福建省蓝莓种植气候适宜性区划

肖秀珠，刘佳明，孙朝锋，陈家金

福建省蓝莓种植气候适宜性区划

肖秀珠1，刘佳明1，孙朝锋2，陈家金2**

（1．福建省龙岩市气象局，龙岩 364000；2．福建省气象服务中心，福州 350001）

利用福建省66个国家气象观测站1960−2018年气象资料以及地理信息资料、蓝莓生育期调查和文献查阅资料，构建了影响蓝莓种植生产的休眠期冷温指数、开花期低温指数、果实发育期降水指数三个气候因子指标，采用归一化法、权重系数法等数理统计方法计算指标权重和气候适宜性指数，开展基于GIS的全省蓝莓气候适宜性区划。结果表明：福清以南沿海一带冬季冷温量不足，不适宜蓝莓生产种植；南平市、三明市、龙岩市的中高海拔山区，虽然冬季冷温条件适宜蓝莓完成休眠，但春季低温冻害较频繁、雨季降水偏多，属于蓝莓种植的次适宜区，种植蓝莓需要采取有效的防寒防冻措施；宁德市、福州市、莆田市、泉州市和漳州市的内陆山区，南平市、三明市和龙岩市的低海拔地域，冬季冷温累积时数较长，春季冻害发生频率相对较低，雨季降水较为适宜，该区域为福建省蓝莓种植的适宜区，种植蓝莓可获得较好的经济效益。

蓝莓；气候适宜性；区划；冷温指数；低温指数；降水指数

蓝莓属杜鹃花科越橘属，为多年生落叶或常绿灌木，蓝莓因果实中含有丰富的营养成分、具有较高的保健功能而越来越受到人们喜爱，蓝莓价值高、需求量大，发展蓝莓产业将获得显著的经济效益，部分国家和地区开始大规模种植。蓝莓可分为矮丛、高丛和兔眼三大类，高丛蓝莓又分为北方高丛、南方高丛和半高丛蓝莓，其中南方高丛蓝莓原产于美国佛罗里达州，喜湿润、温暖气候条件，对冷温需要量较低，适合在华中、华南区域发展栽培。目前国内蓝莓主要分布在辽宁、吉林、山东、贵州、浙江、江苏等地[1−2]，湖南、江西、福建、广东等地也有一些零散的蓝莓种植区域。北美蓝莓主产区于6−9月供应市场，中国北方蓝莓果实成熟期也多在7月以后，而福建等南方产区蓝莓可在4−6月成熟上市，填补了蓝莓鲜果市场的真空期，因此，蓝莓作为福建新型果树品种，具有经济效益高、结果期早等优点。据福建省最大的蓝莓生产基地—长汀县濯田镇蓝莓基地调查了解，该地蓝莓平均产量在7500kg·hm−2左右，盛产年份每公顷收入超15万元，与其它经济作物相比，种植蓝莓的经济效益突显。此外，引种蓝莓可调整和优化福建果树种植结构，促进现代农业发展和果农增收。

国内外在作物气候适宜性区划方面开展了大量的研究，采用层次分析法、加权指数法、聚类分析法、空间分析法等各种方法开展不同作物的气候适宜性区划[3−7]。随着地理信息技术的发展，基于GIS的精细化气候适宜性区划为农业生产发挥区域气候资源、趋利避害、提高农产品品质和农业结构规划调整提供了决策支持[8−14]。国内针对蓝莓的生产种植及适宜性区划也开展了一些研究，其中，崔晋亮等[15]利用最大熵模型开展了蓝莓的适生性研究，确定了蓝莓在全球及中国的潜在分布区；梁平等[16]开展了蓝莓萌芽气象指标的研究及应用，摸清了蓝莓萌芽所需的积温条件，为蓝莓灰霉病防治提供依据；张帅等[17]结合数字高程资料，根据蓝莓生长过程中对土壤及温度条件的要求，对贵州蓝莓进行了生态适宜性区划；贵州、湖南、福建等省也先后开展了区域性蓝莓种植的气候条件分析[18−20]。

由于蓝莓在福建的种植起步较晚，目前没有针对福建全省的蓝莓种植气候适宜性区划，大部分蓝莓种植基地因不了解蓝莓种植的气候条件，导致蓝莓灾害多、产量低、品质差，投资生产回报率低甚至造成亏损。本研究以适合在华南区域种植的南方高丛蓝莓为研究对象，确定蓝莓气候适宜性表征指标，采用专家打分法确定各指标权重，计算蓝莓气候适宜性指数，基于GIS技术开展福建省蓝莓种植精细化气候适宜性区划，评估福建复杂地形下蓝莓气候适宜性，以期为蓝莓园区规划和合理引种提供科学依据，提高蓝莓种植生产的成功率，增加经济效益。

1 资料与方法

1.1 基本资料及其来源

气象资料来源于福建省气象局提供的66个国家气象观测站1989−2018年逐月平均气温、降水量、日照时数以及12月−翌年2月逐时气温资料，1960−2018年3月日最低气温资料；全省17个蓝莓种植点资料来源于福建各地市农业部门调研及文献资料；地理信息资料来源于“数字福建”提供的基础地理背景资料，包括DEM、行政边界等数据。福建蓝莓种植点及国家气象观测站点分布见图1。

图1 福建省蓝莓种植点（17个）和国家气象观测站（66个）的分布

1.2 方法及思路

查阅蓝莓生产基地的实地调查和文献资料，确定福建省蓝莓生长的关键生育期，通过分析研究关键生育期的气候因子及气象灾害发生情况，确定影响蓝莓生长的主要气象因子；其次，利用气象资料分析计算各气象站点历年主要气象因子的分布特征，采用归一化、专家打分法进行分析、验证、修正确定各指标分级阈值[8]；第三步，综合参考文献，结合专家、种植户等调查结果，赋予各指标因子相应权重，计算福建省蓝莓的气候适宜性综合指标；第四步，利用SPSS统计软件建立气象站点气候因子与地理信息因子的地理推算模型[11]，开展基于GIS的福建蓝莓气候适宜性单因子和综合因子区划。

2 结果与分析

2.1 各站点蓝莓种植气候适宜性评价

2.1.1 指标选取及计算

根据全省17个蓝莓种植点的调查结果，福建省蓝莓种植开始于2011年，种植品种为南方高丛和兔眼蓝莓，其中南方高丛蓝莓口感好、产量高，推广种植优势更明显。福建蓝莓一般于2−6月先后完成叶芽发育、枝条生长、花芽分化、开花结果、果实成熟等重要过程，其中3−4月开花结果、5−6月果实成熟采摘；7月蓝莓果实采摘结束后进入植株修整、秋梢抽条阶段，12月−翌年2月进行二次剪枝，植株处于休眠期。通过生产调查和文献查阅，南方高丛蓝莓要求冬季≤7.2℃冷温时数达到200h以上才能完成休眠[16−19]，冷温累积量不足会导致花芽分化不良，严重影响开花坐果；春季3−4月寒潮冻害会影响蓝莓开花受精而不结实，造成大量落花落果[16]；雨季5−6月长时间降水容易造成蓝莓果实开裂或腐烂[16]。因此，确定休眠期、开花结果期、果实发育期是福建蓝莓的关键生育期，选取休眠期（12月−翌年2月）冷温指数、开花期（3月）低温指数及果实发育期（5−6月）降水指数作为福建省蓝莓种植生产的主要气候适宜性指标。

（1）冷温指数（ST）是表征蓝莓冬季期间低温寒积量的指标。利用各气象观测站12月−翌年2月逐时气温资料，将小时气温≤7.2℃的低温时数累积，即为各站冷温指数。

（2）低温指数（Td）是表征蓝莓开花期（3月）低温强度和频率的指标。选取各气象站3月极端最低气温作为低温强度，低于0℃的低温天气出现频率作为低温频率，利用归一化方法对低温强度和频率分别进行0～1之间的指数化处理，最后再对低温强度和频率指数进行等权平均后获得各站低温指数。

（3）降水指数（R）表征降水对蓝莓果实生长发育的影响程度，采用各气象观测站5月和6月平均月降水量计算各站降水指数。

各指标计算公式见表1。

在南方高丛蓝莓休眠、开花结果、果实发育等关键时期，福建省气温、降水、日照等气候特征表现为，冬季（12月−翌年2月）低于7.2℃的冷温累积时数东南部沿海不足200h，部分县低于100h，闽南内陆及闽北沿海可达200h以上，内陆山区冷温时数可达500h以上，闽西北高山区冷温时数甚至超过1500h。3月开花期，闽北及闽中部高山区极端最低气温低于−4℃，低于0℃低温天气出现频率达50%以上，不利开花结果；闽西南区域极端最低气温在−4～0℃，低温出现频率大部分在10%～30%，应采取防寒措施、避免落花落果；闽南沿海区域常年最低气温在0℃以上，无冻害天气发生。5−6月是福建多雨季节，降水分布从闽西北山区向东南部沿海递减，西北部部分月降水量超过300mm，东南部沿海地区月平均降水量大致在200～250mm。3−6月蓝莓开花−果实成熟期间，月平均日照时数基本在100～120h，空间分布差异较小。

表1 各气候区划指标的计算公式

注：ht为冬季（12月−翌年2月）小时平均气温≤7.2℃的时数；T为3月最低气温归一化值，ti为某站点低温，tmax为全省低温最大值，tmin为全省低温最小值；P为3月低于0℃低温出现频率的归一化值，pi为某站点低温频率，pmax为全省低温频率最大值，pmin为全省低温频率最小值；R为雨季月平均降水量，R5和R6分别为5月、6月降水量。

Note: htis the hours of hourly temperature ≤7.2℃ during December to next February. T is the normalized value of the average low temperature in March, tiis the minimum temperature at any station, tmaxis the highest value of low temperature of 66 stations, tminis the minimum value of low temperature of 66 stations; P is the normalized value of the frequency of low temperature below 0℃ in March, piis the frequency of low temperature, pmaxis the highest value of low temperature frequency, pminis the minimum frequency of low temperature; R is precipitation, R5and R6are the precipitation in May and June.

2.1.2 指标的分等定级

根据各站点1960−2018年气象资料统计分析，计算得到休眠期冷温指数、开花期低温指数、果实发育期降水指数3个指标，将各指标按照不同阈值划分为适宜区、次适宜区、不适宜区（表2）。其中，冷温指数超过500h为适宜区，不足200h为不适宜区，200～500h为次适宜区；低温指数低于0.5为适宜区，大于0.8为不适宜区，0.5～0.8为次适宜区；降水指数120～225mm为适宜区，225～300mm为次适宜区，超过300mm为不适宜区。

2.1.3 气候适宜性指数

对冷温指数、低温指数及降水指数3个指标分级后，对适宜区、次适宜区、不适宜区按3、2、1进行等级赋值，根据农业、气象专家对各指标的影响重要性进行打分，取均值作为权重系数，确定出三个指标的权重系数分别为0.6、0.2、0.2，并利用各指标的等级值和权重，加权计算得出各站点的气候适宜性综合指数，并根据气候适宜性指数进行蓝莓综合气候适宜性区划，综合指数大于2.3为适宜区，2.0～2.3为次适宜区，低于2.0为不适宜区（表3）；同时考虑冬季冷温累积量是南方蓝莓生长发育的限制性条件，因此，当区域冷温指数等级为1时，则直接判定该区域为不适宜区[17−19]。

表2 气候适宜性区划指标分级标准

表3 各站点蓝莓气候适宜性评价及等级

（续表）

注：等级3是适宜区，2是次适宜区，1是不适宜区。

Note:grade of 3 is suitable area, grade of 2 is sub-suitable, grade of 1 is unsuitable area.

2.1.4 地理推算模型

选取冷温指数、低温指数、降水指数3个影响蓝莓生长发育、产量和品质形成的主要气象因子，分别建立各气象指标与经度、纬度、海拔高度以及离海距离4个地理信息因子的地理推算模型。利用GIS技术进行地理插值推算，将气象站点数据演变为面状格网数据，得到单因子的气候区划图，并通过3个适宜性指标区划图叠加，得到精细化的福建省蓝莓种植气候适宜性区划结果（表4）。

表4 区划指标的地理推算模型

注：*、**分别表示相关系数通过0.05、0.01 水平的显著性检验。X为千米网经度坐标值，Y为千米网纬度坐标值，H为海拔高度（m），D为离海距离（m）。

Note:*is P＜0.05，**is P＜0.01. X is longitude coordinate value of kilometer network, Y is latitude coordinate value of kilometer network, H is altitude(m), D is distance from sea(m)

2.2 福建省蓝莓种植气候适宜性区划结果

2.2.1 单一休眠期冷温指数区划

从休眠期冷温指数区划图可以看出（图2a），福建省蓝莓休眠所需的冬季冷温指数不适宜区分布在福清以南沿海区域，包括厦门市、莆田市、平潭综合实验区以及漳州市大部（除华安）、泉州市大部（除永春、德化）、福州市的福清等共19个县（市、区），该区域冬季冷温指数低于200h；次适宜区分布在福州市大部（除福清）、泉州市的永春、漳州市的华安以及龙岩市东南部的上杭、新罗、永定、漳平等共15个县（市、区），该区域冷温指数200～500h；宁德市、南平市、三明市以及龙岩市西北部的长汀、连城、武平以及泉州市的德化等共32个县（市、区）为适宜区，该区域冷温指数超过500h。

2.2.2 单一开花期低温指数区划

从蓝莓开花期低温指数区划图可以看出（图2b），漳州市、厦门市、莆田市以及泉州市的沿海县市、福州市的闽侯、福清及宁德市的霞浦等地常年最低气温高于0℃，无结冰天气，为蓝莓开花寒冻害的低风险区，适宜蓝莓开花结果；宁德市内陆山区的寿宁、周宁、柘荣、屏南以及福建西北部和中部的高海拔山区，3月极端最低气温低于−4℃，且低于0℃的低温天气出现频率可达50%以上，冻害强度强、频率高，容易造成蓝莓落花落果，对产量影响大，属于蓝莓开花期寒冻害的高风险区，不适宜蓝莓开花结果；龙岩市、三明市、南平市以及宁德市东部低海拔地区，3月最低气温在−4～0℃，低温天气的发生频率大部分在10%～30%，为蓝莓开花的次适宜区。

2.2.3 单一果实发育期降水指数区划

从蓝莓果实发育期降水指数区划图可以看出（图2c），福建降水自西北向东南部呈现由多到少的分布特征，南平市、三明市（除尤溪、大田外）以及龙岩市西北部的长汀、连城、武平、上杭县月平均降水量可达300mm，降水偏多会造成裂果、烂果，不适宜蓝莓果实发育成熟；福建东部沿海一带，包括厦门市、莆田市、平潭综合实验区，漳州市的诏安、东山，泉州市的晋江、惠安，福州市的长乐、连江、闽侯、闽清，宁德市的霞浦、罗源等地降水量小于225mm，对蓝莓果实发育有利，为适宜区；福建中部地区降水量在225～300mm，降水略偏多，为次适宜区。

2.2.4 综合气候适宜性区划

综合蓝莓休眠期冷温指数、开花期低温指数和果实发育期降水指数获得蓝莓综合气候适宜性区划图（图2d），由综合气候适宜性区划图可以看出各区特点。

（1）适宜区：分布在福建中部、东北部以及西北部低海拔地区，包括龙岩市的长汀、连城、武平，泉州市的德化，三明市的宁化、尤溪、沙县、大田、永安、明溪、将乐，南平市的建阳、松溪、建瓯、顺昌，福州市的永泰、长乐，宁德市的古田、屏南、罗源、周宁、寿宁、福安、霞浦、柘荣、福鼎等县（市）。该区域冬季冷温时数大部分大于500h，春季低温冻害指数大部分在0.5～0.8，雨季平均月降水量在225～300mm，综合指数大于2.3，冬季冷温量充足，春季低温冻害程度和雨季降水强度中等，为蓝莓种植适宜区。

（2）次适宜区：分布在福建西北部的龙岩市、三明市、南平市的高海拔山区，包括龙岩市的新罗、漳平、永定、上杭，三明市的泰宁、建宁，南平市的光泽、邵武、武夷山、浦城、政和等山区，另外在漳州市的华安，泉州市的永春，福州市的闽清、闽侯、罗源，宁德市的蕉城区等地也有局部区域满足蓝莓次适宜区的种植气候条件。福建蓝莓种植次适宜区的冬季冷温时数在200～500h，部分区域超过500h，高山区春季冻害指数大于0.8，雨季月平均降水量接近或超过300mm。该区域冬季冷温量较为充足，能满足蓝莓休眠需要，但区域海拔高，花期易受冷空气影响，产生较严重的寒冻害天气，同时也是雨季降水集中区域，因此，种植蓝莓应注意做好防寒防冻和防涝工作。

图2 基于单一（a-c）和综合指标（d）的福建省蓝莓种植气候适宜性区划结果

（3）不适宜区：不适宜区分布在福清以南沿海区域，包括漳州市、泉州市、莆田市、平潭综合实验区等区域，另外龙岩市南部汀江入粤的低海拔区域也不适宜蓝莓种植。该区域冬季冷温积累条件不够，冷温累积时数小于200h，蓝莓无法完成休眠和花芽分化，即使植株可以正常生长，但产量极低，因此，不适宜蓝莓种植。

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）影响福建省蓝莓种植气候适宜性的主要因子是冬季休眠期的冷温指数、开花期低温指数及果实生长发育降水指数，其中冬季冷温指数是种植的限制性条件，起决定性作用。

（2）福清以南沿海一带冬季冷温累积时数不足，不适宜蓝莓生产种植；南平市、三明市、龙岩市的中高海拔山区，虽然冬季冷温条件适宜蓝莓完成休眠，但春季低温冻害较频繁、雨季降水偏多，属于蓝莓种植的次适宜区，种植蓝莓需要采取有效的防寒防冻措施；宁德市，福州市，莆田市、泉州市和漳州市的内陆山区，南平市、三明市和龙岩市的低海拔地域，冬季冷温累积时数较长，春季冻害发生频率相对较低，雨季降水较为适宜，综合来看，该区域为福建省蓝莓种植的适宜区，种植蓝莓可获得较好的经济效益。

3.2 讨论

从目前福建蓝莓种植情况看，种植基地均处在区划次适宜至适宜区内，其中长汀县濯田镇和尤溪县洋中镇是福建省蓝莓种植面积较大、产量品质较高的区域，而该地域正处于综合区划的适宜区范围内，可见区划结果与蓝莓种植区的分布情况以及高产区域较为吻合，说明区划结果具有可靠性。

福建蓝莓种植年限短，目前并未收集到长序列的蓝莓产量、品质等数据，关键气候因子、指标分级及权重系数等是通过文献查阅或专家打分法确定，主观因素较大，今后需要进一步开展蓝莓物候期观测和气象灾害监测，以期更科学地分析影响蓝莓生长发育的气象因子和气象灾害，进一步提高区划评估的精度。

本文研究结果可为福建蓝莓种植生产提供气象参考依据，但实际上蓝莓种植除了受气候条件影响外，还要考虑土壤条件、种植技术、盛产期长、投资成本高等制约种植效益的关键因素，因此，在引种时应充分考虑投资风险，确保蓝莓生产经济效益。

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Climate Suitability Zoning of Blueberry in Fujian Province

XIAO Xiu-zhu1, LIU Jia-ming1, SUN Chao-feng2, CHEN Jia-jin2

(1. Meteorological Bureau of Longyan City, Longyan 364000, China; 2. Meteorological Service Center of Fujian Province, Fuzhou 350001)

Planting blueberries not only can obtain high economical benefits, but also can improve the planting system of fruit in Fujian to promote the development of modern agriculture and increase the income of fruit farmers. Currently, there is no climatic suitability zoning of blueberry in Fujian. Consequently, it is necessary to study climate suitability zoning of blueberry in Fujian. Authors take advantage of the 66 national meteorological station data from 1960 to 2018 and the geographic information data in Fujian to analyze climate suitability zoning of blueberry, and other literature review data are used for reference. According to the ecological conditions required for blueberry based on the actual situation，climatic indices of the accumulated cold temperature in dormant period, the low temperature index during flowering period, and precipitation during fruit development stage are selected as the indicators of climate suitability zoning for blueberry growing in the study area. The weight of each index factor is calculated by the mathematical statistics methods such as normalization method and weight-coefficient methods. The climate suitability zoning of blueberry planting is obtained by the weight superposition analysis. The map of the suitability zoning of blueberry planting is drawn on the GIS platform with the aid of spatial analysis techniques. The results show that the coastal areas in the south of Fuqing is not suitable for blueberry planting since the accumulated cold temperature is inadequate; Nanping, Sanming, and the middle with high-altitude area of Longyan are sub-suitable area for blueberry planting, since the accumulated cold temperature could meet blueberries’ deed for dormancy, while requiring effective cold and frost protection measures from the high frequency of the low temperature freezing damage in spring. The landlocked of Ningde, Fuzhou, Putian and the low-altitude areas of Nanping, Sanming, Longyan are the most climate suitable planting areas for the long-term accumulation of cold temperatures, low frequency of freezing damage in spring, and suitable precipitation in rainy seasons.

Blueberry; Climate suitability; Zoning；Cold hours index；Low temperature index；Precipitation index

10.3969/j.issn.1000-6362.2020.08.005

肖秀珠,刘佳明,孙朝锋,等.福建省蓝莓种植气候适宜性区划[J].中国农业气象,2020,41(8):520-528

2020−03−09

陈家金，E-mail：cjj8284@163.com

科技部公益性行业（气象）科研专项（GYHY201406027）

联系方式：肖秀珠，E-mail：xxzcuckoo@sina.com