趙海梅

(青海省氣象服務(wù)中心， 青海 西寧 810001)

貴德縣隸屬于海南州藏族自治州，地處黃河上游，屬青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)，其梨樹(shù)栽培歷史悠久，可追溯到明代。目前，貴德縣果樹(shù)種植面積約 933.3 hm2，轄區(qū)內(nèi)梨樹(shù)就占400 hm2左右，盛產(chǎn)長(zhǎng)把梨、軟酥梨等。近年來(lái)，貴德縣年產(chǎn)梨量約150萬(wàn)kg，占青海省梨果總產(chǎn)量的1/3。梨以其肉脆多汁、品種多樣、果耐貯運(yùn)、栽培較易等特點(diǎn)受農(nóng)民青睞。貴德縣為青海省旅游綜合開(kāi)發(fā)示范區(qū)，自2000年以來(lái)，貴德縣把旅游業(yè)作為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)來(lái)培育，每年4月中旬前后舉辦“梨花節(jié)”活動(dòng)，吸引大批省內(nèi)外游客前來(lái)觀賞梨花。梨樹(shù)從春季3月芽膨大期開(kāi)始至4月底開(kāi)花末期座果正是春季逐漸升溫和北方冷空氣南下交替的活躍期，也是梨花對(duì)溫度最敏感時(shí)期，氣溫變化起幅較大，會(huì)導(dǎo)致梨樹(shù)花粉或胚囊發(fā)育不良或中途死亡，有時(shí)因降溫天氣過(guò)程氣溫變化起伏雖不大，但低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)花緩慢而葉生長(zhǎng)快，葉首先消耗了貯藏營(yíng)養(yǎng)，不利于胚囊的發(fā)育和受精[1]。隨著氣候明顯變暖[2-4]，暖冬、暖春年份明顯增多，但氣候變化具有不穩(wěn)定性，極端氣候事件頻發(fā)，凍害風(fēng)險(xiǎn)不減，影響愈來(lái)愈重。果樹(shù)花期遭遇凍害是果業(yè)生產(chǎn)上常見(jiàn)的氣象災(zāi)害，終霜凍與果樹(shù)花期凍害密切相關(guān)。葛徽衍等[5]對(duì)陜西渭南市果樹(shù)花期凍害氣候分析得出，由于氣候變暖，果樹(shù)花期提前，遭遇霜凍危害的可能性增大。張秀國(guó)等[6]調(diào)查了河北杏樹(shù)花期霜害的影響因素并提出了防治措施。在國(guó)內(nèi)，對(duì)于果樹(shù)凍害發(fā)生原因、癥狀及防御措施等方面的研究報(bào)道較多[7-12]。而對(duì)于黃河谷地貴德縣有關(guān)梨樹(shù)花期凍害的相關(guān)研究較少，趙年武等[13]利用貴德縣近50年來(lái)4月梨樹(shù)花期的日最低氣溫劃分梨樹(shù)花期凍害年型，并對(duì)其建立馬爾科夫鏈預(yù)測(cè)模型得出，2011-2015年處于嚴(yán)重凍害的概率較大。郭連云等[14]研究貴德縣梨樹(shù)始花期與氣象因子的相關(guān)分析及預(yù)報(bào)模型得出，影響梨樹(shù)始花期的主要?dú)庀笠蜃邮菤鉁胤€(wěn)定通過(guò)5℃到3月底的積溫值。上述文獻(xiàn)主要對(duì)貴德縣梨樹(shù)花期凍害年型、花期與氣象因子間的關(guān)系進(jìn)行了研究，但針對(duì)影響梨樹(shù)花期不同程度的低溫凍害特征方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，利用貴德地區(qū)梨樹(shù)花期資料及同期相關(guān)氣象資料，對(duì)貴德地區(qū)梨樹(shù)花期凍害的年代際特征進(jìn)行分析，以期為貴德縣及類(lèi)似地區(qū)梨樹(shù)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供科學(xué)的氣象服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 資料來(lái)源

氣象資料為1961-2019年貴德縣氣象局觀測(cè)的氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃至梨樹(shù)開(kāi)花前的日平均氣溫和平均最低氣溫；梨樹(shù)花期的凍害資料，包括嚴(yán)重低溫凍害、低溫凍害及低溫冷害資料。梨樹(shù)花期資料年限為2007-2019年。多年平均值采用1981—2010年的平均值。

1.2 方法

1.2.1 梨樹(shù)花期凍害的時(shí)段 梨樹(shù)花期凍害主要由始花期和終花期的持續(xù)時(shí)間確定，根據(jù)貴德縣2007-2019年梨樹(shù)花期的觀測(cè)，始花期在4月上旬，終花期在4月下旬，根據(jù)梨樹(shù)始花期至終花期持續(xù)時(shí)間，確定4月上旬至5月上旬為梨樹(shù)花期氣象服務(wù)的關(guān)鍵時(shí)段，對(duì)1961-2019年的4月上旬至5月上旬的最低氣溫資料按照不同花期凍害指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出梨樹(shù)不同花期凍害指標(biāo)的年代際變化特征。參照文獻(xiàn)[7-12]梨樹(shù)花期凍害的預(yù)警指標(biāo)為：嚴(yán)重低溫凍害(TD≤-2℃)、低溫凍害(-2℃

1.2.2 線性趨勢(shì) 采用最小二乘法計(jì)算氣候要素及不同凍害的變化趨勢(shì)[15]，以一元線性回歸方程系數(shù)的10倍作為氣候要素傾向率。采用Mann-Kendall法[16-17]分析貴德地區(qū)1961-2019年日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃至梨樹(shù)開(kāi)花前的日平均氣溫、平均最低氣溫的突變趨勢(shì)。

1.2.3 花期凍害指數(shù) 梨樹(shù)花期凍害的強(qiáng)度用花期凍害指數(shù)[12,18]表示。

Ha=N/T

式中，Ha為花期凍害指數(shù)；N為花期日極端氣溫≤5.0℃的日數(shù)，該日數(shù)越多，花期凍害越嚴(yán)重；T為花期平均氣溫。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨樹(shù)開(kāi)花期氣溫的變化趨勢(shì)

2.1.1 平均氣溫 從圖1看出，平均氣溫隨年際的延長(zhǎng)呈波動(dòng)增高趨勢(shì)，氣候傾向率為0.23℃/10a，平均氣溫與年份間的相關(guān)系數(shù)為0.345，通過(guò)99.99%顯著性水平檢驗(yàn)，即1961-2019年的梨樹(shù)開(kāi)花期平均氣溫顯著增加1.3℃。開(kāi)花期平均氣溫2019年最高,為13.0℃；1970年最低，為7.8℃。年代際變化中，1981-1990年最低，為9.0℃，較多年值低0.7℃；其他各年代氣溫均高于多年值，其中以2011-2019年最高，為11.1℃，較多年值高1.4℃。

經(jīng)突變檢驗(yàn)，貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期平均氣溫的正序曲線(UF)1966-1991年在波動(dòng)中呈下降趨勢(shì)，從1992年開(kāi)始在波動(dòng)中持續(xù)升高；正序曲線(UF)與逆序曲線(UB)在2009年相交；UF線于2015年突破+1.96信度線。

圖1貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期平均氣溫的變化趨勢(shì)及突變

Fig.1 Trends and mutations of average temperature during pear flowering in Guide area

2.1.2 平均最低氣溫 從圖2看出，平均最低氣溫隨年際的延長(zhǎng)呈波動(dòng)增高趨勢(shì)，氣候傾向率為0.32℃/10a，平均最低氣溫與年份間的相關(guān)系數(shù)為0.471，通過(guò)99.99%顯著性水平檢驗(yàn)，即1961-2019年梨樹(shù)開(kāi)花期平均最低氣溫顯著增加1.9℃。開(kāi)花期平均氣溫2019年最高，為5.5℃；1970年最低，為0.1℃。年代際變化中，20世紀(jì)60年代、70年代和80年代小于或等于多年值，其中以1981-1990年最低，為1.6℃，較多年值低0.5℃；其他各年代氣溫均高于多年值，其中以2011-2019年最高，為3.8℃，較多年值高1.7℃。

經(jīng)突變檢驗(yàn)，貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期平均最低氣溫的正序曲線(UF)1966-1991年在波動(dòng)中呈下降趨勢(shì)，從1992年開(kāi)始在波動(dòng)中持續(xù)升高；正序曲線(UF)與逆序曲線(UB)在2011年相交，UF線于2014年突破+1.96信度線。

圖2 貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期平均最低氣溫的變化趨勢(shì)及突變

2.1.3 極端最低氣溫 從圖3看出，極端最低氣溫隨年際的延長(zhǎng)呈波動(dòng)增高趨勢(shì)，氣候傾向率為0.77℃/10a，極端最低氣溫與年份間的相關(guān)系數(shù)為0.615，通過(guò)99.99%顯著性水平檢驗(yàn)，即1961-2019年梨樹(shù)開(kāi)花期極端最低氣溫顯著增加4.5℃。開(kāi)花期極端最低氣溫2014年和2019年最高，均為0.7℃；1969年最低，為-9.9℃。年代際變化中，20世紀(jì)60-90年代極端最低氣溫均低于多年值，其中以1961-1970年最低，為-6.2℃，較多年值低1.6℃；2001-2010年和2011-2019年極端最低氣溫均高于多年值，其中以2011-2019年最高，為-1.5℃，較多年值高3.1℃。

經(jīng)突變檢驗(yàn)可知，貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期極端最低氣溫的正序曲線(UF)從1971年開(kāi)始在波動(dòng)中呈上升趨勢(shì)，正序曲線(UF)與逆序曲線(UB)在2002年相交，UF線于2003年突破+1.96信度線，2006年突破+2.58信度線。

圖3 貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期極端最低氣溫的變化趨勢(shì)及突變

2.2 梨樹(shù)花期凍害特征

2.2.1 嚴(yán)重低溫凍害日數(shù) 從圖4看出，貴德地區(qū)梨樹(shù)花期嚴(yán)重低溫凍害(TD≤-2.0℃)日數(shù)隨年際的延長(zhǎng)呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率為0.82 d/10a，年份與梨樹(shù)花期嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)間的相關(guān)系數(shù)為0.531，通過(guò)0.001信度顯著水平檢驗(yàn)。1961-2019年梨樹(shù)花期嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)減少4.8 d。嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)多年平均為4.5 d。

從表1看出，20世紀(jì)60-80年代嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)較多年平均值偏多，其中以70年代偏多最多，較平均值多1.1 d。20世紀(jì)90年代嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)與多年平均值持平，從21世紀(jì)00年代開(kāi)始嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)均低于多年平均值，其中以2011-2019年偏少最多，為3.5 d。

圖4 貴德地區(qū)梨樹(shù)花期嚴(yán)重低溫凍害日數(shù)的變化趨勢(shì)

Fig.4 Trends of severe cold freezing days in pear flowering period in Guide area

2.2.2 低溫凍害日數(shù) 從圖5可見(jiàn)，貴德地區(qū)梨樹(shù)花期低溫凍害(-2℃0.10)。1961-2019年梨樹(shù)花期低溫凍害日數(shù)減少0.78 d。低溫凍害日數(shù)的多年平均為5.2 d。從表1可見(jiàn)，20世紀(jì)60年代、70年代和2011-2019年低溫凍害日數(shù)較多年平均值偏少，其中以2011-2019年偏少最多，為2.1 d。20世紀(jì)80年代和90年代的低溫凍害日數(shù)與多年平均值持平。

表1 梨樹(shù)花期不同凍害日數(shù)年代際變化

注：多年平均指1981-2010年平均值。

Note:The multi-year average means the 1981-2010 average.

圖5貴德地區(qū)梨樹(shù)花期低溫凍害日數(shù)變化趨勢(shì)

Fig.5 Trends of freezing days of pear trees during flowering in Guide area

2.2.3 低溫冷害日數(shù) 從圖6可見(jiàn)，貴德地區(qū)梨樹(shù)花期低溫冷害(0℃

圖6 貴德地區(qū)梨樹(shù)花期低溫冷害日數(shù)變化趨勢(shì)

Fig.6 Trends of cold chilling days in pear flowering period in Guide area

2.2.4 凍害指數(shù) 從圖7看出，貴德地區(qū)梨樹(shù)花期凍害指數(shù)隨年際的延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)，氣候傾向率為0.126/10a，年份與梨樹(shù)花期凍害指數(shù)間的相關(guān)系數(shù)為0.346，通過(guò)0.01信度顯著水平檢驗(yàn)。1961-2019年梨樹(shù)花期凍害指數(shù)降低0.74。梨樹(shù)花期凍害指數(shù)多年平均為2.5。從表1可見(jiàn)，20世紀(jì)80年代梨樹(shù)花期凍害指數(shù)較多年平均值偏高，20世紀(jì)90年代梨樹(shù)花期凍害指數(shù)與多年平均值持平，其他年代均低于多年平均值，其中以2011-2019年梨樹(shù)花期凍害指數(shù)最低，較多年平均值低1.8。

圖7 貴德地區(qū)梨樹(shù)花期凍害指數(shù)變化趨勢(shì)

Fig.7 Trends of freeze injury index of pear trees during flowering in Guide area

3 結(jié)論與討論

貴德地區(qū)梨樹(shù)開(kāi)花期的平均氣溫、平均最低氣溫和極端最低氣溫隨年際的延長(zhǎng)在波動(dòng)中均呈極顯著上升趨勢(shì)，近59年來(lái)分別增加1.3℃、1.9℃和4.5℃。突變分析表明，梨樹(shù)開(kāi)花期的平均氣溫、平均最低氣溫和極端最低氣溫分別在2009年、2011年和2002年發(fā)生了由低到高的增溫突變。

貴德地區(qū)梨樹(shù)花期嚴(yán)重低溫凍害(TD≤-2.0℃)日數(shù)隨年際的延長(zhǎng)呈極顯著減少趨勢(shì)，近59年來(lái)減少4.8 d。低溫凍害(-2℃

梨樹(shù)花期凍害指數(shù)隨年際的延長(zhǎng)呈顯著降低趨勢(shì)，近59年來(lái)梨樹(shù)花期凍害指數(shù)降低0.74。梨樹(shù)花期凍害指數(shù)20世紀(jì)80年代最高，2011-2019年最低。1961-2019年的最高值出現(xiàn)在1983年，為3.4；最低出現(xiàn)在2004年，為0.4。

貴德地區(qū)嚴(yán)重低溫凍害和低溫凍害呈減少趨勢(shì)，而低溫冷害呈上升趨勢(shì)，由于全球氣候變暖，梨樹(shù)抵御低溫能力減弱，一旦出現(xiàn)低溫，梨樹(shù)遭受的凍害會(huì)更加嚴(yán)重，低溫出現(xiàn)得越晚，對(duì)梨樹(shù)的危害程度越重。春季梨樹(shù)解除休眠后，抗凍性迅速減弱，且隨物候期的提前，抗凍性越來(lái)越弱。因此，梨樹(shù)栽培要選用抗寒力強(qiáng)的品種，同時(shí)加強(qiáng)栽培管理措施；另外梨樹(shù)萌芽后至開(kāi)花前灌水2～3次，降低地溫，或使用石灰水噴涂枝干等措施延遲梨樹(shù)開(kāi)花，從而達(dá)到防御低溫冷害及凍害對(duì)梨樹(shù)的危害。在今后的氣象服務(wù)工作中，根據(jù)未來(lái)天氣趨勢(shì)預(yù)報(bào)及低溫冷害預(yù)報(bào)開(kāi)展梨樹(shù)花期及坐果期的氣象服務(wù)工作，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門(mén)和廣大果農(nóng)提供優(yōu)質(zhì)的氣象服務(wù)，有利于發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，及早采取預(yù)防措施，避免或減輕氣象災(zāi)害的發(fā)生，科學(xué)應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的果樹(shù)花期凍害影響，進(jìn)而提高梨樹(shù)產(chǎn)量與品質(zhì)。