王 寶，盧玉娥，張自祥

(1.云南省玉溪市氣象局，云南 玉溪 653100;2.云南省玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，云南 玉溪 653100)

柑桔生長期溫度指標(biāo)研究及應(yīng)用

王 寶1，盧玉娥2，張自祥1

(1.云南省玉溪市氣象局，云南 玉溪 653100;2.云南省玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，云南 玉溪 653100)

利用1971—2008年柑桔單產(chǎn)統(tǒng)計(jì)資料，采用滑動(dòng)平均的方法，計(jì)算每年柑桔氣象產(chǎn)量，并以此劃分豐、平、欠氣候年景。以2001—2008年田間觀測數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實(shí)際為基礎(chǔ)，確定柑桔平均生長發(fā)育期，分析柑桔生長與日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度之間的關(guān)系。通過研究得出柑桔從播種到成熟的最適溫度上限、最適溫度下限、最適溫度上限極值、最適溫度下限極值、受害溫度、死亡溫度 ，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了累積低溫影響指數(shù)，建立了柑桔每個(gè)生育期的累積低溫影響指數(shù)區(qū)間，設(shè)計(jì)開發(fā)了柑桔低溫災(zāi)害預(yù)警分析系統(tǒng)，對柑桔生長各時(shí)期低溫災(zāi)害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測和預(yù)警。

柑桔;生長發(fā)育期;溫度指標(biāo);低溫災(zāi)害;預(yù)警

1 引言

華寧縣地處滇中玉溪市東部，總面積1 313 km2，屬中亞熱帶半濕潤高原季風(fēng)氣候。由于地形地貌復(fù)雜，呈現(xiàn)立體氣候，形成南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶和南溫帶4個(gè)氣候類型區(qū)。特殊的土壤、氣候條件下生長的柑桔不僅外觀好，且內(nèi)在質(zhì)量高。產(chǎn)值已突破億元，成為繼糧食、烤煙之后的第三大農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)［1］。在整個(gè)柑桔種植的進(jìn)程中，如何提高氣象對柑桔產(chǎn)業(yè)的服務(wù)及防災(zāi)減災(zāi)能力和水平有很高的要求和極大的需求。近年來，在柑桔的生長期，柑桔遭受溫度變化的影響，特別是寒潮、低溫、倒春寒等災(zāi)害造成的危害較大［2］。對2001—2008年的柑桔生長觀測資料與氣象要素的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，溫度是影響柑桔生長最主要的氣象因子，它決定柑桔的生存與分布，同時(shí)也影響果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。本文通過確定溫度影響定量指標(biāo)，確定柑桔每個(gè)生育期生長下限溫度和生長最適溫度，并考慮低溫強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，設(shè)計(jì)了累積低溫影響指數(shù)［4］，建立柑桔每個(gè)生育期的累積低溫影響指數(shù)區(qū)間，進(jìn)行低溫災(zāi)害的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和預(yù)警，為預(yù)防低溫冷害對柑桔種植的影響，提高柑桔產(chǎn)量和質(zhì)量等具有實(shí)際意義。

2 資料和方法

2.1 資料

研究采用:玉溪柑桔研究所2001—2008年柑桔發(fā)育期觀測資料;華寧縣國家氣候觀測站1971—2008年觀測數(shù)據(jù)(日平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度、極端最高溫度、極端最低溫度、降雨量、日照時(shí)數(shù)、蒸發(fā)量等);華寧縣農(nóng)業(yè)局1971—2008年柑桔單產(chǎn)資料;玉溪柑桔研究所1971—2008年柑桔發(fā)育期資料。其中常規(guī)氣象觀測資料根據(jù)柑桔種植區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行了訂正。

2.2 方法

2.2.1 柑桔發(fā)育期的計(jì)算 在華寧縣牛山柑桔實(shí)驗(yàn)場設(shè)固定觀測點(diǎn)，用2001—2008年田間觀測的柑桔發(fā)育期計(jì)算平均發(fā)育期，并用華寧縣柑桔主要種植區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)狀況對平均發(fā)育期進(jìn)行訂正。

2.2.2 氣候年景的劃分 用1971—2008年柑桔單產(chǎn)資料和同期的旬平均溫度、旬平均最高溫度、旬平均最低溫度、旬極端最高溫度、旬極端最低溫度、旬降雨量、旬日照時(shí)數(shù)、旬蒸發(fā)量資料，采用滑動(dòng)平均的方法(步長為8)計(jì)算每年柑桔氣象產(chǎn)量，按氣象產(chǎn)量變幅，結(jié)合柑桔生產(chǎn)的實(shí)際年景對1971—2008年的氣候年景進(jìn)行劃分。

2.2.3 發(fā)育期溫度指標(biāo)的確定 根據(jù)所劃分氣候年景，用2001—2008年逐日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度，確定豐、平、欠年中柑桔各發(fā)育期間的相應(yīng)溫度指標(biāo)。

2.2.4 累積低溫影響指數(shù)的建立 累積低溫指數(shù)Ti按下式計(jì)算［5］。

式中，Ti為累積低溫指數(shù);tm為實(shí)際觀測的最低溫度;d為低溫持續(xù)時(shí)間;α為低溫強(qiáng)度系數(shù);A、B為溫度影響系數(shù)。α、A、B按以下公式計(jì)算:

其中，tl為柑桔生長下限溫度;tb為柑桔生長最適溫度。

3 結(jié)果與分析

3.1 發(fā)育期

根據(jù)2001—2008年田間觀測柑桔發(fā)育期，計(jì)算平均發(fā)育期，并用華寧縣柑桔主要種植區(qū)的生產(chǎn)實(shí)際，對平均發(fā)育期進(jìn)行訂正(表1)。

表1 柑桔發(fā)育日期(月－日)

3.2 發(fā)育期溫度指標(biāo)

在柑桔生長各發(fā)育期溫度定量指標(biāo)的分析中，根據(jù)氣象產(chǎn)量所確定的氣候年景，對豐、平、欠年景中柑桔的每一個(gè)發(fā)育期間的日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度進(jìn)行分析，以豐年溫度確定柑桔生長期的最適溫度上、下限，以平年溫度確定柑桔生長期適宜上、下限，而以欠年確定受害溫度與死亡溫度。同時(shí)，通過對華寧柑桔生長發(fā)育期與日平均溫度、日最低溫度、日最高溫度的相關(guān)性分析表明，柑桔的生物學(xué)零度為5℃。因此，在溫度指標(biāo)的分析中，以日平均溫度5℃作為基礎(chǔ)指標(biāo)值。在上述分析的基礎(chǔ)上，得出柑桔生長期的最適溫度上限、最適溫度下限、最適溫度上限極值、最適溫度下限極值、受害溫度、死亡溫度，詳見表2。

3.3 累積低溫指數(shù)等級(jí)和影響程度

根據(jù)累積低溫指數(shù)公式，計(jì)算各溫度等級(jí)和不同持續(xù)時(shí)間的累積低溫指數(shù)Ti值，通過對Ti值的分析，確定柑桔各發(fā)育期的累積低溫指數(shù)區(qū)間和影響狀況(表3)。

表2 柑桔各發(fā)育期溫度指標(biāo)值 (單位:℃)

表3 柑桔累積低溫指數(shù)區(qū)間和影響程度

圖1 1986年柑桔低溫冷害狀況分析

4 應(yīng)用

基于主流商用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，采用Microsoft SQL Server 2005構(gòu)架，建立柑桔低溫災(zāi)害預(yù)警分析系統(tǒng)［6，7，8］，通過與實(shí)時(shí)氣象要素?cái)?shù)據(jù)和作物數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)連接，采用累積低溫影響指數(shù)(Ti)指標(biāo)，既能對歷史作物受害狀況進(jìn)行分析，又能在作物的每個(gè)發(fā)育期對低溫的危害進(jìn)行動(dòng)態(tài)的跟蹤和預(yù)警。對歷史低溫災(zāi)害的分析中，累積低溫影響指數(shù)能客觀地反映出作物不同發(fā)育期低溫的危害。圖1為1986年柑桔受低溫的危害情況，從圖中可以看出，1986年柑桔的開花期遭到了強(qiáng)低溫危害，致使1986年柑桔減產(chǎn)。對歷史低溫的分析表明，低溫影響指數(shù)能準(zhǔn)確地反映低溫對作物生長的影響，并達(dá)到預(yù)警的目的。

5 小結(jié)

在對華寧縣主要柑桔種植區(qū)柑桔生長和生物學(xué)特性進(jìn)行調(diào)查和數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，結(jié)合華寧縣40 a的氣象資料和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，研究影響柑桔生產(chǎn)的主要?dú)夂蛞蜃雍偷蜏乩浜Ω探鄣挠绊懗潭?，確定累積低溫影響指數(shù)，建立柑桔低溫冷害預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型，完成了柑桔低溫冷害預(yù)警系統(tǒng)的研發(fā)。柑桔生長期溫度指標(biāo)的研究和應(yīng)用，為滿足相關(guān)單位的資料共享需求，特別是為政府決策提供及時(shí)直觀的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

［1］ 董德祥，朱學(xué)斌，李麗，等.低溫冷凍對華寧柑桔產(chǎn)業(yè)的影響與應(yīng)對措施［J］.中國果業(yè)信息，2008，25(12):26－27.

［2］ 夏小曼，王海英，蔣運(yùn)志.2008年初罕見低溫雨雪天氣對柑橘的影響及補(bǔ)救措施［J］.氣象研究與應(yīng)用，2008，29(2):55－56.

［3］ 劉平生.柑桔花期幼果期低溫陰雨寡照的危害及防治措施［J］.中國南方果業(yè)，2003，32(1):21－22.

［4］ 謝遠(yuǎn)玉，賴曉樺，朱凌金，等.氣象條件對柑桔果實(shí)膨大速度的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2007，28(4):406－407.

［5］ 葉美德，汪鐸.柑桔產(chǎn)量氣候異常減產(chǎn)模式的初步研究［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，1993，1 4(2):22－24.

［6］ 劉愛容.GIS支持下的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用［J］.科技資訊，2007(6):99.

［7］ 田紅，陸維松，吳必文.基于GIS的氣象災(zāi)害監(jiān)測與評估集成系統(tǒng)［J］.氣象科學(xué)，2002，22(4):482－489.

［8］ 莊立偉，劉庚山，王石立.基于WEBGIS的農(nóng)業(yè)氣象信息共享與發(fā)布技術(shù)應(yīng)用研究［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2004，15(6):745－753.

Research and Applications of
temperature indicators for Citrus in growing season

WANG Bao1，LU Yue2，ZHANG Zi－xiang1
(1.Yuxi meteorological bureau，Yunnan province 653100; 2.Yuxi Academy of Agricultural Sciences，Yunnan province 653100)

Based on citrus yield data from 1971－2008，the meteorological yield of citrus was calculated by use of smooth average methed and furthermore the climatic harvest patterns were classified into high－yielding year，mean－yielding year，and low－yielding years，By using the field observation data from 2001 to 2008，the mean growth period，and the relationship between daily mean temperature，daily maximum temperature，daily minimum temperature and growth of citrus was analyzed，and the temperature indexes of growth period of citrus were determined，which include the upper limit of optimum temperatures，extreme value of lower limit lowest temperatures，the harmful temperature，the death temperatures of the development period from sowing to maturation of citrus.on this basis，the Cumulative index of low－temperature impact was designed，the Cumulative index ranges of low－temperature impact of each season were established，Design and development of the citrus low－temperature analysis of disaster early warning system，Low－temperature dynamic monitoring and early warning of disasters was conducted.

citrus;growing season;temperature indicators;low hazard;Warning

S162.5

A

2011－09－28

王寶(1972—)，男，工程師，主要從事GIS與應(yīng)用氣象研究。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目40865002。

1003－6598(2012)03－0007－03