摘 要:大麻是黑龍江省重要的經(jīng)濟作物之一,年播種面積占全國一半左右。探明黑龍江省大麻種植面積、總產(chǎn)及單產(chǎn)變化趨勢,解析氣象環(huán)境因素對大麻產(chǎn)量的影響,對于黑龍江省大麻的科學(xué)區(qū)劃布局和健康發(fā)展具有重要意義。本研究分析了黑龍江省2011-2019年大麻的播種面積、總產(chǎn)和單產(chǎn)的時空變化趨勢,并探討了大麻單產(chǎn)與主要氣象因子間的關(guān)系。結(jié)果表明:黑龍江省大麻播種面積年均增長2096.5hm2,總產(chǎn)年均增長12696.6t,大麻種植區(qū)域主要分布在黑河市、綏化市、齊齊哈爾市、大慶市等區(qū)域,新增區(qū)域主要分布在齊齊哈爾市、哈爾濱市和牡丹江市。各地單產(chǎn)的變化幅度較大,變 幅 為58.2~10178.6kg·hm-2。黑河市、綏化市、大慶市等大麻傳統(tǒng)主產(chǎn)區(qū)的單產(chǎn)高且穩(wěn)定,一般為5000~10000kg·hm-2。而新增區(qū)域的單產(chǎn)較低,哈爾濱市和齊齊哈爾地區(qū)的平均單產(chǎn)低于3500kg·hm-2,具有較大的提升空間。大麻單產(chǎn)與5-9月的≥10℃活 動積溫和5-9月的累計降水量呈正相關(guān),與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān),但未達到顯著水平?,F(xiàn)階段不同區(qū)域的單位面積產(chǎn)量高低主要取決于栽培技術(shù)水平。
關(guān)鍵詞:黑龍江??;大麻生產(chǎn);時空變化;氣象因子
大麻(CannabissativaL.)別名漢麻、線麻,屬大麻科、大麻屬,是中國種植歷史最悠久的經(jīng)濟作物之一,被廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、食品及醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域[1]。20世紀30年代以來,由于大麻可以作為麻醉劑以及其他一些醫(yī)藥用途而得到迅速發(fā)展[2]。但由于大麻含有致幻成分四氫大麻酚(Tetrahydrocannabinol,THC)而被作為毒品嚴格管控,限制了大麻的研究[3]。不同大麻品種的THC含量差別很大,最低含量僅為0.1%左右,最高可達到30%。國際上將大麻分為三類,THC含量<0.3%為工業(yè)大麻,THC含量>1%為毒品大麻,THC含量在兩者之間為中間型大麻。工業(yè)大麻適宜的產(chǎn)區(qū)集中在北緯45°~55°之間,黑龍江省正好位于這個區(qū)域。自2011年開始,黑龍江省的工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)迅速崛起,產(chǎn)品遠銷美國、加拿大、日本和韓國等國家。2016年黑龍江省成立了工業(yè)大麻協(xié)會。2017年黑龍江省頒布了新的《黑龍江省禁毒條例》,允許工業(yè)用大麻的種植、銷售和加工。2018年出臺了《黑龍江省漢麻產(chǎn)業(yè)三年專項行動計劃》,加快工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展,現(xiàn)在工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)已被列為黑龍江省新的重點發(fā)展領(lǐng)域[4]。本研究分析黑龍江省2011-2019年的大麻種植面積、總產(chǎn)及單產(chǎn)變化趨勢,解析氣象環(huán)境因素對大麻產(chǎn)量的影響,以期促進黑龍江省工業(yè)大麻的合理區(qū)劃布局和產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
1材料與方法
1.1研究區(qū)域概況
本研究的區(qū)域覆蓋了黑龍江省的13個地級市行政區(qū),包括哈爾濱市、齊齊哈爾市、雞西市、鶴崗市、綏化市、雙鴨山市、大慶市、伊春市、佳木斯市、七臺河市、牡丹江市、黑河市以及大興安嶺地區(qū)。黑龍江省地勢較為復(fù)雜,西北和北部為大、小興安嶺,東南為張廣才嶺、完達山等組成的山地,東北部為三江平原,東部為興凱湖平原,西南部是松嫩平原,平原面積占全省總面積的37%[5]。黑龍江省大麻種植為一年一熟,種植區(qū)域集中在哈爾濱市、綏化市、齊齊哈爾市、牡丹江市和黑河市。黑龍江省屬大陸性季風(fēng)氣候,四季分明、熱量充足、雨水集中。近30年氣象資料顯示,全省年平均氣溫為3.43℃,5-9月≥10℃活動積溫為2169~2969℃,南北相差1450℃;年降水量為287~659mm,平均降水量為522mm,且多集中在作物生長季內(nèi);日照時數(shù)為906~1326h,西部高于東部;水、熱以及輻射等條件滿足大麻種植要求[5-6]。
1.2數(shù)據(jù)來源
由于2010年之前,黑龍江省大麻播種面積已經(jīng)嚴重萎縮,因此,本研究主要分析了2011-2019年的面積、產(chǎn)量及單產(chǎn)變化。大麻面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于2012-2020年的《黑龍江省統(tǒng)計年鑒》,大麻的面積按照麻類作物面積減去亞麻面積進行估算,產(chǎn)量按照麻類作物產(chǎn)量減去亞麻產(chǎn)量進行估算,大麻單產(chǎn)用大麻產(chǎn)量除以大麻面積進行估算。為了更好地分析大麻單產(chǎn)與氣象因素的關(guān)系,本研究選擇黑龍江省大麻產(chǎn)量相對穩(wěn)定的黑河、綏化和大慶這3個主要產(chǎn)區(qū)進行分析。研究區(qū)域內(nèi)氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng),包括孫吳(黑河)、安達(大慶)和北林(綏化)等氣象站點2011-2019年逐日資料:平均氣溫、降水量和日照時數(shù)。
1.3研究方法
1.3.1產(chǎn)量、面積和單產(chǎn)變化率
在分析產(chǎn)量、面積和單產(chǎn)變化趨勢時,采用最小二乘法[7],計算樣本與時間的線性回歸系數(shù)α,從而要素的變化可以用線性方程表示,即:x=αt+β;t=1,2,3,…,n年。以α作為變化傾向率,α>0表示隨時間要素變量增加,α<0表示隨時間要素變量減少。
1.3.2氣象因子的選擇與計算
為分析大麻單產(chǎn)與氣象因素的關(guān)系,選擇5-9月≥10℃活動積溫、5-9月太陽總輻射和5-9月累計降水量3個氣象因子[8]。
1.3.3產(chǎn)量、面積和單產(chǎn)分布圖
繪制采用ARCGIS軟件繪制研究區(qū)的產(chǎn)量、面積和單產(chǎn)分布圖。
2結(jié)果與分析
2.12011-2019年黑龍江省大麻種植面積變化分析2011-2019年的大麻面積可以看出,大麻年種植面積在2016年以前沒有超過1500.0hm2,2016年以后迅速增加,2019年達到了18878.7hm2,年均增長2096.5hm2(圖1)。2016年、2017年和2019年是黑龍江省大麻種植面積增加最快的年份,2016年比2015年增加了7210.0hm2,2017年比2016年增加7617.0hm2,2019年比2018年增加了3158.0hm2。全省大麻種植區(qū)域主要分布在黑河、綏化、齊齊哈爾、大慶等市,集中在孫吳、訥河、青岡、克山、安達、肇州、蘭西等縣(市)。2016年以后,大麻種植面積增加較快的區(qū)域主要是齊齊哈爾市和牡丹江市兩個地區(qū)(圖2)。
圖1 黑龍江省2011-2019年大麻種植面積和總產(chǎn)量的變化趨勢
圖2 黑龍江省2011-2019年大麻播種面積的變化(單位:hm2)
分析各地區(qū)大麻面積變化率可以看出,鶴崗市、佳木斯市、雙鴨山市和伊春市的播種面積呈減少趨勢;而黑河市、綏化市、大慶市、牡丹江市、齊齊哈爾市、哈爾濱市的播種面積呈增加趨勢。大麻播種面積增加率最大的是黑河市,平均每年增加1683.0hm2;其后依次是齊齊哈爾市(每年增加629.4hm2)、牡丹江市(每年增加525.7hm2)、綏化市(每年增加405.4hm2)、大慶市(每年增加259.6hm2)、哈爾濱市(每年增加109.1hm2)和七臺河市(每年增加48.3hm2)。
2.2 2011-2019年黑龍江省大麻總產(chǎn)量變化
黑龍江省大麻總產(chǎn)量的變化趨勢與播種面積基本一致,2011年全省大麻總產(chǎn)量僅為47.0t,自2016年開始產(chǎn)量迅速增加,年均增長12696.6t,2019年達到了114319.1t,占全國的一半左右(圖1)。2016年、2017年和2019年是黑龍江省大麻播種總產(chǎn)量增加最快的年份,2016年比2015年增加36569.0t,2017年比2016年增加48756.0t,2019年比2018年增加13756.9t。全省大麻總產(chǎn)主要分布在黑河、綏化、大慶等市,集中在孫吳、訥河、青岡、安達、肇州等縣(市)。2016年以后,大麻播種面積增加較快的區(qū)域主要是牡丹江市和齊齊哈爾市兩個地區(qū),2019年牡丹江市的大麻總產(chǎn)量達到14961.0t,齊齊哈爾市的大麻總產(chǎn)量達到9496.2t(圖3)。分析各地區(qū)大麻總產(chǎn)的變化率可以看出,鶴崗市、佳木斯市、雞西市、雙鴨山市和伊春市的大麻總產(chǎn)量呈減少趨勢;而黑河市、綏化市、大慶市、牡丹江市、齊齊哈爾市、哈爾濱市的大麻總產(chǎn)量呈增加趨勢。大麻總產(chǎn)量增加最大的是黑河市,平均每年增加10787.0t;其后依次是牡丹江市(每年增加4986.0t)、綏化市(每年增加2863.1t)、齊齊哈爾市(每年增加2390.0t)、大慶市(每年增加2063.7t)、哈爾濱市(每年增加208.8t)和七臺河市(每年增加116.5t)。大麻總產(chǎn)量增加的區(qū)域仍然主要集中在黑河市、綏化市、大慶市等傳統(tǒng)的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。
圖3 黑龍江省2011-2019年大麻總產(chǎn)量的變化(單位:t)
2.3 2011-2019年黑龍江省大麻單位面積產(chǎn)量變化
黑龍江省大麻單產(chǎn)的變化幅度較大,多數(shù)地區(qū)的單產(chǎn)不穩(wěn)定,各地單產(chǎn)的變幅為58.2~10178.6kg·hm-2。最高單產(chǎn)出現(xiàn)在綏化地區(qū),2013年綏化地區(qū)的平均單產(chǎn)達到了10178.6kg·hm-2;而最低單產(chǎn)出現(xiàn)在佳木斯市,2017年佳木斯市的平均單產(chǎn)僅為58.2kg·hm-2。從平均單產(chǎn)的分布來看,黑河市、綏化市、大慶市等大麻主產(chǎn)區(qū)的單產(chǎn)相對較高,且穩(wěn)定,一般為5000~10000kg·hm-2(圖4)。以時間上最連續(xù)(2012-2019年)的黑河市為例,黑河地區(qū)2012-2019年的平均單產(chǎn)為7421.7kg·hm-2,最高值出現(xiàn)在2014年,為9479.5kg·hm-2;最低值出現(xiàn)在2016年,為5710.8kg·hm-2。哈爾濱市、齊齊哈爾市等2016年后增幅較大區(qū)域的單產(chǎn)相對較低(圖4),2012-2019年的平均單產(chǎn)分別為2179.6kg·hm-2(哈爾濱)和3419.9kg·hm-2(齊齊哈爾),具有較大的提升空間。分析各地區(qū)大麻單產(chǎn)的變化率發(fā)現(xiàn),單產(chǎn)變化沒有明顯規(guī)律,13個地級市中(除了大興安嶺地區(qū)僅有1年數(shù)據(jù)外),哈爾濱市、雙鴨山市、大慶市、七臺河市、牡丹江市等5個地區(qū)的單產(chǎn)呈增加趨勢,其余7個地區(qū)的平均單產(chǎn)呈減少趨勢。平均單產(chǎn)增加的5個地區(qū)中只有大慶市是傳統(tǒng)的主產(chǎn)區(qū)。黑河市、綏化市、齊齊哈爾市等大麻播種面積較大的地區(qū)的單產(chǎn)均不同程度下降。大麻單產(chǎn)增加率最大的是牡丹江市,平均增加202.20kg·hm-2·a-1;其后依次是七臺河市(63.76kg·hm-2·a-1)、大慶市(37.28kg·hm-2·a-1)和雙鴨山市(14.78kg·hm-2·a-1)。黑河市、綏化市、齊齊哈爾市等大麻生產(chǎn)優(yōu)勢地區(qū)的單產(chǎn)雖然呈減少趨勢,但減少幅度較小。
圖4 黑龍江省2011-2019年大麻單位面積產(chǎn)量的變化(單位:kg·hm-2)
2.4氣象因素對大麻單產(chǎn)的影響
為了更好地分析大麻單產(chǎn)與氣象因素的關(guān)系,本研究選擇了黑龍江省大麻種植年份較長的黑河市、綏化市和大慶市這3個主要產(chǎn)區(qū)進行分析。大慶市的大麻主要種植在安達一帶,利用安達市的氣象數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn),大慶市的大麻單產(chǎn)與5-9月的≥10℃活動積溫呈正相關(guān)(圖5a),與5-9月的累計降水量也呈正相關(guān)(圖5b),與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān)(圖5c)。其中,與5-9月的太陽總輻射的相關(guān)系數(shù)最大,其次為5-9月的累計降水量。綏化市的大麻單產(chǎn)與≥10℃活動積溫呈正相關(guān)(圖5d),與5-9月的累計降水量也呈正相關(guān)(圖5e),與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān)(圖5f)。黑河市的大麻單產(chǎn)與≥10℃活動積溫呈正相關(guān)(圖5g),與5-9月的累計降水量也呈正相關(guān)(圖5h),與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān)(圖5i)。整體上看,大麻單產(chǎn)與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān),大慶市的相關(guān)系數(shù)最高,綏化市最低;與5-9月的累計降水量也呈正相關(guān),大慶市的相關(guān)系數(shù)最高,黑河市最低;與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān),大慶市的相關(guān)系數(shù)最高,黑河市最低。
圖5 不同地區(qū)大麻單位面積產(chǎn)量與氣象因子之間的關(guān)系
3討論與結(jié)論
工業(yè)大麻作為一種新型材料,性能獨特而強大,能夠應(yīng)用到生活的各方面,具有廣泛的市場前景和開發(fā)價值[9]。截至目前,全球工業(yè)大麻主要產(chǎn)區(qū)集中在北美、歐盟、中國三大區(qū)域。其中,中國是世界上種植工業(yè)大麻最多的國家,約占全世界的一半,目前已基本形成了云南省以花葉用、黑龍江省以纖維用、山西省以籽粒用為主的生產(chǎn)布局[10-11]。隨著國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,黑龍江省率先開始重視工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè),從種植面積的不斷攀升可見一斑。自2016年以來,黑龍江省大麻的播種面積和總產(chǎn)不斷增加,2019年的面積達到了18878.7hm2,總產(chǎn)達到了114319.1t,占全國的50%。但是與生產(chǎn)高速發(fā)展不匹配的是黑龍江大麻的單產(chǎn)水平不穩(wěn),不同地區(qū)間差異顯著。分析氣象條件與大麻單產(chǎn)間的關(guān)系可以看出,現(xiàn)階段黑龍江省的大麻單產(chǎn)與氣象因子間的關(guān)系未達到顯著水平,不同產(chǎn)區(qū)間的產(chǎn)量差主要是由于栽培技術(shù)和使用品種不同導(dǎo)致的。這些信息表明,黑龍江大麻產(chǎn)業(yè)還有很多工作要做。首先是加強生產(chǎn)端的技術(shù)創(chuàng)新,尤其是種子創(chuàng)新,雖然先后選育出了“火麻1號”“慶大麻1號”“龍大麻3號”等優(yōu)良品種,但在品種廣適性方面仍需加強[9];其次是大麻的栽培技術(shù)方面,重點要開展適宜機械化的栽培技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,在提高生產(chǎn)效率的同時還要提高種植效益;然后是栽培技術(shù)和管理技術(shù)的標準化方面,通過栽培技術(shù)和管理技術(shù)的標準化,重點降低大麻種植新增區(qū)域(如哈爾濱、齊齊哈爾、牡丹江等)與傳統(tǒng)優(yōu)勢區(qū)域(黑河、綏化、大慶等)的產(chǎn)量差。在氣象因素對大麻單產(chǎn)的影響方面,本研究發(fā)現(xiàn)大麻單產(chǎn)與5-9月的≥10℃活動積溫呈正相關(guān),與5-9月的累計降水量也呈正相關(guān),與5-9月的太陽總輻射呈負相關(guān),但相關(guān)系數(shù)沒達到顯著水平。一方面是由于使用的數(shù)據(jù)量偏少,同時現(xiàn)階段不同區(qū)域的產(chǎn)量高低主要取決于栽培技術(shù)水平[11];另一方面是目前黑龍江省的主要農(nóng)業(yè)氣象觀測站并未開展大麻相關(guān)農(nóng)藝性狀調(diào)查和記錄的工作。未來,需要進一步收集點對點的產(chǎn)量與氣象數(shù)據(jù),加大數(shù)據(jù)量,完善氣象因子對大麻單產(chǎn)影響的研究以及產(chǎn)量預(yù)測模型構(gòu)建的工作。
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文章摘自:姜樹坤,楊賢莉,王立志,張喜娟,遲力勇.2011-2019年黑龍江省大麻生產(chǎn)變化及與氣象因子的關(guān)系[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2022(05):22-28.
