邱美娟，劉布春，劉 園，龐靜漪，2，王珂依，王亞明，張玥瀅

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，作物高效用水與抗災(zāi)減損國家工程實驗室，農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，北京 100081；2.遼寧省營口市氣象局，遼寧 營口 115001；3.河北省大城縣氣象局，河北 大城 065900）

引 言

蘋果是中國重要的林果產(chǎn)業(yè)［1］，陜西、山西、河南、河北、遼寧、山東和甘肅7省是中國蘋果主產(chǎn)區(qū)［2－3］，2018年蘋果栽培面積和產(chǎn)量分別為1.623×106hm2和 3.488×106t，占全國總面積和總產(chǎn)量的 83.7%和 88.9%［4］，蘋果是這些地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)［5］。氣候適宜度指標是用來表征某地氣候資源對作物生長發(fā)育過程的適宜程度，該指標是將溫度、光照、降水等氣候因子，通過模糊數(shù)學中隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化為對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成的適宜程度，是開展農(nóng)業(yè)氣候資源定量分析及評價的重要途徑［6－7］。然而，國外主要側(cè)重于對歷史氣候適宜性的評估，即利用歷年作物產(chǎn)量和氣象要素，通過建立相關(guān)模型得出作物產(chǎn)量與氣候要素的關(guān)系［8］，以及利用氣候模型預估未來氣候的影響，即運用氣候預測模型或者作物模型，模擬未來氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響［9］。我國自20世紀80年代，陸續(xù)建立了溫度、降水和日照時數(shù)等單一要素及多要素綜合的氣候適宜度模型［10－12］。然而，不同區(qū)域、不同作物、不同生育階段，其氣候要素的適宜度存在差異，為此對這些氣候適宜度模型進行了改進，以滿足不同區(qū)域、不同作物的氣候適宜性研究［13－15］。我國蘋果主產(chǎn)區(qū)地處旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，光照資源優(yōu)越，伴隨著氣候變暖，熱量條件變優(yōu)，但降水卻呈減少趨勢，且極端性強［16－19］，水分條件是限制該區(qū)域蘋果生長發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)的重要環(huán)境因素，而降水是蘋果主產(chǎn)區(qū)水分的主要來源，降水條件適宜與否，對蘋果產(chǎn)量及品質(zhì)有重大影響［20－21］。因此，研究上述主產(chǎn)區(qū)降水適宜度的時空分布特征，對指導當?shù)氐奶O果生產(chǎn)、制定應(yīng)對氣候變化方針等具有重要意義。

多數(shù)研究認為，當降水量小于作物需水量時，降水適宜度定義為降水量與需水量的比值，而當降水量大于作物需水量時，降水適宜度則定義為1［22－24］。然而，作物對水分的需求往往是一個范圍，因此任玉玉等［25］在前人基礎(chǔ)上進行了改進，即當降水量小于作物需水量下限時，降水適宜度定義為降水量與需水量下限的比值；當降水量大于作物需水量上限時，降水適宜度定義為需水量上限與降水量的比值；當降水量在需水量下限和上限之間時，降水適宜度定義為1。另外，部分研究將某時段降水量與降水距平百分率作比較，同時考慮土壤墑情狀況，建立了降水適宜度模型［26］，但是土壤墑情資料在很多區(qū)域無法獲取。以上研究均未考慮水分過多可能形成濕害的情況，且沒有考慮降水適宜度閾值，或者僅憑經(jīng)驗法確定降水適宜度閾值［27］。為此，本文利用我國蘋果主產(chǎn)區(qū)1971—2017年逐日氣象觀測數(shù)據(jù)，嘗試考慮水分不足和水分過多的情況，構(gòu)建降水適宜度模型，并結(jié)合優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)地理分布確定不同生育階段降水適宜度閾值，進而基于EOF分解和氣候傾向率等方法分析各生育階段降水適宜度的時空變化，以期為當?shù)靥O果生產(chǎn)以及應(yīng)對極端氣候變化提供一定指導。

1 資料與方法

1.1 資 料

我國蘋果主產(chǎn)區(qū)包括遼寧、河北、山東、山西、河南、陜西6省以及甘肅的蘭州市、慶陽市、平?jīng)鍪小⑻焖?、隴南市、白銀市、定西市、甘南藏族自治州、臨夏回族自治州等9市（州）。選用中國氣象局提供的上述地區(qū)159個氣象站1971—2017年逐日最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、風速、降水量等觀測數(shù)據(jù)，對于缺測較少的氣象站點數(shù)據(jù)用距離最鄰近的站點當日數(shù)據(jù)代替，若最鄰近站的數(shù)據(jù)缺測，則用第二鄰近的站點當日數(shù)據(jù)代替，以此類推，研究區(qū)域及氣象站點分布見圖1。蘋果生育期資料主要來源于文獻［28］及［29］。

圖1 研究區(qū)域氣象站點分布Fig.1 Distribution of meteorological stations in study area

1.2 研究方法

1.2.1 作物系數(shù)的確定

利用FAO56推薦的最小濕度方法［30－31］訂正作物系數(shù)Kc。根據(jù)FAO的研究［31］和蘋果樹的生育特性，將蘋果樹劃分為初始生長期（萌芽—開花期，4月上旬至5月下旬）、旺盛生長期（果實膨大期，6月上旬至9月上旬）、生長后期（成熟期，9月中旬至10月下旬）3個生育階段確定 Kc值。根據(jù)FAO56中蘋果各生育階段作物系數(shù)標準值的設(shè)定，并參考姚小英等［27］的研究成果，將蘋果初始生長期作物系數(shù)Kc－ini取0.55，標準狀態(tài)下旺盛生長期和生長后期的作物系數(shù)分別取0.9和0.65，株高取值為3.5 m，而對非標準條件下旺盛生長期作物系數(shù)Kc－mid和生長后期作物系數(shù) Kc－end需進行修正，具體訂正方法參考文獻［30］及［31］。

1.2.2 降水適宜度的計算及閾值

降水適宜度是指降水量滿足蘋果生長發(fā)育階段所需水量的程度，計算公式為：

式中：u為降水量適宜度；p（mm）為不同生育階段的降水量；w（mm）為相應(yīng)生育階段蘋果樹生長的生理需水量；n（d）為某一生育階段的日數(shù)；i為日序；Kci為第i日的作物系數(shù)；ET0i（mm）為第i日的作物參考蒸散量，根據(jù)FAO 1998年推薦的Penman－Monteith模型［31］計算獲得。

根據(jù)趙政陽［3］對中國蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)的研究成果，本文將蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)內(nèi)蘋果初始生長期、旺盛生長期和生長后期的降水適宜度值定義為各生育階段適宜蘋果生長的閾值。

另外，還采用了氣候傾向率、經(jīng)驗正交函數(shù)（EOF）分解等方法研究蘋果各生育階段降水適宜度的變化趨勢及空間異常分布特征，并根據(jù)NORTH等［32］提出的計算特征值誤差范圍進行顯著性檢驗，以考察各模態(tài)之間是否相互獨立。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果初始生長期降水適宜度時空特征

2.1.1 降水適宜度時空分布

由圖2（a）可見，在蘋果初始生長期，我國蘋果主產(chǎn)區(qū)的降水適宜度呈由北向南逐漸增加的空間分布特征，降水適宜度為0.22～2.41，結(jié)合蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)地理分布，得到蘋果初始生長期的降水適宜度閾值為0.3～1.29。其中，甘肅河東北部局部地區(qū)是低值區(qū)，降水適宜度小于0.30，約占研究區(qū)域的0.1%，而陜西南部和河南南部為高值區(qū)，降水適宜度大于1.29，約占研究區(qū)域的5.0%，其余大部分地區(qū)降水適宜度均在閾值范圍內(nèi)，表明主產(chǎn)區(qū)大部的降水適宜度都能夠滿足蘋果生長初期對水分的需求，尤其是降水適宜度在0.3～1.29之間的部分區(qū)域成為了蘋果的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。由降水適宜度的定義可知，降水適宜度越小，說明降水量小于需水量，降水過低可能導致蘋果生長初期發(fā)生干旱；降水適宜度大于1，則說明降水量大于需水量，而降水過多可能引發(fā)內(nèi)澇。旱澇會引起蘋果落花，降低坐果率，水分供給適宜利于提高果樹光合效率，使果樹開花、坐果等生育過程順利進行。

從圖2（b）看出，研究區(qū)域1971—2017年蘋果生長初期降水適宜度的變化趨勢空間不一致，表現(xiàn)為下降趨勢的區(qū)域主要分布在研究區(qū)南部，包括甘肅南部和東部、陜西中部、河南南部、山西北部局部地區(qū)和山東東部局部地區(qū)；其余大部分地區(qū)則呈上升趨勢，氣候傾向率最大為 0.08（10 a）－1，但只有4.8%的上升區(qū)域通過0.05的顯著性檢驗，主要分布在陜西北部與山西交界處、河北與山東交界處。

2.1.2 降水適宜度EOF特征向量場及時間系數(shù)

經(jīng)驗正交函數(shù)分解能夠探究降水適宜度的時空異常變化規(guī)律。由表1可見，蘋果初始生長期降水適宜度前10個特征向量場的特征值對總方差的累積貢獻率達90.09%，其中前2個特征值的累積方差貢獻率為61.29%。根據(jù)North判別對特征值進行顯著性檢驗，前2個模態(tài)均通過了顯著性檢驗，說明其特征向量場是有價值的信號，可以反映主產(chǎn)區(qū)蘋果生長初期降水適宜度的空間變率分布結(jié)構(gòu)。因此，選用前2個荷載向量進行正交旋轉(zhuǎn)，獲取降水適宜度場。

圖2 蘋果初始生長期降水適宜度（a）及其氣候傾向率［b，單位：（10 a）－1］的空間分布Fig.2 Spatial distribution of precipitation suitability（a）and its climate tendency rate（b，Unit：（10 a）－1）at initial growth stage of apple

表1 蘋果初始生長期降水適宜度EOF分解的前10個特征量的方差貢獻率及累積貢獻率Tab.1 The contribution rate and cumulative contribution rate of the first 10 eigenvectors to total variance from EOF decomposition of precipitation suitability at initial growth period of apple 單位：%

圖3是蘋果初始生長期降水適宜度EOF分解的第一、第二載荷向量場及對應(yīng)的時間系數(shù)。可以看出，第一載荷向量場全區(qū)幾乎一致為正，中部值較大，東北部、西南部值較小［圖3（a）］，說明全區(qū)降水適宜度具有較好的一致性，即同時增大或者同時減小，且降水適宜度的振蕩強度由東北、西南向中部加強，陜西大部、山西大部、河南大部、河北南部、山東中西部和甘肅東部等地區(qū)易出現(xiàn)降水適宜度異常，對蘋果萌芽、開花等可能有一定影響。這種空間類型占總方差的50.53%，故第一載荷向量空間分布可以反映研究區(qū)域降水適宜度的主要特點。第一載荷向量對應(yīng)的第一時間系數(shù)的變化等同于各站平均降水適宜度變化，第一時間系數(shù)越大，該年的平均降水適宜度越大。從第一時間系數(shù)曲線［圖3（c）］看出，1971—2017年整體呈緩慢波動上升趨勢，表明研究區(qū)降水適宜度呈緩慢升高趨勢，但未通過0.05的顯著性檢驗。其中，1983、1990、1991、1998年的第一時間系數(shù)較大，分別為 37.225、31.185、33.217和62.597，同期的降水適宜度分別為 1.02、1.00、0.99和 1.36，較區(qū)域多年平均值 0.69偏大0.3～0.67；1981年和 2001年的第一時間系數(shù)較小，分別為 －33.223和 －32.798，同期的降水適宜度分別為0.29和0.26，比平均值偏小0.4左右。

蘋果初始生長期，降水適宜度第二載荷向量場呈東西反向的分布特征，向量載荷值為正值的地區(qū)主要在東部的環(huán)渤海灣一帶，負值區(qū)域主要位于西部的黃土高原一帶［圖3（b）］。環(huán)渤海灣一帶主要受東亞夏季風影響，而黃土高原一帶因深居內(nèi)陸主要受大陸性氣候影響，所以這兩個地區(qū)降水適宜度的變化呈相反狀態(tài)，這種空間類型占總方差的10.76%。第二時間系數(shù)正值越大，其對應(yīng)年份的降水適宜度越接近于第二特征向量場的分布，即東（正）西（負）反向型，如 1979、1990、2005、2008年等；第二時間系數(shù)負值越大，其對應(yīng)年份的降水適宜度越接近第二特征向量場的反向分布，如1973、1993、2002、2013年等［圖3（d）］。

圖3 初始生長期降水適宜度EOF分解的第一（a、c）、第二（b、d）特征向量（a、b）及相應(yīng)的時間系數(shù)（c、d）Fig.3 The first（a，c）and second（b，d）spatial load vectors（a，b）of precipitation suitability decomposed by EOF and corresponding time coefficients（c，d）at initial growth period of apple

2.2 蘋果旺盛生長期降水適宜度時空特征

2.2.1 降水適宜度的時空分布

根據(jù)蘋果旺盛生長期降水適宜度和優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)地理分布，得到蘋果旺盛生長期降水適宜度閾值為0.63～1.78。從蘋果旺盛生長期降水適宜度的空間分布［圖4（a）］看出，大部區(qū)域的降水適宜度為0.70～1.78，占整個研究區(qū)域的 89.4%，其中降水適宜度為1.00～1.78的區(qū)域約占整個研究區(qū)域的一半（52.8%）。其中，遼寧東部、河南南部局部以及陜西南部局部地區(qū)降水適宜度大于1.78，約占整個區(qū)域的2.2%；甘肅河東北部局部地區(qū)、陜西北部局部地區(qū)和河北北部局部地區(qū)的降水適宜度未超過0.63，約占整個區(qū)域的3.1%。果實膨大期通常是蘋果生長需水的關(guān)鍵期，水分條件主要影響果實膨大、內(nèi)在品質(zhì)、果形等，水分供應(yīng)充足，可以促進果實膨大，且利于著色，但是水分過多也會影響花芽形成，還可造成新梢生長過旺。

從蘋果旺盛生長期降水適宜度的變化趨勢［圖4（b）］看出，近47 a蘋果旺盛生長期主產(chǎn)區(qū)降水適宜度的變化趨勢不盡一致，大部區(qū)域呈減小趨勢，而遼寧東北部局部、山西西北部局部、陜西北部局部和南部局部、河南大部和山東中西部等地區(qū)呈增大趨勢，但只有0.7%的負值區(qū)域通過0.05的顯著性檢驗，主要分布在甘肅局部地區(qū)。

圖4 蘋果旺盛生長期降水適宜度（a）及其氣候傾向率［b，單位：（10 a）－1］的空間分布Fig.4 Spatial distribution of precipitation suitability（a）and its climate tendency rate（b，Unit：（10 a）－1）at vigorous growth period of apple

2.2.2 降水適宜度EOF特征向量場及時間系數(shù)

表2是蘋果旺盛生長期降水適宜度前10個特征向量場對總方差的貢獻率及累積貢獻率?？梢钥闯?，前10個特征值的累積方差貢獻率達88.46%，其中前2個特征值的累積方差貢獻率為51.25%。通過North判別發(fā)現(xiàn)，前2個模態(tài)均通過了顯著性檢驗，可以反映蘋果旺盛生長期降水適宜度的空間變率分布結(jié)構(gòu)。

表2 蘋果旺盛生長期降水適宜度EOF分解的前10個特征量的方差貢獻率及累積貢獻率Tab.2 The contribution rate and cumulative contribution rate of the first 10 eigenvectors to total variance from EOF decomposition of precipitation suitability at vigorous growth period of apple 單位：%

從圖5（a）看出，第一特征向量場全區(qū)均為正值，說明蘋果旺盛生長期降水適宜度全區(qū)具有較好的一致性，且降水適宜度的振蕩強度由東北、西南向中部逐漸加強，河北、山西、河南、山東4省交匯處是載荷高值區(qū)，為 0.045～0.056，這些地區(qū)在蘋果旺盛生長期易出現(xiàn)降水適宜度異常，對當?shù)靥O果花芽分化、果實膨大等可能會造成一定影響。對應(yīng)的第一時間系數(shù)變化曲線［圖5（c）］顯示，1971—2017年曲線總體呈不顯著下降趨勢，在1997、1999年和2002年出現(xiàn)極小值，分別為 －43.237、－26.928和－29.408，同期的平均降水適宜度分別為 0.50、0.69和 0.68，較區(qū)域多年平均降水適宜度 1.07偏小0.4～0.5左右。

從圖5（b）看出，第二特征向量場呈南北反向的分型，這種空間類型占總方差的18.99%。其中，大致以36°N為界，南部地區(qū)空間向量載荷值為正值，包括甘肅南部、陜西中南部、山西南部、河北南部局部、河南和山東中南部，而北部地區(qū)的載荷值為負值，絕對值高值區(qū)位于遼寧、河北中北部和山西北部一帶，說明這些區(qū)域是該分異類型降水適宜度振蕩強度較大的地區(qū)。對應(yīng)的第二時間系數(shù)變化曲線［圖5（d）］顯示，1971—2017年曲線整體呈不顯著的上升趨勢，反映了蘋果旺盛生長期36°N以南地區(qū)降水適宜度上升、以北地區(qū)降水適宜度下降的主要特征；時間系數(shù)正值越大，其對應(yīng)年份的降水適宜度越接近于EOF分解的特征場分布形態(tài)，而負值越大，其對應(yīng)年份的降水適宜度越接近于特征場的反向分布形態(tài)。

圖5 蘋果旺盛生長期降水適宜度EOF分解的第一（a、c）、第二（b、d）特征向量（a、b）及其對應(yīng)的時間系數(shù)（c、d）Fig.5 The first（a，c）and second（c，d）spatial load vectors（a，b）of precipitation suitability and corresponding time coefficients（c，d）from EOF decomposition at vigorous growth period of apple

2.3 蘋果生長后期降水適宜度時空特征

2.3.1 降水適宜度的時空分布

結(jié)合蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)的地理分布，得到蘋果生長后期降水適宜度的閾值為0.62～2.84，較旺盛期范圍更寬。從圖6（a）看出，蘋果生長后期降水適宜度小于等于0.62、大于2.84的區(qū)域分別約占研究區(qū)域的0.9%、3.2%，對應(yīng)分布在甘肅河東北部和河北北部局部地區(qū)、陜西南部，而甘肅大部、陜西中部、山西南部、河南大部、山東南部局部、遼寧東部等地區(qū)降水適宜度為1.00～2.84，約占研究區(qū)域的一半（51.5%），部分地區(qū)為蘋果的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。蘋果生長后期，如果水分過多，排澇不及時，容易引起裂果或者果實病害，影響品質(zhì)和產(chǎn)量；如果過于干旱，則會影響果實著色或造成采前落果。

蘋果生長后期，近47 a降水適宜度在山西、河北、甘肅河東大部、陜西大部、河南大部、山東大部以及遼寧西部局部和東部局部地區(qū)呈增大趨勢，但僅有12.0%左右的區(qū)域通過0.05的顯著性檢驗，主要分布在河北中部和山西北部；遼寧大部、山東局部、陜西部分地區(qū)降水適宜度呈減小趨勢，且約0.3%的遼寧北部區(qū)域通過0.05的顯著性檢驗［圖6（b）］。

2.3.2 降水適宜度EOF特征向量場及時間系數(shù)

蘋果生長后期降水適宜度前10個特征向量值對總方差的累積貢獻率達92.89%，其中前2個特征值的累積方差貢獻率為66.55%（表略），且均通過North判別的顯著性檢驗，說明其可以反映蘋果生長后期降水適宜度的空間變率分布結(jié)構(gòu)。

從圖7（a）看出，蘋果生長后期降水適宜度EOF分解的第一特征向量場呈現(xiàn)遼寧和河北東部局部地區(qū)與其他地區(qū)反向的空間分布特征，這種空間類型占總方差的49.51%，其中遼寧和河北東部局部地區(qū)為載荷向量負值區(qū)，其他地區(qū)均為正值，正的高值區(qū)主要位于河北南部、山西中南部、河南大部、陜西中南部、甘肅東部和山東大部，在0.035～0.05之間，說明這些區(qū)域是該分異類型中降水適宜度振動強度較大的地區(qū)，對蘋果的品質(zhì)和產(chǎn)量可能會造成一定的影響。蘋果生長后期，降水適宜度第一時間系數(shù)曲線總體呈緩慢上升趨勢，但未通過顯著性檢驗［圖7（c）］。其中，在1972、1998年和 2006年出現(xiàn)極小值，分別為 －23.089、－19.960和 －20.962，對應(yīng)的平均降水適宜度分別為0.63、0.57和0.58，比區(qū)域平均值 1.19偏小 0.56～0.62；在 1975、1983、1985、2003、2005、2011年和 2014年出現(xiàn)極大值，分別為 36.878、30.533、39.801、35.314、40.039、33.131和33.482，對應(yīng)的平均降水適宜度分別為2.37、2.19、2.25、2.19、2.33、2.16和 2.17，比區(qū)域平均值偏大0.98～1.18。

圖6 蘋果生長后期降水適宜度（a）及其氣候傾向率［b，單位：（10 a）－1］的空間分布Fig.6 Spatial distribution of precipitation suitability（a）and its climate tendency rate（b，Unit：（10 a）－1）at later growth period of apple

圖7 蘋果生長后期降水適宜度EOF分解的第一（a、c）和第二（b、d）特征向量場（a、b）及其對應(yīng)的時間系數(shù)（c、d）Fig.7 The first（a，c）and second（b，d）spatial load vectors（a，b）of precipitation suitability and corresponding time coefficients（c，d）from EOF decomposition at later growth period of apple

蘋果生長后期降水適宜度的第二特征向量場與旺盛生長期第二特征向量場有相似的空間分布特征，大致以36°N為界，呈南北反向變化［圖7（b）］，這種空間類型占總方差的17.04%。其中，以南地區(qū)的空間向量載荷值為正值，且高值區(qū)（0.020～0.036）主要位于河南、陜西南部和山東西南部地區(qū)，表明這些地區(qū)是該分異類型中降水適宜度變化較大的區(qū)域；以北地區(qū)的向量載荷值為負值，且絕對值高值區(qū)分布在河北中北部、山西北部和遼寧西部局部地區(qū)，表明這些地區(qū)是該分異類型中降水適宜度變化較大的地區(qū)。對應(yīng)的第二時間系數(shù)變化曲線整體呈不顯著的減小趨勢，在2003、2007和2010年出現(xiàn)極小值，分別為 －27.377、－38.165和 －22.209［圖7（d）］。

3 討 論

大多數(shù)研究在構(gòu)建降水適宜度模型時，將降水量大于需水量時的適宜度設(shè)置為1，僅考慮水分不足情況，未考慮水分過多情況［22－24］，而本文構(gòu)建的降水適宜度模型可以直觀地體現(xiàn)水分的盈虧狀況，但模型中沒有考慮土壤濕度情況，未將前期降水形成的底墑考慮進去，使得研究結(jié)果存在一定的誤差。另外，根據(jù)逐日氣象條件，利用FAO推薦的最小濕度法對蘋果作物系數(shù)進行訂正，得到每日作物系數(shù)，較各生育階段的作物系數(shù)設(shè)為一個固定值估算林果水分適宜度更能體現(xiàn)作物系數(shù)的動態(tài)變化。然而，蘋果初始生長期、標準狀態(tài)下旺盛生長期和生長后期的作物系數(shù)全區(qū)相同，可能對訂正結(jié)果有一定的影響。

本文基于蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)分布特征確定的各生育階段降水適宜度閾值方法，主要是依靠自然降水滿足蘋果生長需求，故而這種獲取各生育階段降水適宜度閾值的方法具有一定的可行性，但若要獲得準確的降水適宜度閾值，還需要通過觀測試驗進一步獲取。

應(yīng)用經(jīng)驗正交函數(shù)分解研究了我國蘋果主產(chǎn)區(qū)降水適宜度的空間分布特征和時間變化規(guī)律，突出了降水適宜度的區(qū)域分布和變化，比簡單的數(shù)學分析方法有一定的優(yōu)勢，但未深入探討造成這種降水適宜度時空變化的深層次原因，如環(huán)流變化、地形影響等。另外，研究中沒有考慮不同蘋果樹種、樹齡需水量的差異，后續(xù)在有條件的基礎(chǔ)上，通過觀測試驗做進一步的深入分析。

4 結(jié) 論

（1）通過蘋果各生育階段降水適宜度和蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)地理分布特征，得到蘋果初始生長期、旺盛生長期和生長后期的降水適宜度閾值分別為0.30～1.29、0.63～1.78和 0.62～2.84。

（2）蘋果初始生長期，降水適宜度呈現(xiàn)由北向南逐漸增加的空間分布特征，除了甘肅河東北部局部地區(qū)、陜西南部和河南南部外，大部分地區(qū)降水適宜度處在0.3～1.29閾值范圍內(nèi)。旺盛生長期，除了遼寧東部、河南南部局部、陜西南部局部和北部局部、甘肅河東北部局部以及河北北部局部等地區(qū)外，其他大部分地區(qū)降水適宜度處于0.63～1.78閾值范圍內(nèi)。生長后期，除了甘肅河東北部局部、河北北部局部和陜西南部局部等地區(qū)，其他大部分地區(qū)降水適宜度為0.62～2.84，均在閾值范圍內(nèi)。這些閾值范圍內(nèi)的降水，有利于蘋果的正常生長發(fā)育。

（3）近47 a來蘋果初始生長期、旺盛生長期和生長后期，主產(chǎn)區(qū)絕大部分區(qū)域降水適宜度變化趨勢不明顯，只有極小部分區(qū)域通過顯著性檢驗，但不同生育階段變化趨勢顯著的區(qū)域及范圍略有不同。

（4）蘋果初始生長期和旺盛生長期降水適宜度第一向量場全區(qū)幾乎均為正值，這種空間類型分別占整體方差的50.53%和32.26%，說明全區(qū)降水適宜度具有較好的一致性，即同時增大或同時減小，且降水適宜度的振蕩強度均從東北、西南向中部加強，中部地區(qū)易出現(xiàn)降水異常，對蘋果的正常生長造成一定影響。生長后期，降水適宜度第一向量場上遼寧和河北東部局部地區(qū)與其他地區(qū)呈反向的空間分布特征，占總體方差的49.51%。降水適宜度第一時間系數(shù)曲線在初始生長期和生長后期呈不顯著的上升趨勢，而在旺盛生長期呈不顯著的下降趨勢。

（5）降水適宜度第二向量場，蘋果初始生長期呈東西反向的空間分布特征，環(huán)渤海大部為正值區(qū)，黃土高原大部為負值區(qū)；旺盛生長期和生長后期，約以36°N為界呈南北反向（南正北負）的空間分布特征，降水適宜度振幅最大的地區(qū)主要在河南大部和陜西南部地區(qū)。降水適宜度第二時間系數(shù)曲線在初始生長期和旺盛生長期呈不顯著的上升趨勢，而在生長后期呈不顯著的下降趨勢。