余 穎,王瑪麗,葉 瑋,吳利強,王曉丹,汪一鳴
(1.浙江師范大學地理與環(huán)境科學學院,浙江 金華321004;2.衢州市氣象局,浙江 衢州324000)
浙江省是我國柑橘的主要產(chǎn)地之一,也是我國柑橘單產(chǎn)最高的省份[1]。柑橘種植是浙江省的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一,集中分布在甬臺溫沿海低山緩坡地帶和金麗衢杭西部丘陵地帶。據(jù)2009年鑒統(tǒng)計,浙江省有11個地市栽培柑橘,主要分布在衢州、臺州、麗水、金華、寧波等市[2]。金衢盆地是浙江省的主要產(chǎn)地之一,柑橘種植面積占全省總種植面積的41.68%,柑橘產(chǎn)量占全省總產(chǎn)量的40%左右。金衢盆地柑橘資源豐富,優(yōu)良品種繁多,栽培歷史悠久,被農(nóng)業(yè)部列入我國浙閩粵優(yōu)勢柑橘產(chǎn)業(yè)帶[3-5]。
柑橘屬亞熱帶和熱帶常綠果樹,其生長狀況受氣候條件的制約,具有喜溫暖濕潤、怕寒冷、不耐干旱等生態(tài)氣候特性[3]。金衢盆地地處中亞熱帶,丘陵山地面積廣大,生產(chǎn)條件千差萬別,氣象條件也是影響金衢盆地柑橘發(fā)展和獲得穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要因素。因此,研究柑橘生產(chǎn)的氣候環(huán)境對提高柑橘的產(chǎn)量、質(zhì)量和促進柑橘產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有積極意義。從氣象方面分析了金衢盆地的各個氣象要素對柑橘生產(chǎn)的影響。
所引氣象數(shù)據(jù)均來自金華市氣象局和衢州市氣象局,地點包括金華、蘭溪、東陽、義烏、衢州、江山、常山、龍游、開化等12個城市,時段為2000年至2010年,氣象要素包括各月的氣溫(平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫)、降水量以及日照時數(shù)。12個城市的柑橘產(chǎn)量以及種植面積的數(shù)據(jù)均來自金華統(tǒng)計年鑒和衢州統(tǒng)計年鑒[4-5]。
對12個城市的柑橘種植面積和產(chǎn)量進行統(tǒng)計分析,根據(jù)所得各地區(qū)柑橘種植面積以及產(chǎn)量的百分比,將金衢盆地的12個城市分成3類,衢州、金華、常山、蘭溪是主要的柑橘產(chǎn)地,為第1類;江山、龍游、義烏、東陽的柑橘種植面積較小,但產(chǎn)量相對較高,為第2類;開化、武義、浦江、永康的柑橘種植面積較小、柑橘的產(chǎn)量也較低,歸為第3類。研究將主要分析第1類地區(qū)。
柑橘產(chǎn)量是在各種自然和非自然因素綜合影響下形成的,一般將柑橘的實際產(chǎn)量分為趨勢產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量以及一部分隨機因素造成的產(chǎn)量,用公式表示為:
Y=Yt+Yr+e
式中Y為單位面積的實際產(chǎn)量,即為柑橘的單產(chǎn),單位為t/hm2(下同);Yt為趨勢產(chǎn)量,由生產(chǎn)水平和社會經(jīng)濟條件所決定,不同城市的科技和社會經(jīng)濟條件的發(fā)展水平不同,每個城市的趨勢產(chǎn)量也就不同;Yr為氣象產(chǎn)量,由不同年份之間氣象條件的差異引起;e為隨機誤差,由隨機因素引起的產(chǎn)量偏差,因所占比例較小,一般忽略不計。
趨勢產(chǎn)量取決于社會經(jīng)濟發(fā)展水平,在時間軸上呈一定的變化趨勢。具體處理時,把年序作為自變量,用趨勢擬合法模擬不同社會經(jīng)濟發(fā)展水平下的柑橘趨勢產(chǎn)量。氣象產(chǎn)量可通過以下公式計算:
Yr=Y-Yt
最后利用spss軟件,分別將柑橘不同生長時期的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量及日照時數(shù)與柑橘的氣象產(chǎn)量進行相關分析,得出相關系數(shù),以供分析研究。
如圖1所示,2000~2010年衢州、金華、常山、蘭溪這4個城市的氣溫變化基本一致,但衢州和常山的年平均氣溫低于金華和蘭溪。將柑橘種植面積與年平均氣溫進行相關分析可以發(fā)現(xiàn),兩者呈現(xiàn)負相關關系。衢州、常山這2個城市的柑橘種植面積占金衢盆地柑橘種植總面積的50%以上,產(chǎn)量占金衢盆地總產(chǎn)量的63%。這表明,年平均氣溫對柑橘的生長有重要的影響,年平均溫度較低的地區(qū)適合種植柑橘。
圖1 2000~2010年衢州、金華、常山、蘭溪年平均氣溫變化
利用spss軟件對衢州、金華、常山、蘭溪11年間不同月份的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫這3個氣溫要素與柑橘的氣象產(chǎn)量進行相關性分析,其結(jié)果如表1所示。
表1 衢州、金華、常山、蘭溪的氣象要素與柑橘氣象產(chǎn)量的相關系數(shù)
為了進一步探討氣溫對柑橘生長的影響,進行了不同城市氣象產(chǎn)量與月平均氣溫的相關性研究,結(jié)果顯示:氣溫及其變化對柑橘的不同生長期有不同的影響,而且對各個城市也有不同的影響。
在2月至3月的萌芽期,柑橘的氣象產(chǎn)量與平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫均呈正相關(表1),其中最高氣溫與柑橘的氣象產(chǎn)量相關性最強。顯然,最高氣溫相對增加,能夠促進柑橘萌芽,從而提高柑橘的產(chǎn)量。柑橘的萌芽期是柑橘豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎,所以該時期的氣溫要素是非常關鍵的。
4月份是柑橘的開花期,同時也是病蟲的滋生期。由于年平均氣溫不同,不同城市柑橘的開花期不同,城市的氣溫要素與柑橘氣象產(chǎn)量的相關系數(shù)的變幅從-0.551到0.438,存在較大的差異。這是因為該時期的溫度過低,柑橘的花期推遲,影響花的授粉,但是如果溫度過高,病蟲就會大量滋生,容易引起異常的落花落蕾。另外,氣溫的異常還會使柑橘生長發(fā)育出小花蕾、畸形花,從而影響柑橘的授粉。因此,氣溫將影響不同地區(qū)滋生的病蟲害的種類和程度,進而影響柑橘氣象產(chǎn)量。
柑橘的生理落果期在5月至7月,在此期間柑橘要進行2次生理落果。相關分析顯示,4個城市的最高溫度與氣象產(chǎn)量均呈正相關,常山的相關系數(shù)值達0.957,表明該時期較高的溫度會增加氣象產(chǎn)量,從而增加柑橘總產(chǎn)量。相反,這4個城市的最低溫度與柑橘氣象產(chǎn)量基本上呈負相關,說明在生理落果期,異常低溫會在一定程度上降低柑橘的氣象產(chǎn)量。有研究表明,5月上半月熱害即5月上半月最高氣溫在30℃以上天數(shù)和最高氣溫值與柑橘總產(chǎn)量有關,5月上半月的熱害與低溫凍害一樣容易造成落葉。根據(jù)從衢州市柑橘研究中了解到的資料,這種熱害也僅僅對溫州蜜柑有影響。6月份開始進入梅雨季節(jié),此時,較高的溫度有利于柑橘的生長,但同時也會促進銹壁虱快速繁殖,促使柑橘黑點病的發(fā)生,影響氣象產(chǎn)量。
柑橘果實的膨大期是柑橘果實變大的時期,是柑橘果實發(fā)育的關鍵時期,也是提高柑橘產(chǎn)量的重要時期。8月份梅雨季節(jié)結(jié)束,是一年中氣溫最高的時候,9月會延續(xù)8月的晴熱。相關分析表明,4個城市的平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫與柑橘的氣象產(chǎn)量均為負相關,相關系數(shù)的絕對值也普遍較大。因為這一時期的高溫會造成柑橘大量的裂果,明顯降低柑橘的氣象產(chǎn)量。在9月下旬,雖然高溫會逐漸減退,但柑橘紅蜘蛛的繁殖率明顯增大,如果沒有及時采取預防措施,會嚴重影響柑橘的品質(zhì)。
10月和11月是柑橘的采摘期,此時的氣溫主要影響著柑橘的品質(zhì)。衢州、常山和金華該時期的最高氣溫與柑橘氣象產(chǎn)量的相關系數(shù)絕對值均達到0.859及以上,表明氣溫適度降低會有利于柑橘產(chǎn)量的提高。因為該時段光照強度減弱,若溫度較高,則植物的呼吸作用比光合作用強烈,不利于柑橘糖分的累積,柑橘的品質(zhì)也相應降低。所以,這個時期的高溫對柑橘的氣象產(chǎn)量有明顯的影響。
12月和1月是容易發(fā)生低溫凍害的時期,這個時期的低溫凍害會嚴重影響柑橘的氣象產(chǎn)量。尤其是1月份的低溫凍害,容易引起營養(yǎng)器官與生殖器官受害,甚至死亡現(xiàn)象。另外,2月份的氣溫日差較大,氣溫的回升與驟降均會導致凍害的發(fā)生??梢姡涕賰龊κ怯绊懜涕偕L和獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的突出問題。金衢盆地地形呈西南向東北敞開,冬季易受北方冷空氣侵入,低溫平流型凍害雪災常對柑橘生產(chǎn)構(gòu)成威脅。凍害能夠使柑橘組織細胞間隙的自由水結(jié)冰,在細胞組織內(nèi)形成冰粒,破壞細胞原生質(zhì)結(jié)構(gòu)和植物體內(nèi)水分平衡。特別是對含水分較多的幼嫩組織,如葉、花、果以及未停止生長的幼梢受凍害尤為嚴重。
柑橘喜溫暖、濕潤的生態(tài)環(huán)境,其生長要求年降水量1 000~2 000 mm[6]。如圖2所示,衢州、金華、常山、蘭溪4個城市的年降水量基本上在1 000~2 000 mm之間,只有個別年份年降水量超過2000mm,表明這4個城市是適合柑橘生長的。
圖2 2000~2010年衢州、金華、常山、蘭溪年降水量變化
如表1所示,在柑橘的萌芽期和采摘期,降水量與柑橘的氣象產(chǎn)量大體呈負相關,而在其他生長時期,降水量與柑橘產(chǎn)量基本上呈正相關。這表明柑橘在萌芽和采摘的時候不需要太多的水。
在2月至3月的萌芽期,處于初春時節(jié),時有冷空氣入侵金衢盆地,受特殊地形影響,冷空氣帶來的地形雨,同時導致氣溫大幅度降低,從而影響柑橘的萌芽、采摘,進而導致柑橘的減產(chǎn)。而在柑橘采摘的時候,更注重柑橘的品質(zhì),此時過多的降水會對柑橘的品質(zhì)如外觀、糖度等產(chǎn)生不良影響。降水較少時,土壤處于干燥狀態(tài)時,有利于果實的著色、糖度的提高和品質(zhì)的改善。
在柑橘的開花期,降水量與柑橘氣象產(chǎn)量的相關系數(shù)值普遍較小,表明此時的降水對柑橘的影響不大。在果實膨大期,降水量與柑橘氣象產(chǎn)量呈正相關,說明此時一定量的降水能夠促進柑橘更好的生長。數(shù)據(jù)表明,在柑橘生理落果時,金華、蘭溪2個地區(qū)的降水量與柑橘氣象產(chǎn)量呈正相關,衢州、常山呈負相關,且相關系數(shù)的絕對值較小,也說明該時期的降水量對柑橘的影響較小。
從降水來說,金衢盆地主要有2個降水期,一個是4~6月的梅汛期,另一個則是8~9月的臺汛期,對柑橘的影響都比較大。這2個時期內(nèi)的降水量與柑橘氣象產(chǎn)量的相關性值有正有負,影響效果不同。在8月至9月,降水量與柑橘產(chǎn)量是以正相關為主。這是因為柑橘在不同的生長階段,柑橘的需水要求不同,所以在柑橘不同的生長時期,建議橘農(nóng)們采取不同的措施。
光照是植物生長和發(fā)育的必要條件之一,柑橘雖然是耐陰性較強的植物,但要優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)仍需要良好的日照,一般年日照時數(shù)為1 200~2 200 h,柑橘就能正常生長。衢州、金華、常山、蘭溪4個城市年日照時數(shù)變化如圖3所示,在日照時數(shù)的適度范圍內(nèi),衢州和金華的年日照時數(shù)明顯高于常山和蘭溪的年日照時數(shù)。根據(jù)2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù),衢州柑橘單產(chǎn)14.44 t/hm2,金華柑橘單產(chǎn)14.09 t/hm2,均高于常山、蘭溪。在一定的日照時數(shù)范圍內(nèi),年日照時數(shù)越多,柑橘總產(chǎn)量越高。
圖3 2000~2010年衢州、金華、常山、蘭溪年日照時數(shù)變化
如表1所示,開花期和果實膨大期的日照時數(shù)與柑橘氣象產(chǎn)量均呈顯著負相關,而萌芽期、采摘期的相關系數(shù)值均為正。結(jié)果表明,在柑橘的開花期,日照時數(shù)與氣象產(chǎn)量之所以呈負相關,是因為該時期正處于春天,也是病蟲的滋生期,較長的光照會促進病蟲的生長,進而影響氣象產(chǎn)量。在柑橘開花和果實膨大時,對日照需求較小,若此時出現(xiàn)較長時間的晴天則不利于柑橘的生長。10月和11月的日照時數(shù)則會影響著柑橘的品質(zhì),在這個時期日照時數(shù)越長,光合作用越強烈,柑橘糖分積累越多,柑橘品質(zhì)越高。在柑橘的生理落果期,常山的氣象產(chǎn)量與日照時數(shù)呈顯著正相關,而其余城市呈負相關,表明不同地區(qū)的光照對氣象產(chǎn)量的影響不同,這種差異可能是由柑橘的品種引起的。
試驗研究表明,在衢州、金華、常山、蘭溪4個主產(chǎn)城市,各個氣象要素對柑橘氣象產(chǎn)量均產(chǎn)生了一定影響,且對柑橘不同生長時期的影響不同。
(1)萌芽期,柑橘氣象產(chǎn)量與最高氣溫、日照時數(shù)均呈正相關,與降水量呈負相關,且相關性較強。這表明氣溫越高、日照時數(shù)越長、降水量越少,柑橘萌芽率越高。
(2)開花期,平均氣溫、日照時數(shù)與柑橘氣象產(chǎn)量相關性較強,且均呈負相關,因為在該時期較高的溫度和充足的光照,雖然提高了柑橘的開花率,但也加快了病蟲害的滋生,引起柑橘異常的落花落蕾,進而影響著柑橘氣象產(chǎn)量。降水在這一時期對柑橘氣象產(chǎn)量的作用不明顯。
(3)生理落果期,平均氣溫、最高氣溫與柑橘氣象產(chǎn)量大體上呈正相關,日照時數(shù)大體上呈負相關,只有常山地區(qū)呈正相關,這可能是由常山種植的柑橘以胡柚為主,不同于其余城市而引起的。降水在這一時期對柑橘的影響不明顯。
(4)果實膨大期,溫度、日照時數(shù)與柑橘氣象產(chǎn)量均呈負相關,與降水量呈正相關。這是因為柑橘果實膨大需要大量的水分,而過高的氣溫和過長的日照時數(shù)會引起果實的裂果、落果,從而降低柑橘的產(chǎn)量。
(5)采摘期,氣象要素主要影響著柑橘的品質(zhì)。該時期日照時數(shù)與柑橘氣象產(chǎn)量呈正相關,因為充足的光照會增加柑橘的甜度。而最高氣溫與柑橘氣象產(chǎn)量呈負相關,且相關性較強。這是因為過高的溫度會抑制光合作用,增強呼吸作用,不利于糖分的積累。
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