初探重庆地区油用牡丹种植气候论证及区划

1 油用牡丹的生态气候适宜性

油用牡丹喜欢温和凉爽、阳光充足的环境，具有一定的耐寒性，其生长规律为春发芽、夏打盹、秋长根、冬休眠。

1.1 气温

影响牡丹正常发育的主导因素是温度，牡丹具有一定的耐寒性，冬季气温高低主要影响牡丹休眠芽的萌动及能否打破花原基的休眠。高温对牡丹生长有抑制作用，夏季高温天气导致油用牡丹生殖器官发育不良、光合作用受阻、生育期缩短、结实率降低、产量和品质，花前积温和花期内的积温等因素均能影响其花期当气温因子符合生长条件时，牡丹就能自动解除休眠，恢复生长。重庆地区以海拔800 m为例，油用牡丹在1月上中旬花芽开始萌动，3月下旬至4月中旬开花，果实在7月中旬成熟；夏季7月下旬至8月下旬处于半休眠期；9月中旬至10月中旬牡丹根系旺盛生长，10月下旬至11月中旬，叶片变黄形成离层而脱落；12月中旬，植株停止生长进入相对休眠期，到第二年的1月上旬又开始萌动生长，周而复始。

1.2 光照

牡丹属于具有较高光补偿点，对光能的有效辐射利用范围较窄，对生境光照状况要求较高，在不同生长阶段对光照强度和时间各有不同，现蕾前要求日照不少于3 h，现蕾后期日照不少于5 h，展叶期为7 h。

1.3 水分

油用牡丹耐旱怕涝，一般对于连续无降水20天以上时需要进行灌溉，连续阴雨天气及时进行清沟、排水，防止烂根。

1.4 土壤

油用牡丹定植土壤要求：干燥向阳地块、土层深厚、疏松肥沃、有灌溉条件且排水良好、pH值为6.5～8.0的沙质壤土，尽量避免栽植在黏土地、低洼积水地块或盐碱地上。

2 区划思路与方法

2.1 气候区划指标的确定

油用牡丹南移引种主要受温度和光照条件的制约，其他气象要素比如说地温、降水、气温日较差等对牡丹生长发育也有一定影响，但影响较小。根据引种地牡丹生长的生物学特性、气候适宜性，综合南方各地引种试验的研究成果，结合本地引种经验，选取油用牡丹关键生育期气温、日照指标作为其气候生态适应性区划的指标。具体指标有发芽萌动期日均温≥6 ℃的日数D发芽萌动、开花期日均温≥16 ℃的日数D开花、种子成熟期日均温≥28 ℃的日数D种子成熟、种子成熟期日照时数S等指标（见表1）。

表1 重庆市油用牡丹气候区划指标

2.2 区划指标的地理模型

将区划因子进行空间精细化，用来开展精细化的油用牡丹气候适宜性区划，分别采用插值和建立回归模型的方法，以GIS为平台，实现各区划因子的精细化空间分析。利用气候资料与台站地理信息，建立气温区划指标的空间分析模型，在GIS的支持下推算无测站地区的区划指标要素值，满足油用牡丹气候区划细化的要求。收集重庆市34个气象站1981—2010年的气象资料，统计出各站点的区划因子，与地理因子建立数学模型，区划因子与地理因子的关系模型可表示为：

式中，Y为气候区划因子，α、β、γ为该网格点的经度、纬度和海拔。采用数理统计方法建立气候要素与地理要素之间的统计模型（见表2）。

表2 油用牡丹种植区划因子空间模拟模型

※※：相关性检验通过a=0.01检验

表中各方程的F值都通过1%的显著性检验，具有较高的可信度，且区划因子与经纬度和海拔的地理数据相关性较好，采用GIS软件从1∶25万基础地理数据中提取出1 km×1 km网格的经度、纬度、海拔等网格数据，将α、β、γ等地理信息数据代入表中个气候区划因子推算模型，推算出每个区划因子在千米网格上的模型计算值分布图。用各站点的实测值与推算值做算术运算得到残差值，并利用反距离权重插值法，以34个气象站点的残差值为样本，内插出千米网格残差栅格图，最后将残差栅格图与推算出的区划指标栅格图进行迭加运算，得到1 km×1 km网格的重庆油用牡丹气温因子区划分布图。日照时数也受海拔和地形影响，将各台站日照时数与海拔和地形因子的建立回归方程，发现日照时数与海拔、坡度、坡向的相关性均不佳，遂采用普通克里格插值来模拟无台站地区的日照，由于克里格模型是建立在平稳假设基础上的，需将偏离正态分布的数据转换为近似正态分布后再进行插值计算，故对地形起伏地区日照的模拟有一定局限性，由于本文中选取日照时数作为区划因子意在将不适宜种植油用牡丹的地区划出，没有作为划分适宜区和次适宜区的指标，所以采用普通克里格模型进行插值模拟。得到的各区划因子分布图如图1～图4。

图1 油用牡丹种子成熟期日照时数分布图

2.3 区划结果及分区评述

利用各区划因子取交集，给不同区域赋予不同的颜色，并迭加边界、dem、制作图例等，得到图5的重庆市油用牡丹种植气候区划结果。

1）适宜区主要分布在梁平、垫江、石柱、南川、武隆、奉节等地的大部地区。该区海拔在600～1 000 m，年均温在16.5～17.5 ℃，1—2月气温达到6℃以上时，牡丹鳞芽尖端开始发芽；开花期的气温维持在16 ℃以上，无明显倒春寒；种子成熟期气温在27～28 ℃，日均温达到28 ℃的日数在20～24 d，基本无高干旱害发生；进入8月，气温达到26 ℃左右时，花芽分化加快，9-10月份花芽基本形成。该区域不易出现冬季冻害和夏季高温，牡丹生长良好，生育期较长，产籽量高。

2）次适宜区主要分布在海拔300～600 m 的长江沿线以及以北地区，包括涪陵、长寿、丰都、忠县、万州、潼南、铜梁、渝北、永川、荣昌、开县、云阳等地区，年均温在17.5～18.5 ℃，发芽萌动期平均气温在7～8 ℃，适宜芽的萌动膨大、顶端涨裂。计算此区域进入种子成熟期的日均温，达到28 ℃的日数在24～28 d，该地日均温达到28 ℃的日数多，有发生高干旱害的风险。8月气温在27～28 ℃，适宜花芽快速分化，9-10月上中旬花芽基本形成。

图2 油用牡丹种子发芽萌动期日均温≥6 ℃日数分布图

图3 油用牡丹开花期日均温≥16 ℃日数分布图

图4 油用牡丹种子成熟期日均温≥28 ℃日数分布图

图5 重庆市油用牡丹种植气候适宜性区划结果

3）不适宜区主要位于重庆市西部偏南大部地区，东南部以及东北部的偏北偏东高海拔地区。西部偏南大部地区在牡丹开花期、种子成熟期的气温偏高，达到适宜温度的持续时间太长，或将导致花期提前，种子发育成熟时间缩短，影响结实率；东部高海拔地区年平均气温低，常常出现低于-5℃的低温，牡丹易受冻甚至整株冻死，因此该区域不适合油用牡丹的栽种。

3 生产建议

油用牡丹是我国特有的木本油料作物，具有耐干旱、耐瘠薄、耐高寒、适生性强的特点，应用前景十分广阔，想要牡丹高产则要选择适宜的气候、土壤、优良品种种植以及掌握先进的种植技术，可以根据气候适宜性区划结果，循序渐进，分步、分阶段地选择适宜的区域进行种植，充分利用该区域的气候资源，促进油用牡丹引种成功、获得稳定高产。对于仍存在冬季低温和夏季高温热害等气象灾害的，则要针对当地气候条件，适时采取防护措施，科学种植，减轻气象灾害的危害，这样才能有效保证油用牡丹的优质和高产。