山西隰縣玉露香梨花期凍害成因分析

馬子平 王金鳳 郗秉韜

摘要 利用隰縣國(guó)家氣象自動(dòng)觀測(cè)站、香梨花期凍害區(qū)南唐戶(hù)村和喬村區(qū)域氣象自動(dòng)觀測(cè)站的常規(guī)觀測(cè)資料和香梨發(fā)育期觀測(cè)及凍害資料，對(duì)2018年4月6—7日山西隰縣香梨花期凍害發(fā)生的氣象條件、果樹(shù)條件、凍害程度進(jìn)行研究。結(jié)果表明，此次香梨花期凍害程度判斷為重度凍害。造成凍害的原因：第1，前期氣溫異常偏高，導(dǎo)致花期提前10～15 d，致使花期凍害風(fēng)險(xiǎn)加大。第2，超強(qiáng)冷影響，Tmin≤-5.0℃且D≥5 h，超過(guò)了果樹(shù)花期重度凍害閾值Tmin≤-5.0℃且D≥1 h。第3，果樹(shù)品種不同，凍害程度不同，早熟品種重于晚熟品種;同一果樹(shù)，樹(shù)冠頂端受凍率明顯低于樹(shù)冠底部。第4，氣象條件相同時(shí)，凍害程度隨海拔升高減輕;不同地形凍害程度不同，盆地重于山地;迎風(fēng)面重于背風(fēng)面。研究此次凍害目的，旨在揭示果樹(shù)花期凍害的成因，為果樹(shù)花期凍害預(yù)報(bào)預(yù)警及防御提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 隰縣玉露香梨;花期凍害調(diào)查;成因分析

隰縣位于山西省臨汾市西北邊緣，海拔在950～1 300 m，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。被稱(chēng)為“中國(guó)梨王”的玉露香梨是隰縣主打經(jīng)濟(jì)林。隰縣的玉露香梨面積、產(chǎn)量位居全國(guó)第一。目前，隰縣已掛果玉露香梨1 866.7 hm2，總產(chǎn)量15 000 t，產(chǎn)值1.2億元。2018年4月5—7日，一股超強(qiáng)冷空氣席卷我國(guó)中東部大部分地區(qū)，受其影響隰縣玉露香梨花期凍害嚴(yán)重，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1億。隨著全球氣候變暖，春季凍害已成為特色林果業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，開(kāi)展經(jīng)濟(jì)林果業(yè)花期凍害研究具有十分重要的意義。近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)果樹(shù)及其花期凍害做了大量研究[1-7]，新疆學(xué)者巴特爾·巴克等[8]分析了庫(kù)爾勒1958—2008年香梨樹(shù)嚴(yán)重凍害成因，張仕明等[9-11]對(duì)庫(kù)爾勒香梨樹(shù)冬季凍害指數(shù)及其變化特征做了研究，龍春躍等[12-17]從不同角度對(duì)庫(kù)爾勒香梨凍害成因進(jìn)行了分析，張慧嵐等[18-21]分析了氣候條件對(duì)庫(kù)爾勒香梨生長(zhǎng)的影響。目前為止，國(guó)內(nèi)有關(guān)隰縣玉露香梨花期凍害的研究還未見(jiàn)報(bào)道。筆者擬利用隰縣玉露香梨花期凍害資料、氣象資料及物候觀測(cè)資料，應(yīng)用相關(guān)分析找出花期凍害致災(zāi)因子，尋找其成因及有效的防御措施，為人工防御果樹(shù)花期凍害提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1資料與方法

1.1凍害資料來(lái)源與處理方法

在凍害發(fā)生48 h后，相關(guān)專(zhuān)家對(duì)隰縣城南鄉(xiāng)南唐戶(hù)村和寨子鄉(xiāng)喬村5片果園受凍害情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。調(diào)查組在南唐戶(hù)村和橋村10年左右樹(shù)齡的玉露香梨樹(shù)個(gè)體上，選取不同部位外表枯萎和外表正常的花朵作為樣本，兩村共采摘花朵200朵，每村100朵，外表枯萎和外表正常各50朵。

1.2氣象資料來(lái)源及分析方法

1.2.1氣象資料研究所用氣象資料來(lái)源于隰縣國(guó)家氣象自動(dòng)觀測(cè)站、城南鄉(xiāng)南唐戶(hù)村和寨子鄉(xiāng)喬村區(qū)域氣象自動(dòng)觀測(cè)站。分析所用的氣象要素有逐小時(shí)最低氣溫、逐小時(shí)極大風(fēng)速。

1.2.2資料說(shuō)明由于區(qū)域自動(dòng)站資料未經(jīng)人工審核，存在一定誤差。因此，在分析前期氣候特點(diǎn)時(shí)，采用隰縣國(guó)家站相關(guān)氣象資料。分析凍害成因時(shí)，采用受凍地段的區(qū)域站相關(guān)氣象資料。另外，喬村4月6日08：00—10：00氣象資料缺失，但不影響研究結(jié)果。

1.3分析方法

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)、圖表法及對(duì)比法對(duì)受災(zāi)時(shí)段內(nèi)各氣象要素進(jìn)行分析，以期探尋造成此次嚴(yán)重凍害的成因。

2結(jié)果與分析

2.1香梨花期凍害程度分析

中華人民共和國(guó)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QX/T392-2017）中規(guī)定，果樹(shù)從花蕾露紅始期（10%露紅）到花朵脫落末期（80%脫落）的時(shí)段為花期?；ㄆ趦龊κ侵腹麡?shù)花期因受低溫影響花蕾、花朵出現(xiàn)受凍癥狀，造成坐果率減少的現(xiàn)象[22]。

2.1.1凍害等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)果樹(shù)花期凍害等級(jí)分為輕度、中度和重度3級(jí)[22]，不同等級(jí)花期凍害的表現(xiàn)癥狀、受凍率不同。為了準(zhǔn)確診斷梨花凍后癥狀，筆者對(duì)所選取的樣本花朵逐一縱剖（圖1）并對(duì)照表1中凍害表現(xiàn)癥狀進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)。

2.1.2受凍率受凍率是指低溫凍害造成的果樹(shù)受凍花朵占總花朵數(shù)的百分率[22]。受凍率計(jì)算公式：

2.1.3凍害等級(jí)確定根據(jù)南唐戶(hù)村和喬村氣象資料判斷（圖2）：南唐戶(hù)村和喬村香梨花朵受凍時(shí)間段為4月6日20：00至7日09：00。Tmin≤-4.0℃持續(xù)7 h，其中，Tmin≤-5℃持續(xù)5 h。參照表3和表1可知，隰縣香梨花期凍害等級(jí)為重度凍害。

2.2香梨凍害發(fā)生氣象條件分析

2.2.1前期氣溫異常偏高隰縣氣象資料顯示，2018年3月平均氣溫為9.0℃，較歷年同期偏高4.8℃。3月中、下旬平均氣溫較歷年同期分別偏高6.2℃和6.5℃。3月27日至4月3日，日平均氣溫一直保持在15℃以上，4月2日達(dá)17.8℃。單日最高氣溫29.3℃，歷史同期排位第2。3月21日至4月5日，平均氣溫12.6℃，較歷年同期偏高6.1℃。氣溫長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)偏高，致使果樹(shù)孕蕾、花期提前。

2.2.2寒潮天氣影響受超強(qiáng)冷空氣影響，隰縣4月5—7日48 h內(nèi)日最低氣溫從3.4℃下降到-7.2℃，下降了10.6℃，達(dá)到寒潮天氣。為了更準(zhǔn)確地反映受凍區(qū)域在凍害時(shí)段內(nèi)的最低氣溫變化情況，對(duì)隰縣、南唐戶(hù)村和喬村3站4月6—7日最低氣溫實(shí)況資料進(jìn)行分析，其中隰縣站（圖3）代表全縣氣溫狀況，南唐戶(hù)村和喬村2個(gè)區(qū)域站（圖2）分別代表南唐戶(hù)村和喬村2片梨園氣溫狀況。分析發(fā)現(xiàn)，6日21：00—22：00，3站最低氣溫降至0℃，7日00：00左右降至-2℃，7日06：00達(dá)到極端最低。隰縣站、南唐戶(hù)村、喬村極端最低氣溫分別為-7.2（歷史第5極小值）、-4.9、-7.4℃。Tmin≤-2℃持續(xù)時(shí)間：隰縣站11 h、南唐戶(hù)村7 h、喬村9 h;Tmin≤-4℃持續(xù)時(shí)間：隰縣站9 h、南唐戶(hù)村5 h;喬村8 h;Tmin≤-5℃持續(xù)時(shí)間：隰縣站7 h、喬村6 h。

2.3香梨凍害發(fā)生果樹(shù)條件分析

2.3.1花期提前《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》規(guī)定，觀測(cè)樹(shù)上有1朵或同時(shí)幾朵花的花瓣開(kāi)始完全開(kāi)放，即為開(kāi)花始期;觀測(cè)樹(shù)上有一半花蕾都展開(kāi)花瓣或一半以上葇荑花序散發(fā)出花粉，為開(kāi)花盛期;觀測(cè)樹(shù)上的花瓣（葇荑花序）凋謝脫落留有極少的花，為開(kāi)花末期[23]。隰縣氣象局屬于國(guó)家農(nóng)業(yè)氣象一級(jí)觀測(cè)站，玉露香梨2016年才被列入物候觀測(cè)項(xiàng)目，花期物候資料累積時(shí)間短（表4），不能客觀地反映常年?duì)顟B(tài)。據(jù)當(dāng)?shù)毓r(nóng)介紹，梨樹(shù)正常開(kāi)花時(shí)間在4月中旬至下旬初。隰縣氣象資料顯示：1957—2017年累年平均終霜日為4月20日。在全球大氣候變暖背景下，1981—2017年，該縣平均終霜凍日提前到4月12日。按照常年香梨開(kāi)花始期計(jì)算，剛好處在霜日結(jié)束前后，開(kāi)花盛期一般能錯(cuò)過(guò)霜日。但2018年香梨開(kāi)花始期較2017年和2016年提前了10～13 d（表4），花期提前是此次凍害嚴(yán)重的主要原因之一。

2.3.2果樹(shù)自身?xiàng)l件分析在喬村調(diào)查時(shí)，筆者對(duì)不同品種和不同樹(shù)齡的香梨花朵進(jìn)行采樣縱剖，結(jié)果顯示，同一樹(shù)齡的香梨，晚熟品種受凍率為50%，為輕度到中度;早中熟品種受凍率在100%以上，為重度凍害;不同樹(shù)齡凍害程度不同，樹(shù)齡長(zhǎng)的皮層含水量較低于樹(shù)齡短的，較樹(shù)齡短的耐凍。10年樹(shù)齡以上的香梨樹(shù)花朵受凍率為92%，5年以下樹(shù)齡的香梨花朵受凍率為95%;同一顆果樹(shù)不同部位受凍程度不同，樹(shù)冠頂端受凍率明顯低于樹(shù)冠底部。

2.3.4地形影響南唐戶(hù)村海拔高度1 840 m，喬村海拔高度948 m。分析逐小時(shí)最低氣溫（圖2）發(fā)現(xiàn)，6日白天，喬村比南唐戶(hù)村偏高2～4℃，22：00后喬村卻比南唐戶(hù)村低2℃。白天，雖然受冷空氣影響，氣溫逐漸下降，但風(fēng)速較大，冷空氣的水平輸送強(qiáng)大，下沉運(yùn)動(dòng)較弱，因此喬村的氣溫明顯高于南唐戶(hù)村;入夜無(wú)風(fēng)，冷空氣下沉加強(qiáng)，低海拔地區(qū)冷空氣大量堆積，將偏暖的空氣推至臨近的海拔較高地區(qū)，這樣低海拔地區(qū)最低氣溫低于高海拔地區(qū)。

3結(jié)論

（1）該研究表明，強(qiáng)寒潮天氣是造成此次隰縣香梨花期致災(zāi)的必要條件。由于超強(qiáng)冷空氣入侵，致使影響區(qū)域日最低氣溫（Tmin）≤-5.0℃且低溫持續(xù)時(shí)間（D）≥5 h，對(duì)香梨花期造成重度凍害。

（2）凍害過(guò)程來(lái)臨時(shí)果樹(shù)所處的物候期是決定花期凍害是否發(fā)生的限定條件[11]。前期3月氣溫異常偏高，導(dǎo)致果樹(shù)花期提前15～20 d，是此次花期致災(zāi)的主要因素之一。

（3）調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，果樹(shù)自身?xiàng)l件也對(duì)凍害有一定影響。同一地區(qū)，早熟品種花期受凍率高于晚熟品種;同一品種果，樹(shù)齡越長(zhǎng)耐凍性越高;同一棵果樹(shù)，樹(shù)冠頂端受凍率低于樹(shù)冠底部;果樹(shù)的迎風(fēng)面受凍率高于背風(fēng)面。

（4）在同一冷空氣過(guò)程影響下，地形對(duì)凍害有一定影響。高海拔地區(qū)凍害比低海拔地區(qū)凍害輕，背風(fēng)地段比開(kāi)闊地段凍害輕，盆形的地段凍害最嚴(yán)重。

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責(zé)任編輯：鄭丹丹