当前世界环境

介绍

印度最大的商业作物是烟草，种植在45万公顷的土地上，每年产量8.04亿公斤。烟草出口为该国经济提供了55400亿美元的收入，消费税分别产生了22737亿美元和28277亿美元。它还保障了4570万人的生计。印度烟草的独特之处在于不同的烟草类型，即烤烟弗吉尼亚，伯利，HDBRG，东方，比迪，切鲁特，纳图，皮卡，兰卡，咀嚼，雪茄包装和填料，和水烟。由于生产成本低，印度烟草在全球市场上享有竞争优势，为消费者提供了更多的“物有所值”，并提供了几种烟叶品种。除了常规用途外，烟草还被用于生产植物化学物质和其他增值产品，如茄尼醇、绿叶中的蛋白质和种子中的油。

在几种烟草类型中，比地烟草是一种吸烟类型，占地1880759公顷，产量为372220吨，种植在古吉拉特邦(89.84%)，卡纳塔克邦(3.93%)和安得拉邦(6.23%)。从2010年到2011年，比地烟草种植激增？60面积和产量增加%。(图1和图2)，因为对其各种最终用途的需求增加。印度大约68%的土地用于种植农作物，为该国60%的动物和40%的人口提供食物¹。暴雨、干旱和气旋等季风灾害在印度各地变得越来越频繁，强度不一，并造成作物损失。与典型季风模式的极端偏差可能对经济、生计和粮食生产产生影响。与其他经济作物不同，烟叶是经济部分，其生产力受到天气异常、气候变化(与温度升高、二氧化碳和降雨分布变化有关)的威胁。在最近的过去，极端天气事件，如长期干旱、降雨不稳定和前所未有的暴雨导致洪水，对比地烟草生产构成严重威胁。本调查旨在研究降雨的变化和趋势，及其对作物生长或产量的影响，以制定适当的策略和研究措施，以减轻/克服其对比地烟草生产力的影响。

为了了解一个地区或整个世界的水文气象方面，使用气候趋势分析。大量研究^{2、3、4、5、6、}对全球和印度各地区的降雨分布和时空趋势进行了评估^{7, 8, 9, 10, 11, 12}。采用参数技术和非参数技术对降雨趋势进行了分析。非参数检验适用于具有异常值的独立数据集，而参数检验则假定数据是正态的。斜率估计器(Sen's检验- SSE)¹³以及Mann-Kendall趋势检验^13、14是否用于分析本地及区域降雨趋势^15.当地水平的降雨动态是一种独特而新颖的方法，有助于制定策略来证明生产，同时避免季节潮湿造成的压力。

图1:印度比地烟草面积趋势。 点击此处查看图

图2:印度比地烟草生产趋势。 点击此处查看图

材料与方法

的规律降雨趋势Bidi研究人员对古吉拉特邦、安得拉邦和卡纳塔克邦的烟草种植区进行了多年的研究，以发现任何异常。采用的统计方法为Mann-Kendall建立或检测趋势的分析和森在降雨趋势中评估坡度的技术。从各研究中心收集了1990 -2020年(30年)和1980-2020年(40年)的月降雨量数据集Nandyal,阿南德和Nippani分别位于安得拉邦、古吉拉特邦和卡纳塔克邦的比迪烟草种植区。

雨量趋势分析

上述三个地区的周期性降雨数据Bidi对烟草种植区进行了动态分析。采用Mann-Kendall技术来确定时间序列中任何降雨趋势的存在¹⁶并采用森斜率法确定变化幅度。90,95和99%的置信水平(p < 0.10, p < 0.05和p < 0.01)是对+ve和-ve降雨变化的显著性进行分类的容忍水平。许多学者使用这种方法来寻找时间水文数据(地下水位)、降雨和河流流量等的变化^{17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28}。

在测试中使用接收到的每个数据点的秩。Mann-Kendall统计量S (S)的初始值和最终值是偏差增加和减少的结果^29、30

sgn函数(sgn) (x) = 1, x > 0;sgum函数(x) = 0, x = 0;sgn函数(x) = -1对于x < 0。z统计量= | S | / S 0.5。S的正值表示增加趋势，负值表示减少趋势。

检验显著性(z)与表值在置信区间分别为99%(2.576)、95%(1.960)和90%(1.645)。

利用森氏斜率估计的现有趋势每年的实际变化幅度³¹下面的公式:

f (t) =斜率(Q) t + B(常数)--------- (1)

确定每对数据的斜率，得到斜率估计(Q):当j>k时，Q = xj-xk/ j-k:如果时间序列有n个xj值，则n的个数= n (n-1)/2，得到斜率估计Qi。

Qi的N值平均值作为Sen对斜率的估计。Qi (N值)由小到大排序。

Sen’s估计量的计算公式如下:

Q =如果N是奇数，那么它就是Q [(N + 1) / 2]

(或其他)

Q =如果N是偶数，那么它是1 / 2 (Q [N / 2] + Q [(N + 2)]

结果与讨论

周期性降雨有三种特点Bidi古吉拉特邦，卡纳塔克邦和安得拉邦的生产区域，其中Bidi烟草的种植呈现出不同的趋势。

古吉拉特邦比地种植区降雨分析

香港的月雨量分布Bidi古吉拉特邦的烟草种植区以1990年至2020年的月总降雨量百分比绘制了图形(图3)。全年均有最大雨量六月、七月、八月和九月期间录得最少雨量1月、2月、3月、4月、11月和12月。

图3:古吉拉特邦比迪烟草种植区的月降雨量分布。 点击此处查看图

基于Mann-Kendall趋势分析，发现在3月、4月、8月、9月、11月和12月，而在其他月份则出现负增长趋势。趋势是六月和七月会影响到托儿所的养育。在作物生长期，除年外，大部分为正趋势10月，变化的幅度可以忽略不计。然而，替代补充灌溉是必不可少的，并计划在缺水期间10月。(表1，图4 -5)。

在收获阶段，即从1月到4月，Mann-Kendall常数(Z)在1月和2月为负，但是，由于变化幅度为零，它们不会产生显著影响。

表1:1990-2020年的雨量趋势及斜坡估计Bidi古吉拉特邦的烟草种植中心阿南德。

注:*显著性水平置信区间为99%。

图4:古吉拉特邦阿南德比迪烟草种植中心31年来3月、4月和8月的降雨量(毫米)趋势。 点击此处查看图

图5:古吉拉特邦阿南德比迪烟草种植中心31年来9月、11月和12月的降雨量(毫米)趋势。 点击此处查看图

卡纳塔克邦比迪种植区的降雨分析

的月雨量分布Bidi对卡纳塔克邦的烟草种植区进行了分析和图解(图6)，采用1990年至2020年的月总降雨量百分比。6月、7月、8月、9月和10月降水量最多，6月、7月、8月、9月和10月降水量最少一月、二月和十二月。

图6:卡纳塔克邦比迪烟草种植区的月降雨量分布 点击此处查看图

Mann-Kendall分析(z检验)发现了正趋势二月至十月期间是负的十一月，十二月和一月。负趋势的幅度在1月而积极的趋势是在高位9月和重要的。(Table.2。，Fig.7 & 8). The period of negative trend has coincided with the harvesting and hence the crop may not be affected significantly. However, high rainfall during the crop growth period causes a detrimental effect on crop growth.为了减轻洪水，应通过田间通道建立适当的排水设施，以冲洗多余的水，以避免植物根区饱和，因为这种作物对不良通气和厌氧条件极为敏感。

表2:1980-2020年正常雨量的雨量趋势及坡度估计Bidi烟草种植中心Nipani卡纳塔克邦。

注:*显著性水平置信区间为99%

图7:卡纳塔克邦尼帕尼比迪烟草种植中心41年来11月、12月和1月的降雨量(毫米)趋势。 点击此处查看图

图8:卡纳塔克邦尼帕尼比迪烟草种植中心41年来8月、9月、1月和10月的降雨量(毫米)趋势。 点击此处查看图

安得拉邦比迪种植区降雨分析

的月雨量分布Bidi对安得拉邦的烟草种植区进行了观测，并以图表(图9)表示了1990年至2020年的月总降雨量百分比。录得雨量最多的年份为六月、七月、八月、九月及十月，而录得雨量最少的年份为一月，二月，三月和十二月。

图9:安得拉邦比迪烟草种植区的月降雨量分布。 点击此处查看图

年降水趋势分析Bidi安得拉邦的烟草种植显示，1月、2月、3月、6月、8月和9月呈上升趋势，而4月、5月、7月、10月、11月和12月呈下降趋势。10月和11月正值作物生长期，负“Z”值非常高。7月份的负增长趋势将与Bidi而烟草苗圃的影响幅度较小。6月降水正趋势大，通过适当的保湿措施，7 - 8月的苗圃降水正趋势大。9月和10月的负趋势与作物生长相吻合，可能会对作物生长产生显著影响(表03、图10和图11)。

表3:1990-2020年的雨量趋势及斜坡估计Bidi安得拉邦南迪亚尔的烟草种植中心

注:*显著性水平置信区间为99%

图10:安得拉邦Nandyal Bidi烟草种植中心31年来3月、6月和9月的降雨量(毫米)趋势。 点击此处查看图

图11:安得拉邦Nandyal Bidi烟草种植中心31年来10月、11月和12月的降雨量(毫米)趋势。 点击此处查看图

降雨趋势对比地烟苗圃的影响

托儿所Bidi古吉拉特邦和卡纳塔克邦的烟草种植时间为7月至8月，安得拉邦的烟草种植时间为7月至9月。以苗期平均降雨量为例，绘制了图12、图13、图14Bidi烟草历年(1990年至2020年)。在古吉拉特邦，7月降雨量呈负趋势，而8月降雨量呈正趋势。尽管7月份的偏差程度可以忽略不计，但它建议在7月的后两周提高托儿所。在卡纳塔克邦，7月和8月的趋势是积极的。正偏离的程度在这几个月更大。他们有时可能会在托儿所失败。考虑到这种管理干预措施，通过保护苗圃饲养来减轻过量降雨，提供排水多余的水分，提高苗圃床，在苗圃期间要始终遵循覆盖物。在安得拉邦，8月和9月的趋势是积极的。然而，9月份可能会出现降雨过多的情况，这可以通过高S值来证明，这需要通过缓解过度潮湿的条件来解决。

图12:古吉拉特邦比迪烟草苗圃的降雨模式(1990-2020年)。 点击此处查看图

图13:卡纳塔克邦比迪烟草苗圃的降雨模式(1990-2020年) 点击此处查看图

图14:安得拉邦比迪烟草苗圃的降雨模式(1990-2020年) 点击此处查看图

降雨趋势对比地烟叶生长的影响

作物的活跃生长期在Bidi古吉拉特邦和卡纳塔克邦的烟草种植季节是9月至11月，安得拉邦是10月至12月。以某年作物生育期的平均降雨量为例，绘制了图15、图16、图17Bidi烟草历年(1990年至2020年)。三者之中Bidi在烟草区，作物生长期降雨趋势为正，推断8月、9月和10月偏差程度极高，偶尔会导致作物歉收。土壤较重，雨量过多会造成淹水，影响根系生长。因此，必须准备和保持应急措施，以应对过度的水资源压力。在古吉拉特邦，除了10月份外，活跃的生长期与正降雨模式一致。然而，偏差的程度可以忽略不计，不会影响作物生长。在三个不同的Bidi烟草区域,Bidi安得拉邦的烟草在作物生长期间经历了水分胁迫。因此，必须遵循水分保持/干旱缓解战略，以减少水分胁迫的影响。10月和11月，作物生长期在40 ~ 70天之间，偏离程度较大。缓解干旱战略即为了减少应力的影响，应采取就地保湿、覆盖和深植等措施。

图15:古吉拉特邦比地烟草作物生长期间的降雨模式 点击此处查看图

图16:卡纳塔克邦作物生长期间比迪烟草的降雨模式。 点击此处查看图

图17:安得拉邦比迪烟草作物生长期间的降雨模式。 点击此处查看图

结论

研究得出结论，在这三者中Bidi古吉拉特邦的降雨趋势与烟草生产地区相适应Bidi作物。然而，在苗期和主产期，卡纳塔克邦的降水呈偏多趋势，而安得拉邦的降水呈负趋势。

干预措施，即改善农田排水，以减轻过量降雨的影响，如内涝导致的延长饱和根区，并使用农场池塘中储存的雨水进行关键灌溉，以避免干旱期间的水分胁迫Bidi卡纳塔克邦和安得拉邦的作物生长必须分别由中央政府接管Bidi避免了种植者的产量损失和叶片质量差。

致谢

作者非常感谢ICAR、农业和农民福利部、印度政府通过AINPT、ICAR - CTRI、Rajahmundry为这项研究提供设施。我们感谢古吉拉特邦阿南德比迪烟草研究中心的所有单位负责人;Nipani, Karnataka和Nandyal, Andhra Pradesh为这项研究提供了气象数据。

利益冲突

通讯作者代表所有作者声明不存在利益冲突。

资金来源

本研究工作没有资金或财政支持。

参考文献

1. Praveen, B， & Sharma, P.气候变化及其对印度农业的影响:计量经济学分析。公共事务杂志, 2020;20.(1) e1972。
   CrossRef
2. Bari, s.h.， Rahman, m.t.u, Hoque, m.a.，和Hussain, m.m.孟加拉北部地区季节和年降雨量趋势分析。大气研究, 2016;176, 148 - 158。
   CrossRef
3. Hasan, M. K， & Kumar, L.气候变化对孟加拉国沿海和非沿海地区产量趋势和变化的解释。整体环境科学, 2021;795, 148814年。
   CrossRef
4. 黄，S.， Krysanova, V.和Hattermann, F.基于气候变化情景集合的气候变化对德国洪水和干旱影响的预估。区域环境变化, 2015;15(3), 461 - 473。
   CrossRef
5. Miró， j.j.， Estrela, m.j.， Caselles, V.， & Gomez, I. Júcar和Segura流域降水时空变化(1955-2016):Fine?规模的趋势。国际气候学杂志, 2018;38(13), 4699 - 4722。
   CrossRef
6. 王,H。刘,H。曹,G。,妈,Z,李,Y。,,F。,……[He, J. S.S.]在气候变化的35年中，高寒草地植物生长得更快、更早，但生物量保持不变。生态学通讯, 2020;23(4), 701 - 710。
   CrossRef
7. Malik A, Kumar A, Guhathakurta P, Kisi O.基于创新趋势分析方法的1966-2015年季节和年降雨量时空趋势分析。阿拉伯地球科学学报2019;12:328。https://doi。org/10.1007/s12517 - 019 - 4454 - 5。
   CrossRef
8. Mondal, A, Khare, D， & Kundu, S.印度降雨和温度趋势的时空分析。理论与应用气候学，122(1), 2015;143 - 158。
   CrossRef
9. Sharma, c.s.， Panda, s.n.， Pradhan, r.p.， Singh, A， & Kawamura, A.A .基于多趋势检测方法的印度东部降水和温度变化。大气研究，180, 2016;211 - 225。
   CrossRef
10. Prasad, L. K, S. Ramakrishnan, M. Mahadeva Swamy和D. Damodar Reddy。烟叶种植区降雨趋势分析Hunsur在卡纳塔克邦轻质土壤下。烟草Res。2019:45(1): 1 - 5。
11. Mehta, D， & Yadav, S. M.(2022)。拉贾斯坦邦西南部Jalore地区降雨和干旱特征的时间分析。水务实践与技术， 17(1)， 254-267。
    CrossRef
12. Mehta, D, Waikhom, S.， Yadav, V.， Lukhi, Z.， Eslamian, S.， & Furze, J. N.(2022)。降雨趋势分析——以印度西部古吉拉特邦苏拉特市为例。地球系统保护和可持续性:第二卷(第191-202页)。Cham: Springer International Publishing。
    CrossRef
13. Sen P.K.基于Kendall τ的回归系数估计。J Am Stat association, 1968;63:1379 - 1389。
    CrossRef
14. 肯德尔毫克。等级相关法，1975;4日。查尔斯·格里芬，伦敦。
15. Mann, H. B.非参数趋势检验。计量经济学:计量经济学学会期刊, 1945;245 - 259。
    CrossRef
16. Gajbhiye, S.， Meshram, C.， Mirabbasi, R.， and Sharma, S. K.印度信德河流域降雨时间序列的趋势分析。理论与应用气候学, 2016;125(3), 593 - 608。
    CrossRef
17. 奥贡林德，A. T.，奥贡林德，P. G.， Akinwumiju, A. S.， Fasinmirin, J. T.。1981-2015年尼日利亚降水和干旱指数变化分析。水文科学杂志, 2019;64(14), 1755 - 1768。
    CrossRef
18. 史尼耶斯，R.《关于系列观测的统计分析》。1990:世界气象组织技术说明第143号，日内瓦。
19. 塞拉诺，A.， V. L.马特奥斯和J. A.加西亚。1921 - 1995年伊比利亚半岛月降水趋势分析。地球的物理和化学。1999: 24: 85-90。
    CrossRef
20. 布鲁内蒂，M.布冯尼，M.毛格里和T.南尼。意大利北部降水强度趋势。Int。j .气候学。2000,20: 1017 - 1031。
    CrossRef
21. 苏巴什和h·s·拉姆·莫汉。印度IGR地区降雨趋势检测及标准化降水指数作为水稻-小麦产量干旱评价指标的评价[j]气候。2010: 31: 1694 - 1709。DOI: 10.1002 / joc.2188。
    CrossRef
22. 梅塔，D. J，和Yadav, S. M.(2023)。利用标准降水指数分析拉贾斯坦邦巴利地区的气象干旱。国际水文科学技术，15(1)，1-10。
    CrossRef
23. Shaikh, m.m.， Lodha, P.， Lalwani, P.， & Mehta, D.(2022)。使用全球和区域气候模式的西印度气候预测。水务实践与技术， 17(9)， 1818-1825。
    CrossRef
24. Jana S Das, M,罗伊,D, Das, S。& Mazumdar a(2015)。气候变化对印度东部流域影响的模拟。国际水文科学与技术杂志， 5(4)， 314-332。
    CrossRef
25. Zam, P.， Shrestha, S.， & Budhathoki, A.(2021)。气候变化对不丹和印度跨界河流水文影响的评估。水与气候变化杂志，12(7), 3224 - 3239。
    CrossRef
26. 苏巴什，N. A. K.西卡和H. S.拉姆莫汉。印度东北中部降雨和温度观测特征的调查——历史视角1889 - 2008。定理。和达成。Climatol。2010: DOI: 10.1007/s00704-010- 0299-2。
    CrossRef
27. chiw, F.和L. Sirivardena。趋势:趋势/变化检测软件手册，www.toolkit.net.au/trend;集水区水文的CRC;2005: 29。
28. 孟加拉国降雨变异性和干湿期趋势。国际气候学杂志，2010;30(15), 2299 - 2313。
    CrossRef
29. Sahoo, S, Dey, S, Dhar, A, Debsarkar, A， & Pradhan, B.(2019)。在偏差校正气候变量和LULC影响下的预估水文情景。生态指标， 106, 105440。
    CrossRef
30. Prasad, L. K.， R. Srinivasulu, A. R. Panda, K. C. Chenchaiah和M. Prabhakar。云南雨养区降雨趋势、分布及其对作物产量的影响Prakasam安得拉邦地区——一个案例研究。j . Agromet。2013: 15(1): 183-186。
31. Kundzewicz, Z. W.和A. Robson探测趋势和其他水文数据变化。世界气候计划-水，WMO/ UNESCO, WCDMP-45, WMO/TD 1013，日内瓦:2000:157.