中国报告大厅网讯,茶叶行业作为我国重要的经济作物,在食品、医药、日用等多个行业都有着广泛应用和巨大发展潜力。物候期是茶树生长发育的关键时间节点序列,与气候因子关系密切,温度、降水和光照等气候因子在茶树不同物候阶段的交互作用,对茶叶产量有着复杂影响。然而,目前对于物候期气候因子与茶叶产量的精确量化关系认知不足,依据区域气候因子制定种植管理方案以提升产量的研究也有待深入。基于此,以福建福鼎市为研究对象,探索茶叶产量模型构建及种植管理策略具有重要意义。
福鼎市地处福建省东北部,面积约 1545km²,山地和丘陵占 88%,属亚热带海洋性季风气候,四季分明,温暖湿润,是中国白茶发源地和最大的白茶出口基地。研究采用该市 1990-2022 年的气象观测资料和茶叶产量资料,其中气象资料包括气温、地温、气压等日值数据,生产资料包括每年的茶叶总产量和茶园面积等。
茶树物候期按生长节律划分为全物候期(上年 12 月 - 当年 11 月)、休眠期(上年 12 月 - 当年 2 月)、新梢萌芽期(2-3 月)等多个阶段。将不同物候期与 24 项气候指标结合,形成 168 个物候期气候要素,通过与茶叶气候产量的相关性分析,筛选出 14 个关键气候因子。
研究采用线性趋势法分析气候变化趋势,运用多元线性回归法、主成分回归法及神经网络法三种方法构建茶叶产量模型,并通过均方根误差(RMSE)、归一化均方根误差(NRMSE)、决定系数(R²)和平均拟合准确率(P)等指标评价模型效果。
1990-2022 年,福鼎市气候变化呈现一定趋势。年平均温度以 0.436℃・(10a)⁻¹ 的速率快速提升,平均值为 19.2℃,最高年份为 2021 年(20.4℃),最低年份为 1995 年(18.1℃);年日照时数在不规律波动中以 4.078h・(10a)⁻¹ 的速率提高,平均值为 1627.4h,最高年份为 2004 年(2071.4h),最低年份为 2015 年(1319.0h);年降水量同样在不规律波动中以 31.105mm・(10a)⁻¹ 的速率提高,平均值为 1740.2mm,最高年份为 2005 年(2285.5mm),最低年份为 1991 年(1207.3mm)。
1995-2022 年,福鼎市茶叶实际产量在波动中整体增长,趋势产量逐年递增,气候产量则呈不规则波动。气候变化引起气候产量波动,进而导致实际产量在整体增长趋势中出现不规则波动,这表明气候变化干扰了茶叶生长发育,影响茶叶产量的稳定性。
通过对 14 个关键气候因子的分析,分别构建了三种茶叶产量模型。多元线性回归气候产量模型因自变量存在因子信息重叠和非线性相关问题,平均拟合准确率仅 78.73%,拟合效果欠佳,其模型方程为 Y=-6095.984+3.064×T+10.026×x6+16.670×x14。
主成分回归法通过提取主成分避开共线性问题,平均拟合准确率提升至 92.40%,但仍难以应对复杂非线性关系,模型方程为 Y=-6065.601+3.064×T+1.525×F1+1.717×F4。
神经网络法构建的模型表现最优,均方根误差(RMSE)为 7.5956,归一化均方根误差(NRMSE)为 0.0807,决定系数(R²)为 0.9351,平均拟合准确率(P)为 93.13%,其通过模拟生物神经元结构与功能,能有效处理复杂的非线性关系,更好地拟合福鼎市茶叶产量。
《2025-2030年全球及中国茶叶行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,结合神经网络模型中关键气候因子及当地气候变暖趋势,制定契合福鼎市气候特征的茶树种植策略。
在全物候期,优化土壤水分管理,根据降水情况精准灌溉或排水,降雨时及时排水防涝,少雨干旱时及时灌溉补水。同时,注重气象灾害长效防治和气候风险分散管理,推行风险分散型品种布局,加强气象监测预警与应对。
春茶采摘期,强化排水降湿与动态采摘管理,提前疏通排灌沟渠,关注天气预报,按 “分批勤采” 原则安排采摘工作。
第 2 次生长期,做好土壤保墒与茶园通风协同管理,通过覆盖有机物、间作绿肥作物保墒,扩大行距、适当修剪茶树并布局风机系统改善通风。
新梢萌芽期,对密植茶园进行轻修剪,提高植株通风性,加速水汽散发,优化茶树生长环境。
休眠期,注重通风降湿管理,优化种植密度并修剪植株,安装湿度传感器和风机系统,将相对湿度控制在 70%-75%,保障茶树健康休眠。
本研究以福鼎市为对象,分析了1990-2022年的气候变化趋势,构建并评价了三种茶叶产量模型,发现神经网络模型为最优模型。基于该模型的关键气候因子及当地气候特征,提出了全物候期及各具体物候期的茶叶种植管理策略。研究结果有助于深入理解气候变化与茶叶产量的关系,为应对气候变化、制定科学合理的茶叶生产管理策略提供了依据,对提升茶叶产量、推动茶叶产业可持续发展具有重要意义。
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