■ 張?zhí)旆澹莘?，王位泰，何樹州，張秉?/p>

（1.甘肅省慶陽市氣象學(xué)會，甘肅 慶陽 745000；2.甘肅省慶陽市氣象局，甘肅 慶陽 745000）

慶陽市的海拔較高，土層深厚，質(zhì)地疏松，透氣蓄水能力強(qiáng)，富含鉀、鈣、鎂、鋅、硒等多種微量元素，擁有種植高品質(zhì)蘋果得天獨(dú)厚的自然條件，地處世界公認(rèn)蘋果最佳優(yōu)生區(qū)。

農(nóng)業(yè)氣候資源是決定種植分布的重要基礎(chǔ)，氣候變化也對全球的種植制度和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的影響，農(nóng)作物原有的氣候適宜種植區(qū)發(fā)生了變化[1-2]。我國果樹和氣象工作者十分重視氣象因子與蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系研究，蘋果氣候適宜性區(qū)劃研究開始于20世紀(jì)80年代，陸秋農(nóng)[3]研究了我國蘋果的分布區(qū)劃與生態(tài)因子的關(guān)系，李世奎等[4]對我國蘋果進(jìn)行了種植區(qū)劃研究，魏欽平等[5-7]研究了蘋果優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的最適氣象因子并進(jìn)行了氣候區(qū)劃，將蘋果生產(chǎn)分成不同栽培類型區(qū)。此后針對部分重點(diǎn)種植區(qū)域，山東、陜西和遼寧等蘋果主產(chǎn)省基于統(tǒng)計方法和地理信息系統(tǒng)分別對當(dāng)?shù)氐奶O果氣候適宜性進(jìn)行過劃分，但在氣候因子的選擇上存在較大差異，也未再開展面向全國范圍的區(qū)劃研究。

屈振江等[8]于2016年基于中國1981-2010年2 084個氣象臺站資料和203個富士蘋果種植區(qū)分布的地理數(shù)據(jù)，利用最大熵（MaxEnt）模型和ArcGIS平臺，從物種分布機(jī)理與品質(zhì)兩方面研究了影響富士蘋果在中國分布的主導(dǎo)氣候因子及適宜范圍，并對其氣候適宜性進(jìn)行區(qū)域劃分和評價，結(jié)果表明甘肅省慶陽市中南部塬區(qū)是氣候適宜度最高的區(qū)域之一（圖1），這與《全國蘋果優(yōu)勢區(qū)域發(fā)展規(guī)劃》和其他一些分析區(qū)劃結(jié)論基本是一致的。

氣象因子是蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素，影響富士蘋果種植的潛在氣候影響因子主要分為兩類，一類是基于物種分布機(jī)理的決定植物地理分布的氣候因子[5]，主要包括其能夠忍受的最低溫度、完成正常生長所需的生長季長度和熱量條件及用于維持自身生長的水分供應(yīng)；另一類是保證其產(chǎn)量和品質(zhì)形成的因子[3-8]，主要包括光照條件、氣溫日較差、果實(shí)膨大期的溫濕度條件等。

本文首次通過對已有關(guān)于富士蘋果及蘋果區(qū)劃研究成果并結(jié)合自然植被區(qū)劃，結(jié)合吳健君等[9-10]關(guān)于慶陽蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的研究成果和1981年全國蘋果區(qū)劃報告分析提出的優(yōu)質(zhì)蘋果生產(chǎn)氣象指標(biāo)，篩選出具有明確生物學(xué)意義，可能影響富士蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的氣象因素，包括蘋果生長的基本氣象因子10個（表1），對蘋果產(chǎn)量有明顯影響的氣象因子9個（表2），對蘋果品質(zhì)有明顯影響的氣象因子9個（表3），綜合評述慶陽市這三類氣象因子的優(yōu)勢和不足，探討如何更好地開發(fā)利用本地氣候資源，發(fā)展壯大蘋果栽植產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

一、資料和方法

（一）資料來源

利用西峰國家基本氣象站1951-2018年地面氣象觀測資料，西峰國家一級農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站蘋果物候1984-2018年觀測資料，結(jié)合慶陽市果業(yè)局提供的蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)分析資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。

（二）各項(xiàng)氣象因子的物理意義及對蘋果生長的影響

年平均氣溫和年較差作為反映區(qū)域年總熱量資源及其變幅，最冷月平均氣溫反映果樹是否能夠正常越冬及休眠，降水作為維持果樹生長和冠層平衡而需要并納入影響其生理存在的氣象因子，日照是蘋果進(jìn)行光合作用生長的基本氣象要素。[11]

（三）計算方法

基本氣象要素按照《地面氣象觀測規(guī)范》進(jìn)行統(tǒng)計[12]，對應(yīng)蘋果物候期觀測資料按照《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》進(jìn)行觀測和統(tǒng)計[13]。

表1 蘋果生長的基本氣象因子一覽表

二、結(jié)果分析

（一）蘋果生長的基本氣象因子分析

蘋果生長的基本氣象因子是基于物種分布機(jī)理的決定植物地理分布的氣候因子，主要包括其能夠忍受的最低溫度、完成正常生長所需的生長季長度和熱量條件及用于維持自身生長的水分供應(yīng)，包括年平均氣溫、最冷月平均氣溫、1月中旬平均溫度、年極端最低氣溫、氣溫年較差、≥35℃的高溫日數(shù)、無霜期、年降水量、年日照時數(shù)、生長期日數(shù)等。

表1可知，1月中旬平均溫度、年極端最低氣溫、氣溫年較差、≥35℃高溫日數(shù)等幾項(xiàng)指標(biāo)完全滿足蘋果種植的需要。

（二）對蘋果產(chǎn)量有明顯影響的不利氣象因子分析

與蘋果產(chǎn)量密切相關(guān)的氣象因子包括生長季（4～10月）日照時數(shù)、生長季平均氣溫、生長季≥10℃活動積溫、生長季溫量指數(shù)、生長季降水量、4～8月≥10℃活動積溫、4～8月總降水量、4～8月日照時數(shù)、6～8月降水量等。

由表2可知，生長季（4～10月）日照時數(shù)、生長季（4～10月）平均氣溫、4～8月≥10℃活動積溫、4～8月日照時數(shù)等指標(biāo)完全符合蘋果產(chǎn)量形成需要。

（三）對蘋果品質(zhì)有明顯影響的氣象因子分析

對蘋果品質(zhì)有明顯影響的氣象因子包括夏季平均氣溫、夏季最低氣溫、夏季氣溫日較差、夏季空氣相對濕度、8～9月日照時數(shù)、9月氣溫日較差、8月降水量、9月最低氣溫、4～10月≥10℃有效積溫等。

由表3可知，夏季平均氣溫及空氣相對濕度、9月最低氣溫、8～9月日照時數(shù)四項(xiàng)指標(biāo)基本符合要求，夏季最低氣溫、夏季氣溫日較差大多數(shù)年份能夠保證，9月氣溫日較差、8月降水量、4～10月≥10℃有效積溫大多數(shù)年份不能滿足需求，對蘋果品質(zhì)造成嚴(yán)重影響，這種階段性熱量、水分不足是造成慶陽市中南部蘋果品質(zhì)不如北部環(huán)縣和平?jīng)鲮o寧縣蘋果品質(zhì)的主要原因（慶陽現(xiàn)代蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系服務(wù)信息〔2018〕第2期2017年慶陽蘋果品質(zhì)鑒測結(jié)果分析簡報）。

（四）主要?dú)夂蝻L(fēng)險和氣象災(zāi)害

1.春季花期凍害是富士蘋果產(chǎn)量形成的最大氣候風(fēng)險。如圖2所示，2000年以來蘋果開花期明顯提前，對應(yīng)時段的西峰國家基本氣象站極端最低氣溫卻更低，其間共出現(xiàn)過4次小于-3.0℃，最低達(dá)-5.2℃，其中3次由于開花期與最低氣溫出現(xiàn)時段錯位而未發(fā)生嚴(yán)重凍害。

如圖3所示，隨著氣候變暖生長期的延長比無霜期更加明顯，生長期延長3.55天/10a，無霜期增加僅有0.79天/10a，二者速率相差3倍多，這些都表明在氣候變暖的背景下，蘋果生長期延長有利于光熱資源的利用，但是霜凍災(zāi)害的氣候風(fēng)險明顯增加。

2.冰雹災(zāi)害對蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)具有毀滅性損害。冰雹可能造成蘋果脫落、砸落葉片、損傷枝條。

3.果實(shí)成熟期的連陰雨，嚴(yán)重阻礙蘋果的糖分積累，影響果實(shí)的著色和正常成熟，品質(zhì)降低。

4.氣象因素引起的病蟲害發(fā)生發(fā)展是造成富士蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素之一。李金章等[17]分析，腐爛病、落葉病、銹病等病害和蚜蟲、葉螨等害蟲與天氣氣候條件緊密相關(guān)，原因比較復(fù)雜，本文不做進(jìn)一步討論。

三、結(jié)論與討論

總體來看，慶陽市熱量資源、光照資源總量充足，時空分布較為均勻，但存在階段性不能滿足需求的問題。隨著氣候變暖，生長期延長，可利用熱量、光照資源呈增多趨勢。我國果樹的光能利用率僅在1.0%左右，據(jù)估算，光能利用率提高0.1%，蘋果畝產(chǎn)量可增加300kg[18]。

水分資源總量基本滿足，生長季保證率達(dá)到76%，但時空分布極為不均，階段性供給不足成為蘋果生長的主要限制因素，可通過加強(qiáng)水利工程建設(shè)，灌溉補(bǔ)給能夠解決水分資源的分配不均和總量不足。

熱量、光照、水分資源充足且相互配置合理，時空分布均勻，是蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基本氣象條件。

蘋果生長期隨著氣候變暖逐步延長，春季果樹萌發(fā)花期提早，有利于提高果品品質(zhì)，但是寒潮霜凍強(qiáng)度和頻次風(fēng)險增加，對蘋果產(chǎn)量帶來了明顯影響，這是慶陽市果業(yè)生產(chǎn)的最大氣候風(fēng)險。

國內(nèi)外在氣象因子對蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)的影響方面已有較多研究，但大都處于定性分析的水平，個別針對光、熱、水等氣象條件對蘋果產(chǎn)量的影響進(jìn)行了定量化分析，但研究尚不充分。

四、對策建議

第一，人工及時補(bǔ)給土壤水分是提高熱量、光照、水分資源利用率最為有效的途徑之一，也是干旱地區(qū)提高果品產(chǎn)量和品質(zhì)的有效途徑。

表2 對蘋果產(chǎn)量有明顯影響的氣象因子一覽表

第二，可通過加強(qiáng)水利工程建設(shè)，灌溉補(bǔ)給能夠解決水分資源的分配不均和總量不足。

第三，加強(qiáng)氣象災(zāi)害防御和病蟲害防治，研究強(qiáng)晚霜凍、冰雹、干旱、連陰雨等災(zāi)害性天氣和病蟲害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，采用有效應(yīng)對措施，盡量減輕災(zāi)害性天氣和病蟲害造成的影響。

第四，建議各級政府和社會各界大力支持、形成合力，提高慶陽市蘋果的生產(chǎn)集約化水平，著力提高蘋果品質(zhì)，使蘋果成為貧困落后地區(qū)利用比較優(yōu)勢發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)的最佳途徑，可以精準(zhǔn)穩(wěn)定脫貧。

第五，慶陽市通過多年蘋果栽植，培養(yǎng)了許多蘋果栽植科技工作者，積累了大量擁有技能的廣大果農(nóng)，通過政府大力支持，發(fā)揮人力資源優(yōu)勢，綜合應(yīng)用市場力量，壯大果品產(chǎn)業(yè)。

表3 對蘋果品質(zhì)有明顯影響的氣象因子一覽表

圖2 1984-2018年4月6-25日最低氣溫與開花期日期對應(yīng)關(guān)系圖

圖3 1951-2017年慶陽市生長期與無霜期變化圖

表4 關(guān)鍵影響因子不同時段降水量及相關(guān)因素一覽表（單位：mm）