14.5 d⋅10a−1)
with increasing annual average temperature. Although global warming reduced rainfall and shortened the sunshine duration in
Bijie tobacco-growing region, CFI of flue-cured tobacco increased. This was conducive for the proper growth of flue-cured
tobacco due to increasing available field days in the Bijie tobacco-growing region.
Keywords Flue-cured tobacco; Global warming; Climate feasibility index; Available field days; Average daily temperature;
Sunshine duration; Rainfall; Bijie City
(Received Sep. 14, 2014; accepted Dec. 4, 2014)
随着现代工业及人类文明的不断向前发展, 全
球气候变化及其影响日益受到关注[1−3]。气候变化对
农业的影响是近年来人们研究的热点问题[4−6]。农业
生产和生态环境对气候变暖的响应较为敏感[7]。研
究表明 , 气候变暖导致积温增加 , 生育期延长 , 喜
温作物界限北移 , 产量增加 ; 另一方面 , 气候变暖
也带来负面影响, 干旱灾害频繁, 作物病虫害增多,
喜凉作物受到了冲击 [8−10]; 同时 , 气候变暖导致冬
季气温偏高, 越冬病虫卵(蛹)死亡率降低, 易造成病
虫危害, 增大防治难度[11−12]。王志伟等[13]研究发现,
1983—2004 年棉花的平均播期都在不同程度地提前,
大部分棉花停止生长的日期都在推迟, 生育期的延
长对棉花产量和品质的提高十分有利; 齐永青等[14]
研究表明, 太行山前平原区近 50 年来明显变暖, 增
温速率为 0.35 ℃⋅10a−1, 其中冬季增温幅度最大, 为
0.51 ℃⋅10a−1, 气候变暖对作物的影响主要表现在有
效积温的增加。
烟草是我国重要的经济作物之一, 种植面积和
总产量位居世界第一[15]。它对环境极为敏感, 生态因
素对烟叶产量和品质的影响很大[16]。科学研究和生产
实践表明, 气候和土壤等生态环境条件对烟株田间长
相长势、烟叶质量、产值、化学成分、致香物质含量
和评吸质量的影响甚至大于品种因素[17−19]。目前有关
气候因素对烤烟品质影响的研究较多[20−23], 关于气
候变暖对烤烟适生性的影响, 只是对单一指标的数
据比较, 同时关于气候变暖对烤烟移栽期、生育期
长短、烤烟可以利用的大田天数的研究还鲜见报道。
本文利用毕节烟区近 40 年的气候和烤烟物候数据,
就本区气候变暖特征对烤烟气候适生性指数和大田
可用时数的影响进行研究, 以期提高气候变暖背景
下烤烟响应特征及调整策略的认识水平。
1 研究区域概况与研究方法
1.1 研究区域概况
毕节烟区位于贵州省的西北部(东经 105°36′~
106°43′, 北纬 26°21′~27°46′), 地处内陆, 属低纬度
高海拔山区, 亚热带湿润气候, 境内年平均气温 12~
13 , ℃ 无霜期 245~265 d, 区域气候差别不明显。毕
节烟区烟田施肥习惯为纯氮 97.5 kg⋅hm−2, 氮磷钾比
例为 1︰1︰3, 区域内历史施肥量差别不大。
1.2 数据来源
气象数据来源于毕节烟区 84 个基本农业气象
站 1971—2010年的平均气温、最高气温、最低气温、
降雨量、相对湿度、日照时数等逐日数据。
部分数据缺测使用缺测日前后 2 日数据的平均
值代替, 月数据缺测使用该月多年平均值代替, 局
部建站较晚站点从建站次年数据开始处理。由于许
多气象站点多建在山间盆地, 海拔 840~2 100 m, 差
异较大[24−25], 故很多气象站点数据不能代表当地烤
烟种植区的实际气象状况。为了使气象数据与烟区
具有较好的对应, 根据毕节市烟草公司提供的各年
份烤烟种植区划对未植烟区域的气象站点进行剔除,
最后选定的农业气象站点共 61个。历年烤烟大田移
栽、生长发育数据来源于贵州省烟草公司毕节市公
司技术中心。
1.3 研究方法
利用毕节市的相关气象资料, 结合烤烟大田移
栽、生长和烟叶化学成分资料, 应用 SPSS 21.0软件
计算相关系数, 建立回归模拟方程, 分析毕节烟区
的气候指标、烤烟适生性指数、大田可用时数与温
度的关系及变化趋势 , 揭示气候变暖对烤烟的影
响。在 Microsoft Excel中进行数据的初步整理、制
图表和综合评价, 多重比较在 SPSS 21.0中实现。
气候适生性指数(CFI): 生态综合评价采用模糊
数学隶属函数的数学模型进行。设有 n个生态环境,
每个生态环境有 m个气候指标(m=1, 2, 3,⋯, j), Nij
和 Wij分别表示第 i 个生态环境、第 j个气候指标的
隶属度值和权重系数, 其中 0满足
1
1
m
ij
j
W
=
=∑ 。则各个生态环境的气候适生性指数[16]
(climate feasibility index, CFI)可表示为:
CFIi=
1
m
ij
j
N
=
∑ ×Wij (1)
第 2期 郑东方等: 气候变暖对烤烟气候适生性和大田可用日数的影响 169


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2 结果与分析
2.1 毕节烟区年均温和大田期年均温的年际变化
图 1a显示 1971—2010年间毕节烟区年均温和
大田期年均温的变化。1971—2010 年间毕节烟区
年均气温为 13.21 , ℃ 年均温一直呈比较平稳的上
升趋势, 增幅为 0.38 ℃⋅10a−1, R2值为 0.79, r=0.89,
r0.01,39=0.393, r>r0.01,39, 气温升高与时间的相关性
达到极显著水平。从图 1 可以看出 , 1971—2010 年
大田期年均温为 19.55 , ℃ 近 40 年间大田期年均
温也表现持续上升趋势 , 其与时间的回归方程的
决定系数为 0.64, 相关系数 r=0.80, r0.01,39=0.39,
r>r0.01,39, 故大田期年均温与时间的相关性达到
极显著水平。图 1b 显示了年均温距平变化趋势 ,
年均温在 1997—2010年间增加明显 , 1982年以前
气温距平全部为负值 , 1997 年以后气温距平全部
为正。

图 1 1971—2010年毕节烟区年均温和烤烟大田期年均温(a)和气温距平(b)的变化
Fig. 1 Variations of flue-cured tobacco field annual mean temperature (a), and anomaly of temperature (b) from 1971 to
2010 in Bijie tobacco-growing area
2.2 气候变暖对大田期降雨量、日照时数和烤烟
CFI的影响
2.2.1 大田期降雨量和日照时数的变化
从图 2a 可以看出, 毕节烟区的大田期降雨量随着
气候变暖而逐渐减少, 其相关系数 r=0.69, r0.01,39=0.39,
r>r0.01,39, 负相关性达到极显著水平 , 回归方程为
y=−2.682x+582.01; 毕节烟区近 40 年年均降雨量为
1 047.78 mm, 大田期年均降雨量为 527.03 mm, 高
于全国水平。图 2b表明毕节烟区的大田期年均日照
时数随着气候变暖而逐渐减少 , 其相关系数 r=0.75,
负相关性达到极显著水平, 回归方程为 y=−3.861 5x+
711.88; 毕节烟区近 40年年均日照时数为 1 318.20 h,
大田期年均日照时数为 632.70 h, 能够满足烟草的
生育需求。
2.2.2 气候变暖对烤烟 CFI的影响
CFI 可以综合评价烤烟对当地气候条件的适应
能力, 根据不同烤烟生育期的降雨量、均温、日照
时数等 8 项气候指标, 以此评价毕节烟区气候适生
性的因子, 根据以往研究[16,26]确定各参评指标的隶
属函数类型及其转折点(表 1)。经过计算, 历年烤烟
CFI见图 3。1971—2010年间年平均烤烟 CFI为 0.62,
年平均 CFI 一直呈上升趋势, 1980—2000 年之间的
CFI 波动较大。CFI 与大田期年均温的回归方程为
y=0.142 8x−2.176 5, R2值为 0.51, r=0.71, CFI与大田
期年均温的相关性达到极显著水平。
2.3 气候变暖对烤烟大田可用日数的影响
烤烟移栽至团棵期气温低于 13 ℃持续 7 d以上,
将导致早花现象, 日均温稳定通过 18 ℃的天数在
70 d 以上, 有利于优质烟叶生产[27−29], 所以将日均
温稳定≥13 ℃初日和≥18 ℃终日作为开始移栽和
结束采收的日期。如图 4a所示, 日均温≥13 ℃初日
随着气候变暖一直在提前, 40年间提前了将近 30 d,
平均为 7.5 d ⋅10a − 1 ; 其与年均温的回归方程为
y=−0.058 3x+2 448.3, R2=0.71, 相关系数 r=0.84, 相
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图 2 1971—2010年毕节烟区烤烟大田期年均温和降雨量(a)及日照时数(b)的变化趋势
Fig. 2 Change trends of annual mean temperature and rainfall (a), and sunshine duration (b) during flue-cured tobacco field period
from 1971 to 2010 in Bijie tobacco-growing area
表 1 气候因子所属隶属函数类型、转折点及权重值
Table 1 Types of membership function, threshold value and weight value of each climate factor
气候因子
Climate factor
隶属函数类型
Type of
membership
function
下限
Lower
limit
最优值下限
Optimal
lower
limit
最优值上限
Optimal
upper
limit
上限
Upper
limit
权重
Weight
(%)
伸根期均温 Average temperature during root extending stage ( )℃ 13 18 28 35 12.45
旺长期均温 Average temperature during vigorous growth stage ( )℃ 10 20 28 35 12.40
成熟期均温 Average temperature during maturing stage ( )℃ 16 20 25 35 12.37
伸根期降雨量 Total precipitation during root extending stage (mm) 20 80 100 300 12.11
旺长期降雨量 Total precipitation during vigorous growth stage (mm) 50 100 200 400 12.72
成熟期降雨量 Total precipitation during maturing stage (mm) 30 80 120 400 12.73
大田期日照时数 Total sunshine duration during field period (h) 200 400 600 800 12.42
大田期空气湿度 Air humidity during field period (%)
抛物线型
Parabola-type
function
60 70 80 90 12.79


图 3 1971—2010年毕节烟区烤烟大田期年均温度与烤
烟气候适生性指数的关系
Fig. 3 Relationship between annual mean temperature during
flue-cured tobacco field period and the climate feasibility index
from 1971 to 2010 in Bijie tobacco-growing area
关性达到极显著水平。如图 4b所示, 日均温≥18 ℃
终日随着气候变暖一直在滞后, 近 40年间烤烟采收
终期延后了 27 d, 平均为 6.75 d⋅10a−1; 其与年均温
的回归方程为 y=0.08x−3 339.1, 相关系数 r=0.87,
相关性也达到极显著水平。
以日均温≥13 ℃初日作为烤烟可移栽的始期,
≥18 ℃终日作为成熟采收的末期, 由此确定毕节地
区烤烟大田期的可用日数。如图 5 所示, 40 年间烤
烟大田可用日数一直随年均温呈平稳增加趋势, 近
40年间共增加 58 d, 增幅为 14.5 d⋅10a−1。大田可用
日数与年均温进行相关性分析发现, 两者相关性较
强, 相关系数 r=0.86, 达到极显著水平, 回归方程为
y=21.67x−137.35。
第 2期 郑东方等: 气候变暖对烤烟气候适生性和大田可用日数的影响 171


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图 4 1971—2010年毕节烟区年均温与日均温≥13 ℃初日(a)和日均温≥18 ℃终日(b)的变化趋势
Fig. 4 Change trends of annual mean temperature and the first day of mean daily temperature higher than 13 ℃ (a), and the last day
of mean daily temperature higher than 18 ℃ (b) from 1971 to 2010 in Bijie tobacco-growing area

图 5 1971—2010年毕节烟区年均温与烤烟大田可用
日数的关系
Fig. 5 Relationship between annual mean temperature and
flue-cured tobacco field available days from 1971 to 2010 in
Bijie tobacco-growing area
3 讨论
气候变暖作为全球变化的主要表现之一, 已经
成为一个不争的事实。气候变暖不仅是温度的升高,
伴随着还有一些其他环境因子的变化[30]。Smith 等[31]
通过研究指出, 随着温度上升 2~3 ℃与之相伴的降
雨量会下降, 在亚洲干旱和半干旱区域的草地生物
量将下降 40%~90%。国内研究也表明, 过去 50 年降
雨量年际变化明显, 20世纪 50、60年代的降雨量较多,
70、80年代降雨量大幅度减少, 90年代略有增加[32], 这
与本文的研究结果一致。同时, 农业气候资源是多
维因素的综合体, 这就决定了单因素评价方法难以
得出以区域为单位的农业气候资源的综合评语 [16]。
许自成等[33]运用 CFI 对湖北不同移栽期所导致的烤
烟适应能力进行了综合评价。CFI 能综合反映气候
变暖导致的多个气候因子对烤烟生长发育的影响。
本文计算了气候变暖下不同年份毕节烟区的 CFI,
通过分析历年的 CFI 发现, 随着气候变暖, 烤烟的
CFI 逐年提高, 说明气候变暖所导致的气候因子变
化有利于烤烟生长。
有研究表明, 随着气候变暖温度的升高, 空间
上许多作物的种植界限均发生了一定变化, 总体表
现为向高纬度和高海拔移动的趋势[34]。也有研究表
明, 时间上一些作物的适宜播期(移栽期)也发生相
应的变化, 气候变暖导致土壤温度升高, 春季作物
的播种期在 20 世纪 90 年代较 60 年代提前 10 d 左
右[35]。邱雪柏等[36]研究了遵义市近 50年的气象资料
发现, 烤烟的适宜移栽期可以提前到 4月 20日左右,
这与本文结果相似。本文初步研究结果显示, 气候
变暖导致气温稳定通过 13 ℃的日期提前, 同时通过
18 ℃的日期滞后, 从而延长了烤烟大田可以利用的
日数。
4 结论
利用毕节市 1971—2010年的气象观测资料, 结
合贵州省烟草公司毕节市公司技术中心 1981—2010
年的烤烟生育期和化学成分资料 , 通过分析烤烟
CFI 和大田可用天数与温度的关系及变化趋势表明:
毕节烟区年均温一直呈比较平稳的上升趋势, 增幅
172 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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为 0.38 ·10a℃ −1; 大田期均温为 19.55 , ℃ 近 40年
间大田期年均温也表现持续上升趋势。毕节烟区近
40 年年均降雨量为 1 047.78 mm, 大田期年均降雨
量为 527.03 mm, 毕节烟区的大田期降雨量随着气
候变暖而逐渐减少; 毕节烟区近 40 年年均日照时
数为 1 318.20 h, 大田期年均日照时数为 632.70 h,
毕节烟区的大田期年均日照时数也随着气候变暖
而逐渐减少; 1971—2010 年间年平均 CFI 为 0.62,
逐年呈上升趋势。日均温≥13 ℃初日随着气候变
暖一直在提前 , 40 年间提前了将近 30 d, 平均为
7.5 d⋅10a−1; 日均温≥18 ℃终日随着气候变暖一直
在滞后, 近 40年间烤烟采收终期延后了 27 d, 平均
为 6.75 d⋅10a−1; 40年间烤烟大田可用日数一直随年
均温呈平稳增加趋势, 近 40年间共增加了 58 d, 增
幅为 14.5 d⋅10a−1。
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