何兴潼，罗再潜，赖自力，雷 晓，李晓勇，黄忠华，王 翔*

（1.泸州市气象局，四川泸州 646000；2.泸州市叙永县气象局，四川泸州 646000；3.四川省烟草公司泸州市公司，四川泸州 646000）

烤烟（烟叶），一年生草本，茄科，高1 m 左右，原产南美洲。由于其适应性强，不论山区、平原或丘陵地区均能种植。自引入我国后，很多省市均有种植[1]。近年来，我国烤烟种植业重心区位变化趋向西南烟区。

泸州市位于长江上游、四川盆地南部，地处川滇黔三省交界处，是四川盆地与云贵高原过渡地带，分布着山地、丘陵等不同地貌，地势呈北低南高，海拔落差可达1 500 m。泸州市下辖三区四县，属亚热带湿润季风气候，雨热同季，无霜期长，光照适宜，非常适宜烤烟种植，北部地区（江阳区、龙马潭区、纳溪区、泸县、合江县）以丘陵地形为主，南部地区（叙永县、古蔺县）以高山地形为主。

泸州从20 世纪90 年代初开始种植烤烟。随着产业不断扩大，烤烟逐渐成为泸州市重要经济作物，对泸州市发展有重要支撑作用。其中古蔺县、叙永县南部等适宜种植烤烟的地区，常年种植面积约1.33 万hm2，年均收购烟叶2 500 万kg，已成为古蔺、叙永两县财政增效、烟农增收的主要支柱产业之一。对助力贫困山区人民脱贫致富、乡村振兴及促进地区社会稳定和发展发挥重要作用[2]。但每年烤烟生育期由高温干旱、阴雨寡照等不利气象条件造成的损失约为20%，已成为制约泸州烤烟产业发展的重要因素之一。

泸州市现共有198个气象自动观测站，其中叙永、古蔺主要烤烟区内共有21个区域自动气象观测站，自2008 年逐步开始观测，观测要素多为雨量、气温。由于受叙永、古蔺山区地形影响，气候要素时空差异大，因此利用现有区域自动气象观测资料开展研究时，存在气象资料时间序列长短不一、与烤烟种植区实况气象数据可能存在差异等问题。

随着社会对精细化气象产品需求的不断提升，中国气象局公共服务中心以LAPS 系统[3]为基础进行本地化，通过调整权重等参数，使得分析场与观测实况非常接近[4]，最终研发出一套基本覆盖全国、基于实际地形、接近实际观测的全国3 km×3 km 地面多要素客观分析产品[5]，在气象服务中发挥了显著的社会效益。

基于此，本文利用烤烟种植区内现有21个气象观测站资料，以及LAPS 多源实况格点资料，以期在全球变暖的大背景下[6]，分析得到泸州烤烟区的气候适宜种植区划，做到趋利避害，提高烟叶产量，保障烤烟产业可持续发展。

1 资料与方法

1.1 研究区概述及数据来源

古蔺、叙永两县地处川南边缘，与云南、贵州接壤，境内以山地为主，属盆周山区，经济发展欠发达[7]。叙永南部、古蔺作为泸州主要烤烟种植区，主要烤烟种植品种为云烟87，蜜甜香型，截至2020年共有20 个乡镇、街道（叙永9 个，古蔺11 个），总种植面积1.26 万hm2（古蔺0.63 万hm2、叙永0.63 万hm2），海拔为538～1 319 m。

本研究所用数据分为2部分：1）叙永县、古蔺县内21个气象观测站2009—2020年日降水、平均2 m 气温资料（本文平均气温均代指2 m 平均气温）来源于泸州市气象局；2）中国气象局LAPS（3 km×3 km）2009—2020 年日降水、平均2 m 气温多源实况融合格点资料（下文简称LAPS 格点数据）来源于中国气象局，本文研究区分布如图1所示。

图1 泸州烤烟种植区分布图

1.2 研究方法

依据泸州烤烟种植生育期研究和调查，将叙永、古蔺烤烟种植区大田生育期（4—9 月）大致划分为：团棵期（4月上旬至5月中旬）、旺长期（5月下旬至6月下旬）、成熟期（7上旬至9月下旬）。

将各烤烟种植区的气温、降水观测日资料和LAPS 日资料均处理为旬资料，选取均方根误差（RMSE）、平均误差（ME）对LAPS 资料进行差异检验评估，方法如下：

均方根误差（RMSE）：反映了该区域内误差幅度的平均状况，表示随机误差，计算公式为：

平均误差（ME）：表征当站点观测平均值高于格点融合产品的时，平均误差大于0，反之小于0。计算公式为[8]：

式（1）、式（2）中，Xi为旬平均气温、旬累计降水的观测值，Yi为旬平均气温、旬累计降水的LAPS格点值。

活动积温（K1）以及有效积温（K2）计算公式分别如下：

其中Ti为第i 日平均温度，T0定为0 ℃，T1定为10 ℃，n为生育期天数。

2 结果与分析

2.1 观测资料与LAPS差异性检验

本节选取烤烟生长发育受外界气温、降水等因素影响最大且最为关键的大田生育期进行差异检验，其中部分区域站受建站时间限制，起始观测时间段不尽相同，故将各站点的LAPS 数据的时间序列长度与观测时间序列长度保持一致，将烤烟种植区内各站点日观测资料与LAPS 格点融合日数据均处理为旬资料，再应用式（1）、式（2）进行误差、均方根误差计算，结果见表1。

表1 泸州烤烟种植点实况资料与LAPS检验结果（2009—2020年）

从各种植烤烟点大田生育期的旬累计降水、旬平均气温的观测资料与LAPS 资料的误差和均方根误差结果来看，总体相差不大，旬累计降水的LAPS 资料较观测资料平均偏高0.3 mm，其中叙永水潦站点的误差最大，偏高2.1 mm，其余站点误差均小于1.0 mm；旬降水的均方根误差总体平均为2.2 mm，叙永水潦站点较大为5.2 mm，其余站点为2.0 mm 左右，反映出水潦站点部分时段的LAPS 降水数据较观测数据偏差幅度明显高于其余站点。

旬平均气温的LAPS 数据较观测数据平均偏低0.3 ℃，其中叙永合乐、古蔺观文站点的误差较大，分别偏低3.3 ℃、1.9 ℃，其余站点均小于1.0 ℃；其均方根误差结果也显示总体平均为1.3 ℃，偏差幅度较大的有合乐、后山、丹桂，其均方根误差可达2 ℃以上，其余站点1 ℃左右。

LAPS 格点融合数据与观测数据的差异性检验结果表明，旬累计降水、旬平均气温总体偏差不大，基本与观测资料较为符合，其平均误差分别为-0.3 mm、0.3 ℃，仅水潦、营山、合乐、观文等站点误差相对较大；此外，旬累计降水与旬平均气温的平均误差绝对值虽相近，但从均方根误差的结果可看出，旬累计降水的总体误差和偏差幅度却大于旬平均气温，反映了LAPS 格点融合数据较观测数据在泸州烤烟种植区内的旬平均气温比旬累计降水更接近实际且偏差幅度更小。

2.2 气象要素年际变化

利用LAPS 格点数据将种植烤烟区作为整体，对2009—2020 年大田生育期的累计降水、平均气温、活动积温、有效积温的年际变化进行分析，结果见表2。

表2 大田烤烟生育期各气象要素年变化（2009—2020年）及上等烟比例

从各气象要素的年际平均可知，大田生育期的累计降水、平均气温、活动积温、有效积温的年平均值分别为661.3 mm、21.1 ℃、3 787.6 ℃、1 981.7 ℃，满足烤烟生育发育所需降水及光热条件，较为适宜烤烟种植。

再从各气象要素变异系数（标准差/平均值）计算结果可知，累计降水最大为0.201，其次为有效积温（0.045），活动积温和平均气温最小，均为0.023，反映出降水量的年变化最为明显，特别是2010、2011年的累计降水较平均值偏低220.9 mm、262.9 mm，而2014年、2020年则偏高180.9 mm、177.1 mm，年际变化幅度为26.8%～39.7%；而2013 年的平均气温、活动积温、有效积温与其均值相差（年变化幅度）最大，分别为0.9 ℃（4.1%）、147.0 ℃（3.9%）、156.8 ℃（7.9%），也反映出烤烟种植区的累计降水年波动幅度明显高于平均气温等要素，光热条件较降水条件年际变化稳定。

此外，各气象要素在2009—2014 年波动变化明显，但从2015年开始，气温和降水均呈现出缓慢上升趋势，也呈现出泸州烤烟种植区在全球变暖的大背景下，具有降水、气温均上升的特点。而相关烤烟品质数据显示，2011 年、2013 年的上等烟比例分别为32.6%、33.6%较历年平均（47.2%）偏低15%左右，降水偏少、气温偏高均不利于烤烟品质的提升，如海拔较低的山脚河谷地带的烤烟种植区，但对海拔相对较高的高山顶种植区有改善品质的作用。

2.3 适宜烤烟种植气候区划

基于LAPS 数据对各烤烟种植区的2009—2020 年大田生育期进行旬平均气温、旬累计降水、旬活动积温、旬有效积温的分类计算。并按照团棵期、旺长期、成熟期、大田生育期分类统计，具体结果见表3。

表3 烤烟种植区不同生育期下各气象要素对比（2009—2020年）

烤烟作为喜温植物，从所需的热量条件来看，昼夜温差大，有利于烟草的生长发育，但对烟叶的品质来说，成熟期温差小反而有利。移栽后的团棵期最适宜平均气温为16～18 ℃，如果气温低于13 ℃持续7 d以上，将导致早花现象；旺长期最适宜平均气温为19～22 ℃，成熟期最适宜平均气温为22～25 ℃且至少持续30 d 以上。烤烟大田生育期活动积温要大于3 000 ℃，适宜区、最适宜区分别要求活动积温在3 300 ℃、3 800 ℃以上，而有效积温为1 800～2 300 ℃。如果活动积温达不到烤烟正常生长发育所需时，烤烟为满足自己所需要的热量总和，会自发地将生育期延长，进而直接影响烟草的产量与品质[10]。

从烤烟生长发育所需的水分条件来看，烤烟对水分的需求特点一般为“少—多—少”特点，即前期移栽至团棵期，烟苗较小，生长发育相对慢，需水量较少，月降雨量为60～80 mm；到了中期的旺长期，烤烟各组织根系发育完善，生长旺盛，也是烤烟需水最大的时间段，月降雨量以120～170 mm 为优；最后的成熟期，月降雨量为100～130 mm 即可满足烤烟的成熟落黄，抑制其部分代谢作用，从而协调烟叶的化学成分配比，对烤烟品质提升有很大帮助[9]。

此外，海拔也一定程度上决定了烤烟生长的品质，如果烤烟种植区海拔低于550 m或者高于1 400 m，由于温度的和地形的原因，海拔过低使得平坝地区高湿，病虫害易发生，造成烟草品质低下，产量较低；而海拔过高，又面临人工种植强度过大的问题，不利管理，一旦遭遇旱灾，补救措施难以开展。泸州地区适宜种植烤烟的海拔为550～1 400 m，最适宜烤烟种植的海拔主要为700～1 300 m。

综上所述，依据烤烟各生育期最适宜生长的气象指标，并结合泸州市烤烟种植区的种植情况，将现有烤烟种植区分为优质区、适宜区和次适宜区，结果如下。

2.3.1 优质区

烤烟的优质区有着很严格的指标，依据各生育期的不同，降水量、温度及积温均要满足并适宜其生长发育需求（见上文），同时不能太高或太低，否则生长缓慢且影响烤烟品质；同时海拔为700～1 300 m，受种植区所处山地的影响，优质烤烟区分布比较分散。

优质区的主要乡镇为叙永县观兴、枧槽及古蔺县双沙、皇华、石宝、大寨、德耀、马嘶、箭竹、丹桂、茅溪等中山区乡镇。本区的烤烟自然生长条件较好，栽种、收割时间整齐，栽种历史较长，种植和烘烤经验也比较充分，为泸州市优质烤烟的生产基地和重点发展地区，已经作出了古蔺优质烟草区“烟水”工程预案。

2.3.2 适宜区

此区域种植区的海拔也较为适宜（550～1 400 m），但由于个别气象因子无法达到某生育期最优的标准，如降水量明显偏多或偏少，温度、积温亦这样，即大多数气象要素都达到优化标准，但因为一个或少数几个要素达不到最优，从而影响了烤烟最终品质和产量。

适宜区的主要乡镇为叙永县摩尼、分水、水潦、麻城、后山，以及古蔺县观文、龙山等乡镇。该区虽然受个别气象要素的影响，但总体烤烟品质和产量还是较高的，农户在气候正常年份种植烤烟是创收的，也是一个极具发展潜力的烤烟种植区域，可以通过人工影响的方式来达到优质优产，如先进种植技术、修建排灌工程等。

2.3.3 次适宜区

此区的气候条件与适宜区相比，相差并不很大，影响其品质及产量的最主要因素是地形，种植区的海拔低于550 m 或者高于1 400 m。平坝地区易积水，而高山地区又干旱，这对烟草生长极为不利。但烟草在此区还是能形成产量，但平坝地区遇洪涝或高山地区遇干旱年份，将会严重影响产量，造成农户亏本。

此区包括叙永县合乐、赤水和古蔺县金兰等乡镇的平谷和高山顶区以及优质区山顶或山脚。此区取得丰收的关键为保障烤烟适宜需水，可修建排灌工程。

最后，利用ArcGIS10.0 对泸州市适宜烤烟种植气候区划的结果如图2所示。

图2 泸州市适宜烤烟种植区划

3 结论与讨论

本文通过对泸州各烤烟种植区2009—2020 年的LAPS 气温、降水格点值与监测值做了分析对比，并基于LAPS 格点值对各烤烟种植区做了年际变化趋势分析和气候适宜性种植区划，主要结论如下：1）旬累计降水、旬平均气温的LAPS 格点值与观测值总体偏差不大，其平均误差分别为0.3 mm、-0.3 ℃，其中旬累计降水的总体误差和偏差幅度略大于旬平均气温。2）现有烤烟种植区大田生育期内的降水及光热条件较为满足烤烟生育发育所需，但从2015 年开始，气温和降水均呈现出上升趋势，而降水偏少、气温偏高均不利于烤烟品质的提升。3）基于LAPS 格点数据并结合泸州烤烟种植区情况，将泸州现有烤烟种植区做了适宜气候分区，优质区为叙永县观兴、枧槽和古蔺县双沙、皇华、石宝、大寨、德耀、马嘶、箭竹、丹桂、茅溪等中海拔山区乡镇；适宜区为叙永县摩尼、分水、水潦、麻城、后山和古蔺县观文、龙山等乡镇；次适宜区为叙永县合乐、赤水和古蔺县金兰等乡镇。

已有研究表明，全球气候变暖不仅仅伴随气温的上升，还会导致降水量的下降[11]，也会改变烤烟各生育期时段如烤烟的移栽、收割等，优质烤烟种植海拔[12]。此外，烤烟品质对气温、降水变化较为敏感，从全球变暖的大趋势来看，预计未来可能会对海拔较低的山脚河谷地带的烤烟种植区产生品质下降的不利影响，但对海拔相对较高的高山顶种植区有改善品质的作用。