书 书中国富士苹果种植的气候适宜性研究*?屈振江 1 　 周广胜 2QU　Zhenjiang1 　ZHOU　Guangsheng 21. 陕西省经济作物气象服务台,西安, 7100152. 中国气象科学研究院,北京, 1000811. Shaanxi 　 Meteorological 　 Service 　 Station 　for　 Economic 　 Crops , Xi ' an 　710015 , China2. Chinese 　 Academy 　of　 Meteorological 　 Sciences , Beijing 100081 , China2015 - 09 - 21 收稿, 2016 - 03 - 09 改回 .屈振江,周广胜 .2016. 中国富士苹果种植的气候适宜性研究 . 气象学报, 74 ( 3 ): 479 - 490Qu　Zhenjiang , Zhou　Guangsheng.2016.Climate　suitability　 for　potential　Fuji　apple　cultivation　in　China. Acta 　 Meteorologica 　 Sini -ca , 74 ( 3 ): 479 - 490Abstract　The　dominant　climatic　factors　affecting　 Fuji　apple　cultivation　in　China　are　investigated.The　climate　suitability　for　va -rious　apple　species　and　the　quality　 of　apples　that　grow　in　different　climate　regimes　are　revealed　based　on　observations　from2084meteorological　stations　during　 the　period　from1981to　2010　and203　geographic　sites　where　Fuji　apples　are　grown　in　China.Themaximum　entropy ( MaxEnt ) model　and　the　ArcGIS　spatial　analysis　technique　are　applied.Results　indicate　that　eight　dominantclimate　factors　can　affect　the　potential　distribution　of　Fuji　apple　in　China , i.e. , annual　sunshine　hours　2000-2500　h , mean　an -nual　temperature　7-14℃ , accumulated　temperature　of　no　less　than　10℃ 3000-4800℃ · d , mean　temperature　of　the　coldestmonth-7-0℃ , mean　daily　 range　of　temperature　in　the　summer　8-12℃ , annual　precipitation400-800　mm , mean　tempera -ture　in　the　summer　20-26℃ , and　mean　relative　humidity　 in　the　summer　60%-78%.The　climate　suitable　for　growing　 Fujiapple　in　China　is　mainly　 found　over　the　Loess　Plateau , the　regions　surrounding　Bohai　Gulf , and　ancient　Yellow　River.Amongthese　regions , the　climate　in　Shaanxi , Shanxi　and　Gansu　provinces　in　the　Loess　Plateau　is　the　best　suitable　for　growing　 apples ,and　Shandong　 and　Hebei　provinces　still　have　the　potential　for　large- scale　cultivation　of　Fuji　apple　in　the　future.Key　words　Fuji　apple , Climatic　suitability , Regionalization , Dominant　climatic　factors , Maximum　entropy　 model ( MaxEnt )摘 　 要 　 基于中国1981 — 2010年2084个气象台站资料和203个富士苹果种植区分布的地理数据,利用最大熵( MaxEnt )模型和 ArcGIS 平台,从物种分布机理与品质两方面研究了影响富士苹果在中国分布的主导气候因子及适宜范围,并对其气候适宜性进行区域划分和评价。结果表明,影响富士苹果在中国分布的主导气候因子有8个,富士苹果地理分布的气候适宜范围分别为年日照时数 2000 — 2500　h 、年平均气温7 — 14℃ 、 ≥10℃积温3000 — 4800℃ · d 、最冷月平均气温-7 — 0℃ 、夏季气温平均日较差 8 — 12℃ 、年降水量 400 — 800　mm 、夏季平均气温 20 — 26℃ 、夏季平均空气相对湿度 60% — 78% 。中国富士苹果的气候适宜区主要分布在黄土高原、环渤海湾和黄河古道,其中,黄土高原区的陕西、山西和甘肃气候适宜度最高,而山东和河北两省富士苹果规模化种植还有较大发展空间。关键词 　 富士苹果,气候适宜性,区划,主导气候因子,最大熵模型中图法分类号 　P49doi : 10.11676 / qxxb2016.027　　　　　　　　　　　 　 气象学报 　 　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　* 资助课题:国家重点基础研究发展计划973项目( 2010CB951300 )、中国气象局气象关键技术集成与应用项目( CMAGJ2015M60 )、中国气象局气候变化专项( CCSF201621 )。作者简介:屈振江,主要从事农业气象及气候变化研究。 E - mail : nju _qzj@126.com通讯作者:周广胜,主要从事气候变化的影响与适应性研究。 E - mail : gszhou@camscma.cn 1　 引 　 言中国是世界上最大的苹果生产和消费国,面积和产量分别占全球的43%和48% ,种植品种主要以富士为主,占70%以上(李志霞等,2014 )。受环境和品质等因素的影响,中国苹果鲜果出口占总产一直不足3% (国家统计局, 2014 ),国际竞争力亟待提高。除提升管理和产业化水平外,基于自然资源的比较优势开展区域化集中连片栽培是其他农业发达国家的基本经验(刘军弟等,2012 )。农业气候资源是决定种植分布的重要基础,气候变化已经对全球的种植制度和结构产生了较大的影响,作物原有的气候适宜种植区发生了变化(周广胜等,1999 ;杨晓光等,2010 )。应用新的观测资料和评价方法对苹果种植适宜区进行划分,对于气候变化背景下合理利用气候资源,促进中国苹果提质增效有重要的现实意义。中国的苹果气候适宜性区划研究开始于20世纪80年代(陆秋农,1980 ;李世奎等, 1985 ;王宇霖,1986 ),其中,中国农业科学院果树研究所针对当时主栽的“国光”、“元帅”和“金冠”品种,首次提出基于7项气 候 指 标 的 中 国 苹 果 种 植 区 划 (李 世 奎 等,1985 ),对指导当时苹果产业的发展布局发挥了重要作用,而此后再未面向全国范围开展过相应研究。针对部分重点种植区域,山东(刘健国等,1992 )、陕西(朱琳等,2001 )和辽宁(李倩等, 2013 )等苹果主产省基于统计方法和地理信息系统分别对当地的苹果气候适宜性进行过划分,但在气候因子的选择上存在较大差异。 20世纪90年代开始,中国苹果种植面积迅速增大,栽培品种也发生了较大变化,晚熟的富士品种比例明显提高,同时对苹果品质提出了更高的要求,研究人员通过对部分种植基地县的苹果品质调查,针对富士苹果的品质指标及其与气象因子的关系进行了研究,并评价了不同产地的生长适宜性(魏钦平等,2003 ;李保国等, 2006 )。随着气候和种植品种的变化,基于原有气候资料的研究成果已不能反映当前生产实际的需要,同时气候指标选择及权重确定大多依赖专家经验而导致结果的误差。近年来,物种分布模型逐渐发展并成为研究气候变化背景下作物分布和气候关系的重要工具(许仲林等,2015 ),其中由 Phillips 等( 2006 )和 Elith 等(2011 )建立的最大熵模型( Maximum　entropy　 mod -el , MaxEnt )在模拟的精度方面优于其他生态位模型( Peterson ,et　al , 2007 ),已在中国水稻( Duan , etal , 2013 )、玉米( He , et　al , 2012 )、冬小麦( Sun , etal , 2012 )和橡胶(刘少军等, 2015 )等作物的气候适宜性划分及评价中得到应用。本研究旨在基于中国1981 — 2010年2084个气象台站资料和203个富士苹果种植区分布的地理数据,利用最大熵模型和ArcGIS平台,揭示影响富士苹果产量和质量的主导气候因子,对富士苹果种植分布的气候适宜性进行区域划分和评价,以期为中国苹果产业化布局及区域品种调整提供参考。