冀東地區(qū)降水特征變化對冬棗管理模式的影響

孫愛良 何璇

摘要：依據冬棗周年生育期內的水分需求特點，以河北省冬棗主產地黃驊市為例，分析1989—2018年30年間冬棗不同生育階段內降水特征的變化趨勢和規(guī)律，結合生產調查，對由于降水特征變化造成冬棗生產管理措施的改變情況進行研究，并對嚴重影響冬棗生長的果實生長期干旱及成熟期連陰雨2種氣象災害進行分析，找出其變化趨勢和規(guī)律。結果發(fā)現(xiàn)，30年來，河北省黃驊市年平均降水量呈波動增加趨勢，以每10年增加35 mm的幅度增加;果實生長期內首場透雨的降水日期沿y=0.009 5x3-0.441 0x2+5.312 6x+25.290 0的“S”形趨勢線變化，近年來有逐年延后的趨勢，造成果實膨大期干旱災害發(fā)生頻率增加;冬棗脆熟期至完熟期（9月中旬至10月中旬）降水量呈上升趨勢，以每10年增加 6.2 mm 的趨勢緩慢增加，連陰雨災害造成的損失程度也在增加。根據這些變化特征結合生產調查，分析當前管理模式和管理思路的優(yōu)缺點，提出更加優(yōu)化的冬棗種植與管理的新思路和方法。

關鍵詞：冬棗;降水特征;管理模式;干旱;連陰雨

中圖分類號： S162.5+5 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0301-04

河北省東部平原地區(qū)的黃驊市、滄縣、獻縣、海興縣等市（縣）是河北省冬棗主要產地，其中黃驊市是冬棗發(fā)源地之一，現(xiàn)有冬棗種植面積2萬hm2，產量1億kg，年產值10億元，種植面積占全省70%以上，是當地農民經濟收入的重要來源之一[1]。近年來，在全球氣候變暖的大背景下，黃驊市氣候特征也在發(fā)生明顯改變，氣溫、降水等影響農業(yè)生產的主要氣象要素波動幅度加大，極端天氣過程較以往發(fā)生得更加頻繁，影響著農業(yè)生態(tài)環(huán)境、生產布局和種植結構[2]，同樣對冬棗生產過程也產生較為明顯的影響[3]。多年來，很多農業(yè)及氣象科研人員對此開展了大量的研究，李祎君等深入分析了氣候變化對農作物種植結構、農業(yè)氣象災害及病蟲害的影響[4-5]。王元杰等通過分析氣候變化對滄州金絲小棗產量的影響及對策發(fā)現(xiàn)，夏季及成熟收獲期降水量對金絲小棗產量有明顯影響，并提出了一些指導性災害防御措施[6]。程華等分析了氣候變化對若羌紅棗品質與產量的影響，總結了氣候變化對若羌紅棗生產的利弊等[7]。但這些都是從氣候變化對棗生長的影響角度進行的研究，而從氣候變化角度對冬棗生產管理模式方面進行研究和總結且見諸報刊的論述尚不多見。

根據冬棗周年生育期內的需水特點，以冀東地區(qū)冬棗主產地黃驊市為例，對1989—2018年30年間冬棗周年發(fā)育期內對水分需求敏感階段的降水要素變化特征進行分析研究，并對由此造成的農業(yè)氣象災害發(fā)生特點及規(guī)律進行分析，結合生產實際，對棗農在生產實踐中摸索出的應對氣候變化的防御措施進行對比論證，對開發(fā)和推廣新的氣象災害防御技術有實際的指導意義。

1 材料與方法

1.1 資料來源

本研究所用1989—2018年氣象資料來源于河北省黃驊市國家基本氣象觀測站，冬棗產量及農業(yè)氣象災害資料來源于黃驊市農業(yè)氣象觀測站和黃驊市林業(yè)局冬棗站。

1.2 研究方法

冬棗各發(fā)育階段降水量變化規(guī)律及趨勢的分析采用線性估算氣候傾向率法[8]，即以分析要素為y值，與時間序列（x）建立一元線性方程y=ax+b，確立二者之間的線性關系，其中回歸系數（a）表示要素的趨勢傾向，其絕對值大小反映y值隨x的年度變化速率，當a>0時，表示y值隨時間變化呈上升趨勢;當a<0時，表示y值隨時間變化呈下降趨勢，a值乘以10則為每10年氣候傾向率。

在研究夏季首場降水時間變化趨勢時，以6月1日為基準時間，至第1場降水日期的累計日數為縱坐標，例如累計時間為50 d時，對應的日期為從6月1日往后數50 d，為7月20日，以此類推，再以年份為橫坐標，繪出折線圖，計算出變化趨勢。

1.3 數據處理

采用SPSS 19.0和Excel 2010軟件對調查數據進行處理及統(tǒng)計，建立一元線性回歸方程，確定回歸系數。

2 結果與分析

2.1 冬棗周年生育期內對水分需求的一般規(guī)律

冬棗生育期內對降水量的要求較為寬泛，在年降水量為200～1 200 mm的地區(qū)都可以生長，但在400～600 mm的區(qū)域容易形成豐產區(qū)[9]。黃驊地區(qū)年降水量為551.7 mm，較適宜冬棗生長。但在個別年份，降水量出現(xiàn)異常，偏大或偏小，或在年內不同發(fā)育期階段分布不均，會對冬棗的生長造成嚴重影響。冬棗在萌芽期至花期，枝葉量較少，新陳代謝相對較弱，需水量相對較小，抵御干旱災害的能力較為強勁;6月中旬以后，進入果實生長期，植株生長旺盛，需水量較大，若進入汛期后，降水稀少，就會造成干旱災害，造成落花落果，生長緩慢，發(fā)育期后延，果實膨大不充分，樹勢偏弱等現(xiàn)象。冬棗生長進入可摘成熟期后，日照充足、晴朗干燥的氣象條件對糖分的積累和各類營養(yǎng)物質的形成與轉化較為有利，這時對降水量需求較小，過多的降水反而易造成裂果和漿爛果等生理性病害。

2.2 30年來黃驊市年降水變化特征

研究發(fā)現(xiàn)，近年來我國各主要江河流域降水特征都在發(fā)生變化[10]，分析1989—2018年30年間黃驊市降水量變化趨勢，從圖1可以看出，近30年來，黃驊市年平均降水量 551.7 mm，年際間呈波動增加趨勢，氣候傾向率為35.0/10年，通過0.01水平的顯著性檢驗，即以每10年增加35.0 mm的幅度升高，30年來最大降水量出現(xiàn)在1995年，為937 mm，最小值出現(xiàn)在2002年，為372 mm，年際間差別較大，極差，為565 mm，說明年度間分布極為不均，個別年景會出現(xiàn)瀝澇或干旱現(xiàn)象。將年內月際間降水分布與冬棗周年各生育期結合，制作冬棗周年生育期內各發(fā)育期歷年平均降水量表（表1），可以看出，在冬棗果實生長期內（7月上旬至9月上旬）降水量最大，占全年降水量的57%，在實際生產中，此時也是冬棗生長需水量最大的時期，當個別年份出現(xiàn)降水量偏小，或第1場透雨出現(xiàn)日期嚴重偏后時，就會形成干旱災害。在9月中旬至10月中旬的冬棗成熟期內，歷年平均降水量為 44.5 mm，占全年降水量的8.1%，該時段內，若出現(xiàn)連續(xù)降水或降水量明顯偏大時，就會出現(xiàn)連陰雨災害。

2.3 冬棗果實生長期干旱災害變化趨勢及對冬棗種植模式的影響

2.3.1 冬棗果實生長期干旱災害的變化趨勢 根據冬棗周年發(fā)育期內需水特點，調查發(fā)現(xiàn)，對冬棗影響較大的干旱災害出現(xiàn)在果實生長期，該階段是果樹生長旺盛，需水量最大的時期，而影響干旱災害發(fā)生程度的主要因素是每年進入主汛期的具體時間，出現(xiàn)時間早，水分分布平衡均勻，則冬棗樹生長所需的水分就容易滿足，生長較好;反之則不能滿足冬棗樹正常生長的需要，造成落花落果，樹體長勢頹萎，果實膨大不足，生育期延遲等現(xiàn)象，形成干旱災害。分析1989—2018年30年間的汛期首場透雨降水時間（圖2），以6月1日為基準時間，至第1場降雨的累計日數為縱坐標，以年份為橫坐標，繪制1989—2018年冬棗果實生長期第1場透雨日期的變化趨勢圖，計算出趨勢線，結果發(fā)現(xiàn)，其基本符合多項式y(tǒng)=0.009 5x3-0.44 1x2+5.312 6x+25.29的“S”形曲線變化趨勢，其中，累計日數50 d（即7月20日）是一條非常重要的時間線，汛期首場透雨時間若晚于7月20日，則冬棗遭遇干旱的可能性大大增加，將歷史上冬棗干旱明顯的年份列出，從表2可以看出，30年來冬棗果實生長期發(fā)生了6次較為明顯的干旱過程，第1場透雨時間全部發(fā)生在7月20日之后。進一步分析發(fā)現(xiàn)，近年正處于這條“S”形曲線的上升期，首場透雨降水時間明顯延后，其中，2014—2017年連續(xù)4年超過7月20日，2014年出現(xiàn)在8月5日，冬棗生產出現(xiàn)特重干旱災害。

除此之外，汛期（6—9月）降水量，也是決定干旱災害程度的重要因素之一。分析黃驊市1989—2018年30年來汛期不同等級降水量出現(xiàn)頻率，按照≤200 mm、>200～300 mm、>300～400 mm、>400～500 mm、>500～600 mm、>600 mm 6個級別制作頻率圖（圖3），可以看出，在絕大多數年份，汛期降水量在400～600 mm之間，有5年小于300 mm，出現(xiàn)頻率為16.7%，低于200 mm和高于600 mm的年份各有1次，結合表2的統(tǒng)計，說明在絕大多數年份，汛期降水量都可以滿足冬棗樹生長的需要，但個別年份汛期降水量偏少，會造成冬棗果實生長期干旱。

2.3.2 冬棗果實生長期干旱災害對冬棗管理模式的影響 冬棗傳統(tǒng)管理方式認為，棗樹耐旱性比較強，民間有“旱棗澇梨”之說，在冬棗土壤水分管理上以粗放為主，一般不進行灌溉，但隨著冬棗種植效益的提高以及災害發(fā)生頻率的提高，災害損失明顯加大，人們對土壤水分的管理逐漸重視起來，多在干旱較為嚴重的年份采取大水漫的方式進行灌溉，但河北黃驊地區(qū)屬于濱海平原，海拔只有5～6 m，地下水水位較高、含鹽量高不能直接用于灌溉，而地表水在干旱年份基本無水可用，深層地下水條件較為有限，不能滿足灌溉用水的需要，因此該方法面臨著嚴重的水源問題，在大旱之年，只能滿足小部分棗園的用水需求。

近年來，隨著棗農對棗樹管理水平的提高以及一些新技術的推廣應用，在抵御干旱災害措施方面也取得了長足的進步，如采用果園植草的方式改善小氣候環(huán)境，有些棗園投資建設了噴灌和滴灌設備，用水量大大減小，從一定程度上解決了水源和灌溉用水之間的矛盾，而且改善了空氣濕度和小氣候環(huán)境，減輕了干旱災害給冬棗生產帶來的損失。另外，近年來發(fā)展起來的冬棗設施栽培，使得棗農對冬棗生長環(huán)境的控制更加方便，可以更加精確地對土壤濕度環(huán)境進行調控。

綜合分析以上幾種為抵御干旱災害而進行的管理措施，每種措施既有其優(yōu)點又有其使用的局限性（表3），因此在生產實踐中需根據實際情況進行甄選。

2.4 秋季連陰雨災害變化趨勢及對冬棗生產的影響

2.4.1 秋季連陰雨災害的變化趨勢 在實際生產中，降水異常對冬棗生產影響較大的時期是可摘成熟期，此時日照充足、晴朗干燥的氣象條件對糖分的積累和各類營養(yǎng)物質的形成與轉化較為有利。河北省黃驊地區(qū)冬棗正常年份是在9月中旬進入脆熟期，至10月中旬采摘完成，這一時期是對連陰雨天氣最為敏感的時期，此時若遭遇連陰雨會造成冬棗果實開裂，繼而滋生病菌，導致果實漿爛、落果，造成嚴重的經濟損失。對1989—2018年30年間冬棗脆熟期至完熟期（9月中旬至10月中旬）降水量進行分析，結果（圖4）發(fā)現(xiàn)，該階段降水量呈上升趨勢，氣候傾向率為6.2 mm/10年，即以每10年增加 6.2 mm 的趨勢增加，降水造成的災害風險程度在增加。

對冬棗成熟期（9月中旬至10月中旬）連陰雨災害進行進一步統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，1989—2018年30年間，共發(fā)生6次較為明顯的連陰雨災害（表4），災害發(fā)生頻率同樣呈現(xiàn)上升的趨勢，2004之前的前15年出現(xiàn)2次，近15年間發(fā)生4次，發(fā)生頻率明顯增加。調查顯示，連陰雨災害造成的損失也在加重，其中2017年10月7日至10月10日持續(xù)4 d的連陰雨天氣過程，降水量為84.3 mm，黃驊市全市范圍內冬棗減產幅度達70%以上，部分棗農絕產，損失慘重。

2.4.2 秋季連陰雨災害引起的管理模式變化 連陰雨災害頻繁發(fā)生，對棗農造成較大的經濟損失。棗農在生產實踐中，不斷探索改進生產管理方式，積累了豐富的經驗，調查發(fā)現(xiàn)，目前棗農在防御連陰雨災害方面主要采取的管理措施見表5，對防御連陰雨災害或減輕其造成的損失有一定的效果，但同樣每種方法都有其使用的局限性，各有優(yōu)缺點。

3 結論與討論

在全球氣候變暖的大背景下，近年來厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象頻繁發(fā)生，對華北地區(qū)降水資源的分配產生了重大影響[11]，冀東冬棗主產區(qū)氣候特點也在發(fā)生著緩慢而深刻的變化，通過對河北省黃驊地區(qū)30年來年降水量變化趨勢進行統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)年總降水量呈現(xiàn)波動增加的趨勢，汛期首場透雨日期卻明顯延遲，秋季連陰雨過程發(fā)生頻率增加，這些變化對包括冬棗在內的農業(yè)生產造成極大的影響，影響著整個冬棗生產的管理模式。其中，果實生長期干旱和秋季連陰雨2種農業(yè)氣象災害對冬棗生產造成的損失較為明顯，棗農在長期的生產實踐中，不斷試驗和探索出新的管理措施，但每種措施都有其局限性和具體的使用條件，都有各自的優(yōu)缺點，因此從長遠角度來說，應該從一個新的高度進行審視和分析，改變管理思路和種植模式，把由于氣候變化而造成的災害損失降低到最低限度。主要有以下幾種途徑：（1）大力推廣設施化栽培。設施栽培有助于對冬棗樹生長環(huán)境進行精確調控，不但可以從根本上避免因干旱、連陰雨等氣象災害造成的損失，而且可以對冬棗品質進行優(yōu)化，可以根據需要精準地調節(jié)冬棗上市的具體日期，使得經濟效益成倍增加。但該項措施前期需要較大規(guī)模的投資和一定的技術投入，個體農民承受能力有限，這就需要政府相關部門的扶持和農業(yè)技術推廣人員的配合，盡早突破技術瓶頸和資金瓶頸。（2）發(fā)展節(jié)水栽培。河北省黃驊地區(qū)地下水位較高、含鹽量高不能直接用于灌溉，可利用的農業(yè)水資源有限，可以優(yōu)先發(fā)展節(jié)水農業(yè)，利用先進的噴灌和滴灌技術，既可以充分利用有限的水資源，又可以改善小氣候環(huán)境，從而提高冬棗品質。（3）人工影響天氣技術的應用。近年來，我國氣象科技工作者在人工影響天氣方面取得了豐碩的成果，通過人工增雨或消雨技術的推廣應用，在一定程度上可以緩解干旱和連陰雨氣象災害，發(fā)揮多部門聯(lián)合作用，抓住有利時機，及時開展人工影響天氣作業(yè)，也是未來重點發(fā)展的氣象災害防御技術措施之一。

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