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隨著云南城市化率的提高，云南耕地在空間上，山區(qū)、半山區(qū)坡地的比例增加［3］。因受地理、氣候、經(jīng)濟(jì)等因素的影響，云南絕大部分山區(qū)、半山區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后或不能滿足干季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的基本需求，大麥生長期內(nèi)基本無灌溉條件，主要在自然氣候條件下生長，氣候變化，特別是大麥各生育期間的降雨量及其分布是影響云南大麥種植生產(chǎn)的主因［4－6］。然而迄今用于指導(dǎo)云南大麥種植的區(qū)劃方案依然沿用曾學(xué)奇的研究結(jié)果，沒有作進(jìn)一步的完善。

鑒于此，本研究通過云南大麥全生育期間的降雨量、積溫、氣溫、日照等氣候影響因子與大麥種植的相關(guān)性（主成分）分析，重新進(jìn)行生態(tài)氣候類型區(qū)劃，以期為云南大麥種植提供更為客觀、科學(xué)的理論依據(jù)。研究資料來源氣候資料來源于云南省125個(gè)縣氣象站近30年（1981－2010年）各旬、月的平均降雨量、積溫、氣溫和日照時(shí)數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。大麥種植氣候生態(tài)因子的選取因受季風(fēng)氣候、地理的影響，云南絕大多數(shù)大麥種植區(qū)一般在10月中旬至11月上旬播種，10月下旬至11月上中旬出苗，11月下旬至次年1月上旬處于分蘗期，1月至2月拔節(jié)孕穗，3月抽穗開花，4月至5月上旬灌漿成熟，5月中旬前收獲結(jié)束，全生育期約145～180d左右［4］。大麥生育期間的降雨量、氣溫（積溫）和日照時(shí)數(shù)的時(shí)間、空間分布是影響云南大麥生長發(fā)育的關(guān)鍵，是大麥產(chǎn)量的決定性因子［4，7－8］。本研究中，選取了與云南大麥生長適應(yīng)性關(guān)系密切的33個(gè)氣候因子［1－4，7］作為區(qū)劃指標(biāo)（表1）。其中，播種出苗至分蘗期降雨量決定了大麥的出苗數(shù)和分蘗率，是大麥產(chǎn)量形成的初始影響因子；拔節(jié)期至灌漿期降雨量決定了大麥從營養(yǎng)生長到生殖生長再到營養(yǎng)生長的水分供給，是大麥有效穗數(shù)和產(chǎn)量形成的主要影響因子［7］；從播種到成熟的積溫及分布是大麥生長發(fā)育的熱量條件，是大麥產(chǎn)量和質(zhì)量形成的重要影響因子之一，2－4月的日照時(shí)數(shù)是大麥生長發(fā)育的必要條件，也是大麥產(chǎn)量和質(zhì)量形成的重要因子。

區(qū)劃方法及原理利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的主成分分析方法［9－10］建立評(píng)價(jià)模型，根據(jù)評(píng)價(jià)模型得出的綜合評(píng)價(jià)值來判別動(dòng)態(tài)氣候生態(tài)條件下的大麥產(chǎn)量。主成分分析原理是利用降維的思想，把眾多變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)，這幾個(gè)綜合指標(biāo)為原來的線性組合；綜合指標(biāo)保留了原始變量的主要信息，彼此之間又不相關(guān)，能使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，使原因子的信息集中到幾個(gè)主要因子上［11－13］。主成分分析方法要求第一步對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除量綱不同的影響；第二步求無量綱后數(shù)據(jù)的相關(guān)矩陣R；第三步求R的特征值、特征向量及貢獻(xiàn)率；第四步根據(jù)貢獻(xiàn)率確定主成分的個(gè)數(shù)；第五步以線性組合中權(quán)重較大的幾個(gè)影響因子作綜合意義解釋；最后對(duì)組全因子Ymn按照K－M逐步聚類法區(qū)劃。利用SPSS軟件，對(duì)矩陣Y33＊125進(jìn)行主成分分析。用方差最大法進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，使成分負(fù)載向0和1兩極分化。主成分分值計(jì)算采用回歸法。表2中的荷載率絕對(duì)值的大小表明了各因子與主成分的相關(guān)程度。荷載率越大的因子，與其主成分的相關(guān)性越好，越能顯現(xiàn)出該主成分的影響效應(yīng)。一般當(dāng)｜荷載率｜≥0．6時(shí)，認(rèn)為該要素與主成分的相關(guān)程度足夠大［11－13］。在主成分Y33＊125中的前4個(gè)向量的累積方差已達(dá)94．651％（表2），所以，只需計(jì)算4個(gè)主成分。從表3中的荷載率可看出，第1主成分中，荷載率較大的變量依次是X11、X12、X13、X9、X14、X10、X7、X8、X16、X15、X17，這11個(gè)因子反映了大麥生長發(fā)育中后期水分。其中X11、X12、X14、X13代表大麥抽穗開花期降雨量及分布，X7、X8、X9、X10代表大麥整個(gè)拔節(jié)孕穗期及中、后期對(duì)應(yīng)旬降雨量，X15、X16、X17代表大麥灌漿乳熟期降雨量及分布。這11個(gè)因子是云南大麥產(chǎn)量和質(zhì)量形成的主要影響因子。因子荷載率為正，說明云南冬季降雨量及時(shí)間分布是決定大麥的豐欠的第一影響因素，與云南大麥種植實(shí)踐完全吻合。第2個(gè)主成分中荷載率較大的變量依次是X29、X30、X27、X28、X25、X20、X21、X26、X22、X24、X23，這11個(gè)因子反映了大麥乳熟、灌漿、抽穗開花、播種、出苗、分蘗及拔節(jié)后期熱量條件及其分布，是云南大麥關(guān)鍵生育期對(duì)應(yīng)的積溫和平均氣溫，表征了大麥各個(gè)關(guān)鍵生育期的熱量條件和在溫度敏感時(shí)段是否遇上低溫危害。因子荷載率為正，與云南大麥種植實(shí)踐相吻合。第3個(gè)主成分中荷載率較大的變量依次是X2、X3、X4、X1、X6、X5，這6個(gè)因子主要反映了云南大麥生長前期的降雨量及其分布。其中X2、X3是大麥出苗期降雨量，X1是播種期降雨量，X4、X5、X6是大麥分蘗期降雨量及分布。因子荷載率為正說明這幾個(gè)時(shí)段降雨量對(duì)大麥出前期生長呈正效應(yīng)。第4個(gè)主成分中荷載率較大的變量依次是X31、X32、X33，這3個(gè)因子反映了大麥生長發(fā)育中后期的光日照條件，分別代表2月、3月和4月的日照時(shí)數(shù)。因子荷載率為正，說明大麥生長中后期光日照充足，能提高大麥的光合效率，直接影響大麥產(chǎn)量和質(zhì)量的形成，與生產(chǎn)實(shí)際相吻合

結(jié)果與分析通過主成分分析回歸合成因子，利用K－M逐步聚類法對(duì)云南省125個(gè)縣進(jìn)行氣候生態(tài)類型分類，同時(shí)參考大麥生態(tài)特點(diǎn)及目前生產(chǎn)狀況［2，4，14－20］，將大麥種植區(qū)最終劃分為4個(gè)氣候生態(tài)區(qū)：中北部半干旱種植區(qū)、中南部富熱濕潤種植區(qū)、東部半濕潤種植區(qū)和西北部溫暖濕潤種植區(qū)（圖1）。

中北部半干旱大麥種植區(qū)本區(qū)主要位于滇中及以北的大部分地帶，包括德欽、香格里拉、維西、寧蒗、魯?shù)?、昭通、蘭坪、劍川、洱源、麗江、永勝、鶴慶、華坪、永仁、巧家、會(huì)澤、東川、宣威、云龍、漾濞、永平、保山、大理、賓川、彌渡、祥云、巍山、大姚、元謀、姚安、牟定、南華、楚雄、富民、武定、祿勸、祿豐、昆明、尋甸、馬龍、曲靖、嵩明、沾益、陸良、富源、施甸、昌寧、南澗、雙柏、安寧、易門、晉寧、太華山、澄江、玉溪、江川、通海、華寧、宜良、呈貢、師宗、彌勒、瀘西，共63個(gè)縣市。本區(qū)的主要特點(diǎn)：高海拔或中高海拔盆地，地形切割深，平均海拔約1800～3600m，土壤有黃壤、泥沙、水稻土、紫色和暗棕壤等［19］。在此區(qū)的北部、東部冬春季冷空氣易堆積，大麥生育期間（冬春季），氣溫低，降雨較少、分布不均，霜期長，極易遭受低溫侵襲，干旱發(fā)生頻率高，陰天日數(shù)多，日照時(shí)數(shù)稍偏少；中部、南部大麥生育期間氣候干曖，熱量、光照、降雨量適中。農(nóng)作物多為一年兩熟，局部區(qū)域一年一熟，是云南大麥主產(chǎn)區(qū)，也是大麥種植的最適宜區(qū)和優(yōu)先發(fā)展種植區(qū)。

中南部富熱濕潤大麥種植區(qū)本區(qū)位于云南中部以南地帶，是云南糧食、經(jīng)濟(jì)作物主產(chǎn)區(qū)，包括騰沖、隴川、盈江、瑞麗、鎮(zhèn)康、梁河、龍陵、潞西、鳳慶、永德、云縣、景東、鎮(zhèn)沅、新平、石林、丘北、羅平、峨山、滄源、耿馬、西盟、孟連、雙江、臨滄、景谷、瀾滄、勐海、景洪、寧洱、墨江、普洱、元江、勐臘、石屏、建水、紅河、江城、綠春、開遠(yuǎn)、個(gè)舊、蒙自、屏邊、金平、硯山、文山、馬關(guān)等46個(gè)縣市。本區(qū)的主要特點(diǎn)：地形切割深，多為盆地或山丘，平均海拔800～1500m左右，土壤有水稻土、棕壤、紅壤、紅泥沙、燥紅壤等［19］。大麥生育期間（冬春季），氣候溫暖、熱量豐富，光照充足，降雨量稍多，降雨量分布相對(duì)均勻，霜期短。農(nóng)作物多為一年兩熟，局部多熟，大麥全生育期約140～160d，生育期內(nèi)不易受干旱危害，低溫冷害發(fā)生頻率較低。該區(qū)大部可發(fā)展種植山地大麥或大麥與經(jīng)濟(jì)作物間套種，發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>

東部半濕潤大麥種植區(qū)本區(qū)位于云南東部和西北部的部分地帶，是云南糧食、經(jīng)濟(jì)作物主要產(chǎn)區(qū)之一，包括綏江、永善、鹽津、大關(guān)、彝良、鎮(zhèn)雄、威信、六庫、元陽、河口、西疇、麻栗坡、廣南、富寧等12個(gè)縣市。本區(qū)地形構(gòu)造多有丘陵、盆地、或河谷地帶，海拔高差大，從800～2000m均有，土壤有紫色、黃壤、紅壤、泥沙等［19］。大麥生育期間（冬春季），氣候暖和，熱量適中，光照條件稍差，降雨量適中，霜期差異大，大麥生長發(fā)育易受冷空氣侵襲。大麥全生育期約145～165d，發(fā)展種植大麥潛力較大。

西北部溫暖濕潤大麥種植區(qū)本區(qū)位于云南西北部，冬春季以種植經(jīng)濟(jì)作物為主，大麥種植面積較少，包括貢山、福貢2個(gè)縣市。本區(qū)氣候立體性突出，是云南的一片“飛地”，地形差異大，有高山、低谷，海拔相對(duì)高差約4390m，一年之中有4月和9月兩個(gè)相對(duì)多雨時(shí)段，土壤有高山草甸土、棕色針葉土、暗棕壤、棕壤、黃棕壤、黃壤、紅壤、紫色土、石灰土、水稻土。大麥生育期間（冬春季）熱量豐富，降雨量充沛，光照條件較差。該區(qū)主要以一年一熟、兩熟或多熟制糧食、經(jīng)濟(jì)作物為主，因春季降雨多、晴天日數(shù)稍少，僅有部分區(qū)域較適宜大麥種植，或適宜發(fā)展大麥、糧食、經(jīng)濟(jì)作物間套種植。

討論本研究以云南省125個(gè)縣市大麥生育期內(nèi)對(duì)應(yīng)的降雨量、氣溫、積溫、日照時(shí)數(shù)33個(gè)氣候影響因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，用主成分分析和K－M逐步動(dòng)態(tài)聚類法，將云南大麥種植區(qū)劃分為中北部半干旱大麥種植區(qū)、中南部富熱濕潤大麥種植區(qū)、東部半濕潤大麥種植區(qū)和西北部溫暖濕潤大麥種植區(qū)。該區(qū)劃結(jié)果與云南多年的大麥種植生產(chǎn)實(shí)踐基本相符。區(qū)劃采用主成分分析和K－M逐步動(dòng)態(tài)聚類方法，基本排除了人為因素干擾，避免了以往同類工作中只考慮較少影響因子（指標(biāo)）進(jìn)行種植區(qū)劃而造成區(qū)劃結(jié)果的片面與粗放［2，6，13］。同時(shí)，研究結(jié)果在GIS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了圖形輸出，結(jié)論直觀，可操作性強(qiáng)。根據(jù)云南氣候類型多樣、干濕季分明的氣候生態(tài)特點(diǎn)和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的需求，全省除以迪慶高原（3500m以上地帶）為代表的區(qū)域種植春大麥或青稞（即米大麥）外，絕大部分區(qū)域均以種植冬大麥為主。云南大部冬春氣候溫暖、降雨量適中，日較差大，日照豐富，光質(zhì)良好，是全國發(fā)展大麥生態(tài)條件最好的地區(qū)［1，20］。2001年以來，隨著云南啤酒加工產(chǎn)業(yè)和畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展壯大，對(duì)專用大麥需求量不斷增加。目前云南大麥種植面積發(fā)展迅速，年種植面積約22萬～23萬hm2，總產(chǎn)約60萬t，平均單產(chǎn)3．00t•hm－2，比小麥單產(chǎn)高0．78t•hm－2。新選育出的大麥品種“云大麥2號(hào)”經(jīng)省級(jí)驗(yàn)收最高單產(chǎn)10．812t•hm－2，百畝連片單產(chǎn)9．444t•hm－2，青裸大麥也正成為海拔2500m以上地區(qū)最具發(fā)展前景的作物之一［11，20］。

大麥生育期比小麥短15d左右，擴(kuò)大大麥種植面積是解決云南烤煙移栽與小春作物茬口矛盾的有效途徑之一，反過來煙水配套工程發(fā)展又可以在一定程度上改善大麥灌溉條件。從表4中的云南大麥種植分區(qū)關(guān)鍵生育氣候影響因子列表可看出，中北部半干旱大麥種植區(qū)是云南大麥最適宜種植區(qū)和主要產(chǎn)區(qū)，除局部高寒地帶外，改善灌溉條件，培育抗低溫、耐旱良種，是提高大麥產(chǎn)量的有效途徑；中南部富熱濕潤大麥種植麥區(qū)和東部半濕潤大麥種植區(qū)是云南大麥適宜種植區(qū)，即大麥次產(chǎn)區(qū)和主要發(fā)展種植區(qū)，大麥全生育期間降雨較多，熱量條件好，相對(duì)濕度較大，適宜種植抗病性強(qiáng)的品種；西北部溫暖濕潤大麥種植區(qū)面積小，海拔高差大、氣候類型多樣、立體性強(qiáng)，是云南大麥潛在或可發(fā)展種植區(qū)。

作者：魯永新、鄒萍、張中平、陳朝良、楊發(fā)明、武勇單位：云南省楚雄州氣象臺(tái)、云南省楚雄州農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣研究所