黃志偉 曹劍 柏玉平

摘要：【目的】評(píng)價(jià)不同油茶品種對(duì)重慶市不同區(qū)（縣）氣候因子的適應(yīng)性，為重慶市油茶引種、栽培提供參考依據(jù)?！痉椒ā繉?duì)我國29個(gè)油茶主栽區(qū)（縣）和12個(gè)國家油茶良種基地的年均氣溫、極端最高溫等11個(gè)氣候指標(biāo)進(jìn)行主成分分析和聚類分析，篩選出影響油茶生產(chǎn)的主要?dú)夂蛞蜃樱焕媚：碚撝械碾`屬函數(shù)方法，計(jì)算重慶市31個(gè)區(qū)（縣）栽培油茶的氣候適應(yīng)性指數(shù)，進(jìn)而對(duì)重慶市油茶栽培區(qū)進(jìn)行區(qū)劃?！窘Y(jié)果】影響重慶市油茶栽培的最重要?dú)夂蛞蜃訛闊崃恳蜃?，即年均氣溫?1～12月平均氣溫、無霜期、最冷月平均氣溫、≥10 ℃有效積溫和極端最低溫；其次為日照時(shí)數(shù)、年降水量、最熱月平均氣溫等水分和光照因子。對(duì)重慶市的氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，重慶市大部分區(qū)（縣）油茶栽培的氣候適應(yīng)性指數(shù)（CAI）與油茶最適區(qū)基本一致，均大于0.80。【結(jié)論】重慶市大部分區(qū)（縣）氣候條件適合油茶生長(zhǎng)，建議從相似性總分值小于1.50且熱量、降雨和光照條件較一致的貴州天柱、湖南長(zhǎng)沙、瀏陽及江西分宜等地區(qū)引種。

關(guān)鍵詞： 油茶；氣候適應(yīng)性；栽培區(qū)劃；重慶

中圖分類號(hào)： S794.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）08-1338-06

Abstract：【Objective】Adaptability of different Camellia oleifera Abel. varieties to climatic factors in different districts（counties） of Chongqing were evaluated， in order to provide reference for introduction and cultivation of C. oleifera in Chongqing. 【Method】Based on principal component analysis and cluster analysis of 11 climatic indexs（including annual average temperature and extreme high temperature etc.） in 29 C. oleifera main growing areas of China and C. oleifera improved seed bases of 12 countries were analysed， the main climate factors affecting the C. oleifera production were screened out. Then the climate adaptability index（CAI） of 31 districts（counties） of Chongqing were calculated by membership function method in the fuzzy theory， and the cultivating region of C. oleifera were regionalized. 【Result】The results showed that， the most important climatic factors affecting cultivation of C. oleifera were heat factors viz.， mean annual temperature， mean temperature of November and December， frost-free period， mean temperature of the coldest month， ≥10 ℃ accumulated temperature and extreme minimum temperature）， followed by moisture and sunshine factors（sunshine time， annual precipitation and mean temperature of the hottest month）. The adaptability evaluation results that， CAI of most districts（counties） in Chongqing was basically in accordance with that of the most suitable cultivation area， which was more than 0.80. 【Conclusion】The climatic conditions of most districts（counties） in Chongqing were suitable for growth of C. oleifera. C. oleifera varieties should be introduced from Tianzhu of Guizhou， Changsha and Liuyang of Hunan and Fenyi of Jiangxi because these regions have similarity scores of less than 1.50， and consistency of heat， rain and light conditions with Chongqing.

Key words： Camellia oleifera Abel.； climate adaptability index； cultivation regionalization； Chongqing

0 引言

【研究意義】油茶（Camellia oleifera Abel.）隸屬于山茶科山茶屬，是我國特有的木本食用油料植物，在南方18個(gè)?。▍^(qū)）1100多個(gè)縣（市）均有廣泛栽培（陳永忠，2008）。我國油茶栽培種有13種，優(yōu)良無性系、優(yōu)良家系、雜交組合及優(yōu)良農(nóng)家品種達(dá)280多個(gè)（莊瑞林等，2008），通過國家審定的油茶良種多數(shù)僅適合我國亞熱帶地區(qū)種植（楊偉波等，2012）。重慶市油茶主要分布在三峽庫區(qū)及渝東南部分區(qū)（縣），歷史上栽培品種多為衡東大桃、巴陵籽等，為普通油茶的農(nóng)家良種類型，品種單一、退化快、適生區(qū)域窄。從2009年開始，重慶市林業(yè)科學(xué)院從江西、浙江、廣西及湖南等?。▍^(qū)）引進(jìn)了28個(gè)優(yōu)良無性系，在秀山縣梅江鎮(zhèn)開展品比試驗(yàn)，篩選出適合當(dāng)?shù)厍以缙谛誀畋憩F(xiàn)較好的8個(gè)適生品種（彭秀等，2013），而重慶市其他區(qū)（縣）的油茶栽培仍處于試種篩選階段，引種缺乏有效的理論指導(dǎo)。因此，分析評(píng)價(jià)全國油茶重要產(chǎn)區(qū)及重慶市油茶栽培區(qū)（縣）的氣候適應(yīng)性，對(duì)重慶市科學(xué)引種油茶、合理布局油茶產(chǎn)業(yè)具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】利用主成分分析和聚類分析方法進(jìn)行種質(zhì)資源及性狀評(píng)價(jià)有較多報(bào)道（李林軒等，2014；王玉勝等，2014；李飛等，2015；劉炳清等，2015；宋軍生等，2015；孫亞強(qiáng)等，2015），在油茶氣候區(qū)劃、引種方面的應(yīng)用也有一些報(bào)道。吳明作等（2007）應(yīng)用相似距離理論分析油茶與適生地的相似距離，并結(jié)合積溫、日照、無霜期等因子確定了油茶在河南省的氣候適宜種植區(qū)。左繼林等（2010）使用典型相關(guān)分析方法分析了油茶與氣象因子的相關(guān)性，為開展油茶經(jīng)濟(jì)性狀與氣候因子關(guān)系研究提供了有力手段。陸魁東等（2011）、王瑩等（2013）采用GIS技術(shù)和專家打分法，分別對(duì)湖南和廣西油茶氣候區(qū)適宜度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，獲得了兩地的氣候適宜度區(qū)劃指標(biāo)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，針對(duì)重慶市油茶引種試驗(yàn)方面的研究較多，但有關(guān)栽培適應(yīng)性氣候區(qū)劃分的研究尚未開展，致使許多區(qū)（縣）引種不成功?！緮M解決的關(guān)鍵問題】應(yīng)用主成分分析和聚類分析法，分析影響油茶生長(zhǎng)的主要?dú)夂蛞蜃?，利用模糊理論中的隸屬函數(shù)計(jì)算法計(jì)算全國油茶主產(chǎn)區(qū)及重慶市各區(qū)（縣）油茶栽培的氣候適應(yīng)性指數(shù)，并對(duì)重慶市油茶栽培區(qū)進(jìn)行區(qū)劃，為重慶市油茶引種、栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

重慶市地處長(zhǎng)江上游，位于東經(jīng)105°11′～110°11′、北緯28°10′～32°13′，轄23個(gè)區(qū)、11個(gè)縣和4個(gè)自治縣，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫14～18 ℃，最熱月平均氣溫26～29 ℃，最冷月平均氣溫2～8 ℃，氣溫呈現(xiàn)從西部河谷及沿江地帶向東北部、東南部遞減的變化趨勢(shì)。區(qū)域內(nèi)年均降水量1000～1350 mm，集中在5～9月；≥10 ℃有效積溫多數(shù)地區(qū)在5500～5900 ℃，開縣、云陽縣等低海拔地區(qū)積溫在6000 ℃以上，城口、酉陽、黔江等地積溫為4200～4800 ℃；年日照時(shí)數(shù)僅1000～1400 h，為全國年日照時(shí)數(shù)最少的地區(qū)之一；無霜期長(zhǎng)，多數(shù)地區(qū)在325～345 d。從氣候條件看，重慶市大部分地區(qū)能滿足油茶生長(zhǎng)要求。

1. 2 研究方法

1. 2. 1 油茶生境氣候資料收集與整理 從《全國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2009～2020年）》中選取最適宜發(fā)展油茶的8個(gè)?。▍^(qū)）共29個(gè)油茶主栽區(qū)（縣）和12個(gè)國家油茶良種基地所在區(qū)（縣）進(jìn)行油茶栽培氣候因子分析；根據(jù)過往的相關(guān)研究結(jié)果，初步選擇各地的年平均氣溫、最熱月平均氣溫、極端最高溫、最冷月平均氣溫、極端最低溫、≥10 ℃有效積溫、10～12月平均氣溫、年無霜期、8～9月降水量、年平均降水量、年平均日照時(shí)數(shù)等11個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，相關(guān)數(shù)據(jù)源于文獻(xiàn)和當(dāng)?shù)貧庀筚Y料。將篩選出的氣候因子與重慶市31個(gè)區(qū)（縣）氣候因子進(jìn)行比較分析，最終確定重慶市油茶適生區(qū)域。

1. 2. 2 氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法 氣候因子指標(biāo)篩選：利用因子分析對(duì)影響油茶生長(zhǎng)的11個(gè)氣候因子進(jìn)行KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）檢驗(yàn)，當(dāng)KMO大于0.70時(shí)，方可判定數(shù)據(jù)可采用主成分分析；利用主成分分析將11個(gè)氣候因子進(jìn)行分類、簡(jiǎn)化，得到影響油茶生長(zhǎng)的主要?dú)夂蚍至?，找出影響油茶生長(zhǎng)的限制性氣候因子。

氣候適應(yīng)性指數(shù)（Climate adaptability index，CAI）計(jì)算：參考許自成等（2008）的方法，利用模糊理論中的隸屬函數(shù)計(jì)算法分析氣候適應(yīng)性。首先，根據(jù)主成分分析得到前4個(gè)主成分相關(guān)矩陣的特征向量，計(jì)算各氣候因子的權(quán)重系數(shù)。其次，利用隸屬度函數(shù)計(jì)算式，分別計(jì)算各因子的隸屬度值，再計(jì)算CAI，CAI=隸屬度值×權(quán)重系數(shù)。再次，根據(jù)計(jì)算出的CAI，結(jié)合氣候因子，利用聚類分析法，對(duì)重慶市31個(gè)區(qū)（縣）進(jìn)行油茶栽培區(qū)劃。

適宜引種區(qū)選擇：應(yīng)用歐式距離系數(shù)對(duì)不同油茶栽培地區(qū)的氣候條件進(jìn)行相似性分析，表達(dá)式為：

Dij=■

式中，Dij為i、j兩地間的修改歐式距離，X′■■和X′■分別為第i和第j點(diǎn)第k種要素標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，m為11。以Dij>2.0為不相似，1.51. 3 統(tǒng)計(jì)分析

獲得的指標(biāo)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 油茶栽培的氣候適應(yīng)性分析結(jié)果

對(duì)我國29個(gè)油茶主栽區(qū)（縣）和12個(gè)國家油茶良種基地的11個(gè)氣候因子進(jìn)行主成分分析，結(jié)果（表1）表明，前3個(gè)主分量的特征根均大于1.00，累積貢獻(xiàn)率達(dá)74.72%，代表了原始數(shù)據(jù)的大部分信息。由于累積貢獻(xiàn)率未達(dá)到80.00%，故再選擇第四主分量，使累積貢獻(xiàn)率超過80.00%。在這4個(gè)分量中，對(duì)第一主分量影響較大的指標(biāo)有年平均氣溫、11～12月平均氣溫、無霜期、最冷月平均氣溫、≥10 ℃有效積溫和極端最低溫，說明影響油茶生長(zhǎng)發(fā)育、完成生命周期的主導(dǎo)因子是熱量因子。其中，以年平均氣溫、11～12月平均氣溫影響最大。對(duì)第二主分量影響較大的指標(biāo)有最熱月平均氣溫、年均降水量和極端最高溫，主要反映水分條件。第三、四主分量主要反映光照強(qiáng)度和極端氣溫對(duì)油茶生長(zhǎng)的影響，是對(duì)前兩個(gè)主分量的補(bǔ)充?？傮w來看，影響油茶生長(zhǎng)的主要?dú)夂蛞蜃右来螢闊崃俊⑺趾凸庹铡?/p>

2. 2 油茶最適栽培區(qū)的氣候適應(yīng)性評(píng)價(jià)結(jié)果

2. 2. 1 氣候因子權(quán)重系數(shù)的確定 由表2可知，年均氣溫、8～9月降水量、年平均降水量、10～12月平均氣溫的權(quán)重系數(shù)（0.13～0.14）最大，是衡量氣候適應(yīng)性最重要的指標(biāo)，說明油茶對(duì)溫度和水分的要求較高，特別是8、9月為油茶果實(shí)旺盛生長(zhǎng)期和雌雄蕊成熟期，對(duì)水分條件的需求較高；而10～12月為花期，對(duì)溫度的要求更嚴(yán)格。結(jié)合重慶區(qū)域特點(diǎn)看，8、9月的干旱對(duì)油茶生長(zhǎng)影響較大。最冷月平均氣溫、最熱月平均氣溫及≥10 ℃有效積溫3個(gè)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)為0.11～0.13，可作為油茶引種栽培的重要參考?xì)夂蛞蜃?，其中，極端溫度及≥10 ℃有效積溫主要影響油茶花芽分化和春梢萌動(dòng)。這3個(gè)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)較高，也反映出權(quán)重系數(shù)的計(jì)算符合實(shí)際。

2. 2. 2 油茶最適栽培區(qū)的氣候適應(yīng)性指數(shù)分析 由表3可知，占據(jù)我國油茶栽培總面積達(dá)86%的湖南、江西、浙江、廣西及福建5個(gè)?。▍^(qū)），其CAI均值均在0.86以上，其中面積最大的湖南、江西和發(fā)展勢(shì)頭最猛的浙江三地，CAI均值超過0.90。由于這5個(gè)?。▍^(qū)）均屬亞熱帶低山丘陵區(qū)，地形變化較大，影響油茶生長(zhǎng)發(fā)育及完成生命周期的主導(dǎo)因子（熱量因子）變化也較大，所以其中的部分栽培市（縣）的CAI小于0.80。安徽是我國油茶栽培的北部邊緣區(qū)，其納入分析的5個(gè)區(qū)（縣）中，大部分CAI大于0.80，但潛山縣的CAI僅0.71，其原因主要是受低溫霜害影響，因此，安徽潛山縣引種油茶應(yīng)選擇普通油茶中的寒露品種。在油茶栽培南部邊緣區(qū)的廣西陽朔、南寧及岑溪等市（縣），也出現(xiàn)CAI偏低的情況，結(jié)合我國氣候區(qū)劃分析，發(fā)現(xiàn)岑溪縣氣候更接近于熱帶雨林氣候，這種氣候僅適宜岑溪軟枝油茶和越南油茶生長(zhǎng)，不適宜栽培其他品種普通油茶。

2. 3 重慶市油茶氣候適應(yīng)性的評(píng)價(jià)及區(qū)劃結(jié)果

由表4可知，與全國油茶主栽區(qū)對(duì)比，重慶市絕大多數(shù)傳統(tǒng)油茶栽培區(qū)油茶的CAI均超過0.80，其中秀山、彭水、云陽、梁平及開縣均超過0.90，說明重慶絕大部分區(qū)（縣）的氣候條件基本能滿足油茶生長(zhǎng)要求；傳統(tǒng)油茶栽培區(qū)酉陽縣油茶的CAI僅0.72，說明其氣象數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的中高山地帶年平均氣溫、日照時(shí)數(shù)偏低，不利于油茶引種栽培。酉陽縣油茶栽培區(qū)油茶主要集中在酉東的中低山丘陵區(qū)及圓梁山沿線的河谷地區(qū)，平均海拔相對(duì)較低（200～600 m），年平均溫度16～17 ℃，比氣象數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的中高山地帶年平均溫度高3～5 ℃，積溫條件、年平均降水量均十分有利于油茶生長(zhǎng)，屬典型中亞熱帶溫潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，結(jié)合氣候因子權(quán)重系數(shù)推測(cè)，酉東和圓梁山沿線油茶栽培區(qū)的CAI將遠(yuǎn)高于0.72?？梢姡ㄟ^CAI判斷油茶適生區(qū)符合生產(chǎn)實(shí)際。

2. 4 重慶市油茶栽培區(qū)與最適宜栽培區(qū)的相似性分析

應(yīng)用歐氏距離評(píng)價(jià)方法，選擇重慶市油茶分布面積最廣的秀山、酉陽、梁平、彭水、黔江、墊江、開縣等7個(gè)區(qū)（縣）與全國12個(gè)國家良種油茶基地及15個(gè)油茶典型主栽區(qū)進(jìn)行相似性對(duì)比分析。由表5可知，重慶市7個(gè)區(qū)（縣）與12個(gè)國家良種油茶基地中的貴州天柱相似性總分值為0.66～1.18，其中，秀山、酉陽、梁平、黔江及墊江的總分值均小于1.00，相似性最高，即從貴州天柱引種油茶的成功率會(huì)較高；與湖南瀏陽、汨羅及江西分宜、撫州、峽江的相似性總分值多數(shù)為1.00～1.50，相似度中等，這5個(gè)區(qū)域也可作為重慶油茶引種區(qū)；與安徽黃山、浙江金華、湖北麻城、陜西安康、廣西岑溪和南寧的相似性總分值多數(shù)超過1.50，部分在2.00以上，這些區(qū)域不宜作為重慶油茶引種區(qū)。秀山、梁平、墊江、開縣與廣西龍勝、三江的相似度較高，相似性總分值為0.50～1.00，廣西龍勝、三江可作為秀山、梁平、墊江、開縣油茶引種區(qū)域。結(jié)合實(shí)際引種表現(xiàn)分析，秀山縣從湖南長(zhǎng)沙、瀏陽及江西分宜等地區(qū)引種的湘林1號(hào)、湘林5號(hào)、長(zhǎng)林3號(hào)、長(zhǎng)林18號(hào)等良種初期生長(zhǎng)表現(xiàn)較好，對(duì)照氣候相似性分析結(jié)果，以上引種區(qū)相似性總分值多數(shù)在1.13～1.26，屬于中等相似性引種區(qū)；對(duì)比主成分分析結(jié)果，以上各地代表第一主分量的溫度和熱量等氣候因子也基本一致，故引種成功率相對(duì)較高；引自江西南昌的贛無4、贛無24、贛68、贛190等良種生長(zhǎng)表現(xiàn)較差，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)江西南昌與秀山相似性總分值為1.30，但降雨和光照條件差異較大，導(dǎo)致引種失敗。綜上所述，重慶市油茶栽培在氣候相似性總分值較?。ā?.50），且熱量、降雨和光照條件較一致的地區(qū)引種成功率高。

3 討論

本研究采用主成分分析方法歸納了影響油茶生長(zhǎng)的主要?dú)夂蛞蜃樱渲?，熱量因子是影響油茶引種的最關(guān)鍵因素，尤以年平均氣溫、11～12月平均氣溫對(duì)油茶引種和栽培影響最大，其原因是熱量因子主要影響開花、傳粉和受精，印證了莊瑞林等（2008）研究認(rèn)為溫度是影響油茶生長(zhǎng)重要因子的觀點(diǎn)。水分條件也是影響油茶生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素，8～9月的降水量和年均降水量的權(quán)重系數(shù)均為0.14，與傳統(tǒng)栽培“七月干球、八月干油”農(nóng)諺栽培經(jīng)驗(yàn)完全吻合（陳永忠，2008），間接說明應(yīng)用主成分分析法判斷油茶引種生態(tài)適應(yīng)性的可行性。光照條件作為熱量、水分因子的補(bǔ)充，權(quán)重系數(shù)僅0.02，說明油茶對(duì)光照的要求不高，與楊偉波等（2012）的研究結(jié)果一致。因此，在油茶的引種栽培上首先要考慮栽培地的熱量條件是否能達(dá)到引種油茶的基本要求，其次是水分條件，最后才是光照條件。

氣候適應(yīng)性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果表明，全國油茶主栽區(qū)各區(qū)（縣）的CAI差異較明顯，作為傳統(tǒng)油茶栽培主產(chǎn)區(qū)的湖南、江西、浙江及廣西的多數(shù)區(qū)（縣）CAI均超過0.90，與傳統(tǒng)油茶栽培區(qū)劃結(jié)果較一致（莊瑞林等，2008）。但其中也有部分區(qū)（縣）的CAI為0.7～0.8，說明部分區(qū)（縣）不適合栽培油茶，這是對(duì)莊瑞林等（2008）研究結(jié)果的有益補(bǔ)充。重慶市的氣候適應(yīng)性區(qū)劃結(jié)果也表明，重慶市大部分區(qū)（縣）均可發(fā)展油茶，但要注意海拔、坡向、土壤、小地形等因素對(duì)氣候因子的影響。

氣候相似性分析結(jié)果對(duì)油茶引種和栽培具有十分重要的意義。選擇氣候相似度總分值較?。ā?.50）且熱量、降雨和光照條件較一致的區(qū)域引種，初期引種成功率較高。在秀山的油茶引種試驗(yàn)結(jié)果表明，從湖南長(zhǎng)沙、瀏陽及江西分宜等地區(qū)引種的湘林1號(hào)、湘林5號(hào)、長(zhǎng)林3號(hào)、長(zhǎng)林18號(hào)等良種初期生長(zhǎng)表現(xiàn)較好（彭秀等，2013）。鑒于土壤、海拔和小地形對(duì)氣候因子產(chǎn)生一定的影響進(jìn)而影響引種工作，氣候相似性不應(yīng)作為判斷能否引種的唯一指標(biāo)，在今后的研究中還可結(jié)合GIS進(jìn)行深入探討。

4 結(jié)論

重慶市大部分區(qū)（縣）均可發(fā)展油茶，在選擇栽培區(qū)域時(shí)應(yīng)著重考慮年均氣溫、8～9月的降水量、年平均降水量、10～12月平均氣溫對(duì)油茶引種栽培的影響，可利用小區(qū)域的氣候因子計(jì)算相應(yīng)的CAI，選擇CAI>0.80的區(qū)域進(jìn)行引種。同時(shí)，引種時(shí)結(jié)合氣候相似度分析結(jié)果，選擇氣候相似度總分值≤1.50，且熱量、降雨和光照條件較一致的區(qū)域引種成功率較高，建議重慶市發(fā)展油茶從貴州天柱、湖南長(zhǎng)沙、瀏陽及江西分宜等地區(qū)引種。

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（責(zé)任編輯 思利華）