桐庐县冬春季气温对春茶的影响及防冻措施探讨

2011-02-01孟永军章莹菁

浙江农业科学 2011年3期

关键词：桐庐县最低气温春茶

孟永军，沈桑，章莹菁

(浙江省桐庐县气象局，浙江桐庐 311500)

桐庐县冬春季气温对春茶的影响及防冻措施探讨

孟永军，沈桑，章莹菁

(浙江省桐庐县气象局，浙江桐庐 311500)

利用Morlet小波分析方法对桐庐县1959年以来冬春季气温进行详细的分析，发现桐庐县冬春季气温存在周期性变化，年际间存在明显波动，但总体呈现升高的趋势，特别是20世纪90年代中期起暖冬暖春趋势异常明显。桐庐县日平均气温稳定通过10℃回暖日80%保证率的初日在3月16日前后，但年际间波动较大，近几年回暖日明显偏早，春茶萌发提早。结合桐庐县气候变化特点分析发现，在气候变暖的背景下，茶叶春季冻害明显重于冬季冻害，春季晚霜冻是影响桐庐县春茶产量和品质的主要灾害性天气。加强茶叶冻害的防御措施，特别是春季冻害的防御，是提高春茶产量和品质的关键因素之一。

冬春季气温;小波分析;春茶冻害;防御措施

茶树原产热带雨林之中，性喜温暖湿润，耐阴而不耐干旱与严寒。实践表明，气象条件是影响茶树生长发育的主要环境条件，温度是茶树生命活动的基本条件，它影响着茶树的地理分布，也制约着茶树生育速度，气温变化是影响春茶产量和品质的主要因子。对茶树的每个生命过程来说，有最低、最适和最高3个基点温度，茶树不同品种和生育期，3个基点温度有所不同［1］。一般年平均气温＞13℃，全年≥10℃有效积温4 000℃以上，年最低气温在－10℃以上的地区，可以种茶树［2］。桐庐县地处浙西北中低山丘陵区，境内群山叠峰、溪流纵横，属亚热带南缘季风区，四季分明，温和湿润，土壤以黄壤亚类的山地黄泥土为多，pH值在4.3～5.5间，年平均气温16.5℃，最低气温－6.1℃，茶树生长的自然条件十分优越。茶叶是桐庐县六大农业主导产业之一，而春季名优茶特别是名茶“雪水云绿”更是桐庐县茶叶的金名片。由于气候变暖，近年来早生茶快速发展，但春季容易出现寒潮，造成春茶冻害严重。目前国内学者关于茶树与气象条件关系的研究较多［2－8］。我们重点对桐庐县冬春季的气温变化进行分析，揭示其演变规律，以提高桐庐县春茶生产的防灾减灾能力。

1 资料来源及分析方法

1.1 资料来源

为桐庐县气象台观测站日常观测资料，取1959年12月至2010年时段共52 a，以常规的季节划分为标准，即冬季12－2月、春季3－5月。

1.2 分析方法

1.2.1 距平

对每年的冬春季气温进行距平计算预处理，即:X'i=Xj－¯Xi=1，52;其中，Xi为第i年冬季或春季气温，¯X为52 a平均值。这样预处理所得要素既能反映气温升高或下降趋势，又能得到一定的量化值，利于实际分析应用。

1.2.2 小波

利用小波分析方法的伸缩和平移等运算功能对函数或信号序列进行多尺度细化分析。Morlet小波变换可用来判别气候变化不同尺度下的突变点，并且这种判别是具有严格的数理意义的，是其他统计方法不具备的［9］。

2 结果与分析

2.1 冬季气温的年际变化及多尺度分析

小波分析结果 (图1)表明，自20世纪60年代以来，桐庐县冬季的平均气温变化存在多尺度变化周期。在较大时间尺度上存在一个准30 a左右的年代际变化周期 (实线为暖中心，虚线为冷中心，下同)，冬季平均气温经历了由低到高的变化周期，突变点在1987年，即1987年以前为气温偏低年，1987年以后为气温偏高年。另外还存在着准12 a的中周期变化，其中在1980年以前12 a的周期明显，1980年以后周期有缩短的趋势，周期变化在10 a左右。在中周期下还存在一个5 a左右的小周期，同时小周期规律不明显，变化频繁。

另外从图2中发现，20世纪80年代后期起冬季平均气温正距平的年份明显增多，特别是90年代中期起正距平明显增大，2010年冬季气温回落。

图1 桐庐县冬季平均气温小波分析

图2 桐庐县冬季平均气温距平

2.2 春季气温的年际变化及多尺度分析

图3是桐庐县春季平均气温的 Morlet小波变换，分析发现春季平均气温同样存在着一个准30年左右的大周期，7 a左右的中周期和3 a左右的小周期变化。主要突变点在1997年，目前桐庐处在相对的暖中心附近。

从图4中可以明显看出，20世纪90年代中期以前春季气温波动明显，正负距平交替出现，总体偏低。1997年起春季气温明显偏高，为持续的正距平，而且正距平明显增大。但2010年春季气温有大幅度的回落。

2.3 冬春季的极端最低气温

极端气温反映了某地温度高低变化的范围和程度。我们以1月及3月的极端最低气温分别代表冬季和春季的极端最低气温。分析图5发现，自20世纪80年代后期起，除个别年份1月的平均最低气温在0℃以下外，其余均在0℃以上。从趋势线上也可明显看出，最低气温呈现明显的升高趋势。

图3 桐庐县春季平均气温小波分析

图4 桐庐县春季平均气温距平

图5 桐庐县1月平均极端最低气温

桐庐县春季4月起极端最低气温均在1℃以上，多年平均值为4.9℃。但3月由于冷空气活动频繁，而西南暖湿气流开始活跃，气温变化幅度大，极端最低气温波动较大 (图6)。

图6 桐庐县3月平均极端最低气温

2.4 日平均气温稳定通过10℃的初日

影响春季茶芽萌动和伸育速度因子很多，归纳起来可分环境因子和植物学因子2类［9－10］。在我国春季雨水比较多的南方，气温是主导因子。一般认为，茶树新梢萌动的起始温度是日平均气温稳定通过10℃，但各品种有所不同［3］。气温14～16℃开始伸长，叶片逐渐展开;17～30℃生长迅速。如气温降到10℃［8］以下时，茶芽停止生长。在桐庐县日平均气温稳定通过10℃的初日多年平均为3月27日，保证率80%的初日为3月16日。资料分析发现，桐庐县日平均气温稳定通过10℃的回暖初日年际间波动较大，近10 a回暖明显偏早，这也表明气候变暖，使得优质茶开采期提早。

3 气温变化对春茶的影响

从以上分析发现，桐庐县冬春季气温年际间存在明显的波动，但总体呈现升高的趋势，特别是90年代中期起暖冬暖春趋势异常明显。分析桐庐县冬春季的气温变化与春茶产量关系发现，自20世纪90年代中期起冬春季气温明显升高，茶树冬季的冻害出现机率很小，优质茶的开采期明显提早。桐庐县茶叶站提供的资料表明，2004年以来的近7 a里优质茶 (不包括特早生茶)的开采期平均在3月24日左右，较往年提早6 d。但由于暖冬明显，茶树的受冻及耐寒能力下降，加上初春气温高，春茶萌发早，当有寒潮侵袭时，往往产生倒春寒和晚霜冻天气。自2002年起每年均有不同程度的春季冻害发生，严重影响春茶的产量和品质。

低温冻害主要指冬季大雪后的严重冰冻、春季低温晚霜冻。

3.1 冬季严重冰冻和大雪对春茶的影响

冬季低温冻害是由寒潮侵袭，出现大雪及之后引起的严重低温冰冻天气而造成。从上面的分析我们发现，由于气候变暖，冬季最低气温呈现明显的升高趋势，近20 a来严重冰冻引起的冻害相对较少，仅在1991年12月底和2008年2月初分别出现过。由于大雪低温出现的时间及强度不同，受冻程度也不同。1991年12月底，受寒潮侵袭，由持续2个月的晴暖少雨天气转入多雨雪天气，12月26－28日全县普降大到暴雪，积雪深度在11 cm以上，24－29日的过程降温幅度达14.6℃，29日极端最低气温出现创纪录的－9.5℃，山区在－14℃左右。大雪之后出现的严重冰冻天气，导致全县有60%以上的茶园受冻，1992年春茶产量锐减。2008年2月1－2日出现历史罕见的暴雪，积雪深度达27 cm，山区达40 cm，雪后出现了平原－4～－6℃，山区－8～－10℃的低温冰冻天气，部分茶园遭雪压和低温冻害受损，春茶较上年减产10%。分析上面2次冻害个例发现，1991年严寒发生时在初冬，此时茶树刚刚结束第3次根系生长高峰，渐趋冬眠，尚处半休眠状态，抗寒能力较弱。加上前期气温偏高，气候干燥土壤表层湿度小墒情差，致使严寒发生时降温幅度增大，降低了极端最低气温值，更减弱了茶树的抗寒能力，使冻害加重。2008年2月初的冻害发生的前期为持续的低温阴雨雪天气，因此虽然积雪深度较1991年明显加大，但由于降温幅度小，极端最低气温值较1991年高，并且雪后低温冰冻天气没有1991年12月的那么严重，加上大雪冰冻天气出现在隆冬季节，茶树耐寒能力较初冬强，因此这次冻害相对较1991年轻。

3.2 春季大雪和低温晚霜冻对春茶的影响

春季低温冻害主要发生在3－4月，由于天气逐渐回暖，此时当有寒潮侵袭时，出现倒春寒或晚霜冻天气而引起。在春季回暖过程中，乍暖还寒，气温呈现出显著不稳定性，日际变幅 (前后2 d的日平均气温差)在四季中最大，加上早生良种的增加和肥培管理水平的提高，以及先进科学技术的推广应用，茶叶发芽日趋提早。由于茶芽已经萌动，幼嫩芽叶含水量显著提高，细胞汁浓度降低，原被鱼叶、鳞片包裹的芽叶暴露在外，茶芽自身防冻能力减弱。加上叶温昼高夜低，日变幅大，尤其是平展的树冠面，遇到较强冷空气的侵袭，易导致细胞内水分冻结，原生质遭到机械破坏，使茶汁外溢而红变，出现麻点，以致芽叶尖端呈“赤枯状”，还造成一些腋芽或顶芽在短时间内停止萌发。从上面的分析发现，虽然春季气温总体呈现偏高的趋势，但近几年气温波动幅度大，特别是在暖冬明显的情况下，茶树耐寒能力弱，初春回暖早。因此晚霜冻对名优茶的危害也越来越重。从晚霜冻个例分析发现，晚霜冻一般发生在冷空气影响造成的降水天气过程结束后，夜间天气晴朗，气温快速降低而出现的一种短时间低温灾害。由于冷空气的入侵，出现阴雨天气，地面的热能相对减少，降水天气停止，夜间天气晴朗，大气长波辐射使近地面层空气辐射冷却，从而形成晚霜冻天气过程。前面我们已经分析，近几年桐庐春季平均气温正距平明显增大，气候变暖趋势明显，这使得春茶的萌发期也明显提早，但春季过程性的冷空气影响仍较频繁，因此春茶的受冻率也明显提高。资料表明，自2002年以来，桐庐每年都有不同程度的春季冻害发生。如2005年3月12日受寒潮侵袭，日平均气温从10日的13.9℃下降到12日的－0.2℃，11日夜里出现大到暴雪天气，12日8时的积雪深度达7 cm，13日、14日早晨分别出现了－3.1和－1.5℃，山区－5℃左右的冰冻天气，全县0.1万hm2春茶受冻，严重影响产量和品质。2010年3月上旬出现历史同期最低气温－3.9℃，早生茶受低温冻害影响较严重。

4 茶树冻害的综合防御措施

4.1 选用抗寒性良种

茶树品种间抗寒力相差悬殊，而且冻后返青也有明显差别。因此在发展新茶园时，要大力推广抗寒性强的无性系茶树良种。

4.2 茶园铺草

铺草可采用稻草、杂草、修剪的茶树枝条等等。每亩茶园约需铺草1 500 kg左右，铺草既可抗旱，又能防冻。铺草茶园地温可提高2～3℃，可减轻冻土程度和深度，保持土壤水分，对对增强茶树抗寒防冻能力和增加茶叶产量效果明显。

4.3 熏烟驱霜

熏烟的作用是在茶园空间形成烟雾，防止热量的辐射扩散，利用“温室效应”预防晚霜冻，效果明显。在易受冻地点 (如洼地、北坡)的上风方，气温降至2℃左右时进行点火熏烟，既防晚霜冻又积肥。

4.4 加强肥培管理

施足基肥，增强树势，提高茶树本身的抗冻能力。施入有机肥或氮磷钾化肥，以利提高土温和土壤肥力。

4.5 加客土，增厚活土层

在茶园行间加些从山坡边、四周围挖出的新客土，适当加入茶行间，有利土壤的保温。

4.6 重视寒潮预报，及早做好防御措施

在暖冬和气温回升较快的早春季节，应特别注意收听天气预报，做好各项防冻准备工作。了解那些最易受冻的品种及地理位置，因地制宜，就地取材，做好防冻措施。同时对已萌发茶芽，在冻害来临前，及时组织人员上山采茶，尽可能将已萌发的芽叶采下山，减少损失。

对于已受冻的茶树，必须及时采取补救措施，以减轻冻害造成的损失。整枝修剪是常用的冻害后补救措施之一。对遭受越冬期受害较重的茶树，应进行深修剪或重修剪甚至台刈，重新培养茶树骨架和采摘面。对遭受晚霜冻冻害程度较轻和原来有良好采摘面的茶园，采用轻修剪，清理篷面，以利茶芽萌发。修剪程度宁轻勿深，尽量保持采摘面。在整枝修剪的同时，应及时喷施叶面肥，对恢复茶树生机和茶芽萌发及新梢生长均有促进作用。