林青,黃愛民,趙亮巨,何龍敏,王彬
(翁源縣氣象局,廣東翁源 512300)
近100年來,中國的平均氣溫上升了0.79℃,這一變化略高于全球平均增溫幅度[1]。廣東近50年來,平均氣溫增速為0.021℃/年,與全國平均增溫水平相當(dāng)[2]。自20世紀(jì)80年代后期以來,廣東氣候變暖經(jīng)歷了2次突變:一次是1987年,另一次是1997年,且1997年后氣候變暖明顯加快[3]。
在全球氣候變化背景下廣東農(nóng)業(yè)氣候資源變化的研究表明,過去40年,廣東氣溫呈增高趨勢[4],熱量資源明顯增多,光照及降水呈減少趨勢,但減幅較?。?]。因此,學(xué)者就氣候變化對廣東農(nóng)作物種植氣候生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行大量研究,歸納總結(jié)了氣候變化對作物生長發(fā)育的影響和作物種植區(qū)域調(diào)整建議[6-9]。但目前暫無三華李物候期及氣象災(zāi)害變化特征等方面的研究。翁源三華李久負(fù)盛名,是廣東省地理標(biāo)志產(chǎn)品,因此我們有必要分析翁源縣氣象因子對三華李物候期及產(chǎn)量的影響,為三華李生產(chǎn)應(yīng)對氣候變化、趨利避害,更好為發(fā)揮區(qū)域氣候優(yōu)勢提供科學(xué)依據(jù)。
翁源縣地處粵北山區(qū),屬中亞熱帶和南亞熱帶的過渡地帶,氣候溫和、熱量充足、雨量充沛、冬短夏長、四季分明,年平均溫度20.3℃,光照、溫度、水資源十分豐富。
三華李原產(chǎn)于翁源縣龍仙鎮(zhèn)三華村,是溫帶落葉性果樹,適宜種植的氣候條件:年平均溫度19~21℃,冬季極端最低溫度-15℃以上,光照充足的地區(qū),土壤疏松肥沃、排水良好的沙壤土[10]。翁源縣不僅有三華李種植的歷史基礎(chǔ),而且還有得天獨(dú)厚的自然資源優(yōu)勢,非常適合三華李產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
本研究所采用的2005—2018年三華李種植面積及產(chǎn)量數(shù)據(jù)由翁源縣農(nóng)業(yè)局提供,物候期資料由翁源縣農(nóng)機(jī)推廣中心提供,翁源縣三華李物候期歷年主要為1月下旬—6月中旬。利用氣候傾向率和氣候趨勢系數(shù)將三華李物候期與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析,找出對物候期影響顯著的氣象因子。
氣候資料則選取翁源縣氣象局國家基本站地面觀測所得的1981—2018年逐日平均氣溫、極端最低氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等(因1—2月為三華李萌芽-開花期、3—5月為坐果-果實(shí)轉(zhuǎn)色期、6月為果實(shí)成熟采摘期,所以分析氣候變化將氣象資料分為1—2、3—5、6月)。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,分析其氣候發(fā)展變化趨勢。
由圖1可以看出,三華李各物候期均呈提前趨勢,其中花期和成熟期的提前趨勢最為明顯,分別為0.6和0.65 d/年。
圖1 2005—2018年翁源三華李各物候期的變化
1)氣溫變化。
近38年來翁源縣1—6月平均氣溫、極端最低氣溫均呈上升趨勢(圖2)。1—6月平均氣溫達(dá)20.3℃,1—2月平均極端最低氣溫為1.8℃,歷年極端最低氣溫為-2.1℃(出現(xiàn)在1984年),達(dá)到三華李果樹生長、發(fā)育、開花結(jié)果的正常需求(適宜三華李種植的氣候條件為:年平均溫度19~21℃,冬季極端最低溫度-15℃以上[10])。
圖2 翁源縣1981—2018年氣溫變化趨勢
2)降水量變化。
近38年來,翁源縣1—6月平均降水量為1 133.4 mm,從圖3可以看到,只有6月降水量呈上升趨勢,增幅為2.16 mm/年,其他月份降水量均呈減少趨勢,其中以1—2月降水量的減少對1—6月降水量減少貢獻(xiàn)最大。
圖3 1981—2018年翁源降水量的變化趨勢
3)日照時(shí)數(shù)的變化。
由圖4可以看出,翁源縣近38年來1—6月平均日照時(shí)數(shù)為577.4 h,1—2、3—5及1—6月總?cè)照諘r(shí)數(shù)呈上升趨勢,其中以1—2月增多貢獻(xiàn)率最大,但6月日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢。
圖4 1981—2018年翁源日照時(shí)數(shù)的變化趨勢
4)大風(fēng)日數(shù)變化。
氣象部門通常把6級以上的(瞬時(shí)風(fēng)力≥17.2 m/s或平均風(fēng)速≥10.8 m/s)的風(fēng)統(tǒng)稱為大風(fēng)。因本站在2010年之前沒有大風(fēng)記錄,故只分析2011—2018年1—6月的大風(fēng)數(shù)據(jù)。從圖5可以看出,近8年翁源1—6月大風(fēng)日數(shù)呈雙峰型上升趨勢,大風(fēng)日數(shù)出現(xiàn)在1—2月的很少,只有2016年1月出現(xiàn)了1 d,主要集中在4—6月(與廣東前汛期一致)。
圖5 2011—2018年翁源大風(fēng)日數(shù)的變化趨勢
利用2005—2018年物候期日序資料與不同時(shí)間段的氣象因子求相關(guān),得到不同物候期與氣象因子的關(guān)系(表1),如萌芽期與1月氣溫相關(guān)系數(shù)為-0.820 2,是利用2005—2018年的萌芽期日序和對應(yīng)年份的1月氣溫共14組數(shù)據(jù)做相關(guān)所得到的。
1)1—2月氣候及物候期。
從表1可以看到,1月氣溫及日照時(shí)數(shù)對萌芽期有顯著影響,分別通過了0.001及0.05的顯著性檢驗(yàn)。1月氣溫等氣象因子與萌芽期呈負(fù)相關(guān),即氣溫越低、降水量越增多、日照時(shí)數(shù)越減少、大風(fēng)日數(shù)越增多,三華李萌芽期越早;2月氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)與開花期呈負(fù)相關(guān),但都沒有通過顯著性檢驗(yàn)。三華李1—2月的物候期(萌芽、開花期)呈提前趨勢,與1—2月氣溫上升、降水量減少有關(guān),和近38年來翁源1—2月平均氣溫、極端最低氣溫、日照時(shí)數(shù)上升及降水量減少相吻合。
表1 翁源三華李物候期與不同時(shí)間段氣象因子的相關(guān)系數(shù)
2)3—5月氣候及物候期。
影響坐果期的氣象因子是2—3月的氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)及大風(fēng)日數(shù)等,其中降水與坐果期呈正相關(guān),其余因子與坐果期呈負(fù)相關(guān),但是影響不大,均未通過相關(guān)性檢驗(yàn);影響果實(shí)發(fā)育期的氣象因子主要是5月的日照時(shí)數(shù),兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)0.559 8(通過了0.05的顯著性檢驗(yàn)),其他氣象因子影響不大。4—5月日照時(shí)數(shù)與果實(shí)發(fā)育期呈負(fù)相關(guān),氣溫、降水、大風(fēng)日數(shù)則呈正相關(guān);果實(shí)轉(zhuǎn)色期與5月降水呈正相關(guān),與5月其他因子呈負(fù)相關(guān),但均未通過顯著性檢驗(yàn)。近38年來,翁源縣3—5月平均氣溫、極端最低氣溫、日照時(shí)數(shù)總體呈上升趨勢,3—5月降水量呈下降趨勢;三華李3—5月出現(xiàn)的發(fā)育期(坐果期、果實(shí)發(fā)育期、轉(zhuǎn)色期)均呈提前趨勢,這與3—5月氣溫上升、日照時(shí)數(shù)增加、降水量減少有關(guān)。春季氣溫升高、雨水足、日照足,對果實(shí)發(fā)育增大和奪取高產(chǎn)有利。
3)6月氣候及物候期。
三華李成熟期在6月,6月的氣象因子均與三華李成熟期呈負(fù)相關(guān),其中氣溫、降水、大風(fēng)對三華李成熟有顯著影響。
春夏季節(jié),翁源縣常出現(xiàn)雷雨大風(fēng)強(qiáng)對流天氣。雷雨大風(fēng)不僅摧殘枝葉,而且刮落或刮傷果實(shí),造成減產(chǎn)[11]。三華李成熟期,由于氣溫高、光照強(qiáng),此時(shí)發(fā)生午后驟雨,將造成大批成熟三華李出現(xiàn)裂果現(xiàn)象,影響三華李外觀,使經(jīng)濟(jì)收入減少。因此,三華李應(yīng)成熟一批采摘一批,盡量減輕雷雨大風(fēng)和驟雨對成熟果實(shí)的危害;并應(yīng)建立防護(hù)林,以減輕風(fēng)災(zāi)危害。
翁源縣(2005—2018年)1—6月平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)及大風(fēng)日數(shù)與縣畝平均產(chǎn)量的相 關(guān) 系 數(shù) 分 別 為 0.091、-0.534、0.517、-0.354,其中降水量、日照時(shí)數(shù)通過信度0.1的顯著性檢驗(yàn),氣溫和大風(fēng)日數(shù)未通過顯著性檢驗(yàn)。1—6月平均氣溫、日照時(shí)數(shù)與三華李產(chǎn)量總體呈正相關(guān),即氣溫越高、日照時(shí)數(shù)越多,三華李產(chǎn)量越增高,反之亦然。1—6月降水量、大風(fēng)日數(shù)與三華李產(chǎn)量總體呈負(fù)相關(guān),即降水越多、大風(fēng)天數(shù)越多,三華李產(chǎn)量越低,反之亦然。
1)近38年來,翁源縣1—6月平均氣溫、極端最低氣溫總體上呈線性上升趨勢。6月降水量呈上升趨勢,但是1—5月降水量呈減少趨勢。多年日照時(shí)數(shù)平均為1 632.2 h,1—2、3—5月日照時(shí)數(shù)呈上升趨勢(與1—6月總?cè)照諘r(shí)數(shù)變化趨勢一致),但6月日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(與全年總?cè)照諘r(shí)數(shù)變化趨勢一致);2011—2018年,大風(fēng)日數(shù)呈顯著上升趨勢。
2)隨著翁源氣候變化,近14年來三華李萌芽期、開花期、坐果期、果實(shí)發(fā)育期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期、果實(shí)成熟期等各物候期均表現(xiàn)出不同程度的提前趨勢,其中花期和成熟期的提前趨勢最為明顯。三華李1—2月物候期及3—5月物候期的提前趨勢與1—5月氣溫明顯上升、6月降水量減少有關(guān)。6月氣溫、降水量、大風(fēng)日數(shù)對果實(shí)成熟期有顯著影響,且均呈負(fù)相關(guān),即氣溫升高、降水量增多、大風(fēng)日數(shù)增多,三華李果實(shí)成熟越早,反之亦然。
3)1—6月平均氣溫、日照時(shí)數(shù)與三華李產(chǎn)量總體呈正相關(guān),即氣溫越高、日照時(shí)數(shù)越多,三華李產(chǎn)量越高,反之亦然。1—6月總降水量、總大風(fēng)日數(shù)與三華李產(chǎn)量總體呈負(fù)相關(guān),即降水越多、大風(fēng)天數(shù)越多,三華李產(chǎn)量越低,反之亦然。
總體而言,影響三華李發(fā)育期、產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃佑袣鉁亍⒔邓?、日照時(shí)數(shù)、大風(fēng)日數(shù)。隨著氣溫升高,光照期充足促進(jìn)果實(shí)發(fā)育,使三華李成熟期提前;同時(shí)翁源本來降水充沛,降水日數(shù)及大風(fēng)日數(shù)減少有利于果實(shí)不被刮落或刮傷,造成減產(chǎn)。在三華李成熟期,由于氣溫高、光照強(qiáng),此時(shí)發(fā)生午后驟雨,會(huì)造成大批成熟三華李出現(xiàn)裂果現(xiàn)象。