闽东气候变化与龙眼寒冻害影响分析

2014-02-28余会康徐宗焕

浙江农业科学 2014年5期

关键词：闽东福鼎宁德市

余会康，徐宗焕

（1.福建省宁德市气象局,福建宁德 352100；2.福建省气象科学研究所,福建福州 350001）

闽东气候变化与龙眼寒冻害影响分析

余会康1，徐宗焕2

（1.福建省宁德市气象局,福建宁德 352100；2.福建省气象科学研究所,福建福州 350001）

通过对闽东沿海县市年代际气候资料的统计分析,从温、光、水3个方面和5个代表性气候变化指标说明闽东沿海气候变暖特征,结合闽东晚熟龙眼生长环境条件,阐述自20世纪90年代以后,闽东气候变暖趋势明显,热量条件改善,气温升高和积温增加以及充足的光照降水更适合龙眼生长发育需要。但随气候变暖,冬季寒冻害仍然对闽东龙眼生产产生很大的影响,主要表现为年代际寒冻害多发,龙眼遭受寒冻害影响程度与不同的立地条件密切相关。通过分析寒冻害影响特点,提出有效防御建议与措施,从而提高防灾减灾能力。

闽东；气候变化；龙眼；寒冻害；影响；分析

宁德市（26°18′-27°4′N,118°32′-120°44′E）位于台湾海峡西北岸,福建省东北部,俗称闽东（地区）,下辖4个沿海县市区和5个山区县,属中亚热带海洋性季风气候,是全国荔枝龙眼的北缘产区［1］。受全球气候变化影响,闽东气候变暖趋势明显,主要体现为年平均温度和冬季平均气温升高,低温日数减少,荔枝可采收到8月中旬,晚熟龙眼最迟可采收到11月中旬,沿海部分地区芒果种植可收获等,反映了气候变暖与地区物候变化间的密切关系。

龙眼是福建特色优势水果之一,产量约占全国60%,居全国首位。闽东龙眼是福建采收期最长、最迟的品种（8-11月）,区域经济产量已经形成规模,2010年被列入国家荔枝龙眼产业技术体系,并设立宁德综合试验站,2012年宁德市荔枝种植面积达3 933.3 hm2,主栽品种为福眼、松风本、立冬本等,年产量达3.08万t。闽东龙眼主要分布在蕉城、福安、霞浦、福鼎等沿海地带,受内、外海大水体的影响,形成了龙眼自然晚熟的独特资源优势,是全国晚熟龙眼经济栽培区的北限。在诸多外界环境条件中,温度对龙眼生长发育的影响最大,是限制龙眼地理分布的最主要气象因子［2］。为此,对闽东沿海气候变化以及寒冻害对龙眼枝生长的影响进行分析,以期为闽东发展龙眼生产提供科学依据。

1 材料与方法

选择闽东（图1）沿海4个市县区（蕉城区、福安市、霞浦县、福鼎市,以下简称闽东沿海县市,图2）气象站1961-2010年气候观测资料,以10年期分为5个年代际,即60年代（1961-1970年）、70年代（1971-1980年）、80年代（1981-1990年）、90年代（1991-2000）、21世纪初（2001-2010年）进行统计分析。数据取年代内10年平均值代表年代平均状况；从满足作物生长主要的温、光、水3个方面,采用5个代表性气候变化指标,即年平均气温、≥10℃年均积温、冬季（12月到翌年2月）月均气温、年均降水量和年均日照时数等。从近20年（1991-2010年）气候变化下冬季寒冻害发生特点对闽东沿海的龙眼生产影响进行分析。龙眼生产数据主要来源于宁德综合试验站和宁德市统计年鉴。

2 闽东年代际气候变化特征

2.1 热量条件变化

2.1.1 年均气温与≥10℃积温变化

对闽东沿海县市1961-2010年5个年代际年均气温进行统计分析,20世纪60-80年代,闽东

4县年均气温变化不大,80年代气温还略有下降, 90年代起气温上升明显。除北部福鼎市外,至20世纪90年代中期,闽东沿海3县市年均气温超过19℃,进入21世纪闽东沿海3县市年均气温平均已达19.7℃,蕉城、福安超过20℃（图3）。

≥10℃年均积温是衡量作物生长期长短,以及某一地区可提供给农业利用热量多寡的重要标志。从图4可以看出,≥10℃年均积温年代际变化与年均气温相似,总体呈现上升趋势,20世纪80年代≥10℃年均积温比60-70年代还略低,但从90年代起≥10℃积温明显增加,沿海各县市中,以福鼎市最低,接近6 500℃,其余各县均超过6 700℃,较之于80年代,90年代积温的年代际递增率约3.4%～5.0%,增加217～321℃,其中以霞浦县增加最多,达321℃。进入21世纪以后,积温持续增加,蕉城、福安超7 000℃,霞浦、福鼎也超过了6 700℃（图2）。积温增加意味着冬天减短,对农业生产热量状况的改善有积极作用。

2.1.2 冬季月均气温变化

热带水果最怕冬季遭受低温寒冻害,从年代际冬季温度变化（图5）可知,自20世纪60年代至21世纪初,年代际冬季温度是缓慢上升的,其中, 80年代冬季温度略偏低,90年代除福鼎市外,其余闽东沿海3县冬季平均温度≥11℃。相较于60-80年代,20世纪90年代以后冬季气温的上升明显,冬季变暖显著。

综合以上分析,闽东沿海地区在20世纪60-80年代间年均温度、≥10℃年均积温、冬季月均气温这3个热量代表指标上变化不明显,甚至在80年代还出现偏冷偏低现象。但是自20世纪90年代起,这3个热量指标呈现明显增加趋势,表明热量增加,热量条件明显改善,能够为热带水果的生长发育创造更加有利的条件。

图1 福建省及宁德市（闽东）地理位置

图2 闽东沿海4县市区地理位置

图3 闽东沿海4县市年代际年平均气温变化

图4 闽东沿海4县市年代际≥10℃年积温变化

2.2 降水条件变化

闽东沿海4县年代际降水量变化表现为微弱增加趋势,从20世纪60年代的1 585.5 m m增加到21世纪初的1 716.5 m m,平均每年代际递增2%

左右。各县年代际间变化不尽相同,霞浦县降水量相比其他3县最小,为1 354～1 444 m m（图6）。

图5 闽东沿海4县市年代际冬季气温变化

图6 闽东沿海4县市年代际年降水量气温变化

2.3 光照条件变化

闽东沿海4县年代际日照变化如图7所示,除蕉城外,其他3县在研究时段内,年代际日照时数呈递减趋势,其中以90年代日照时数最少,进入21世纪后,日照时数相较20世纪90年代平均增加183 h。

图7 闽东沿海4县市年代际年日照时数变化

3 闽东气候变化对龙眼生长的影响

3.1 热量变化对龙眼生长的影响

龙眼是喜温怕冻忌寒的热带水果。龙眼对温度和热量条件要求很高,福建主要龙眼产区年平均气温在20～24℃,冬季气温12～14℃,≥10℃积温在7 000℃左右。20世纪90年代以前,闽东沿海4县市中,只有蕉城、福安年平均气温超过19℃,但不足19.5℃,霞浦、福鼎年平均气温低于19℃；蕉城、福安≥10℃积温为6 600℃,霞浦、福鼎≥10℃积温不足6 400℃。蕉城、福安两地冬季气温可以达到10℃,而霞浦、福鼎两地不足10℃。从上述3个指标上来看,闽东沿海4县市的热量条件与龙眼生长要求差异较大,因此限制了其种植范围和面积。

自20世纪90年代起,蕉城、福安年平均气温由19.5℃上升到20℃,霞浦超过19℃达到19.5℃,福鼎由不足19℃上升到接近19.5℃；蕉城、福安≥10℃积温由6 800℃上升至超过7 000℃,霞浦由6 700℃增加到6 800℃,福鼎超过6 400℃增加到6 700℃。蕉城、福安的冬季气温超过10℃上升至接近12℃,而霞浦、福鼎超过10℃上升到接近11℃,冬季5～14℃的低温有利于龙眼枝的花芽分化。可见,自20世纪90年代起,闽东沿海县市由南到北温度上升明显,积温明显增加,冬季温度明显升高,温度和热量条件接近福建龙眼适宜的温热条件,宁德市龙眼种植面积由1995年的2 806 hm2增加到2010年的3 979.3 hm2,产量由2 400 t增加到1.09万t。同一品种龙眼的成熟期较两广和闽南主产区晚15～30 d,一般要在8-11月中旬成熟采收。

3.2 降水变化对龙眼生长的影响

龙眼生长要求年降水量在1 200 m m以上［3］,参照这一指标,闽东沿海4县市的年均降水量能够满足龙眼生长需要。从四季降水分布情况来看,闽东沿海各县冬季降水占全年降水的11%～12%,时值龙眼花芽分化期,降水少有利于其花芽分化；春季（3-6月）降水最多,占全年降水的45%～50%,有利于果树生长和营养吸收；夏季（7-9月）降水占全年降水的30%～35%,可以为果实膨大成熟提供充沛的水分；秋季（10-11月）降水最少,占全年降水的7%～9%,有利于果实成熟采收。个别年份如果遇到冬季高温多雨、春季开花期低温阴雨、或夏季果实发育早期高温干旱就会明显造成减产歉收。

3.3 光照变化对龙眼生长的影响

尽管闽东沿海4县年代际年均日照时数呈递减趋势,但年均日照时数都在1 500 h以上,平均接

近1 700 h,能够满足龙眼生长需要；而且自20世纪90年代起,闽东沿海4县年均日照时数又有所增加,日照条件改善。此外,日照时数与天气、云量、地理地貌等关系很大,闽东沿海龙眼种植区一般处于临海地带,地界开阔,光照条件好,实际年均日照时数高于气象观测站数据,更加有利于龙眼生长发育。

4 寒冻灾害影响

受全球气候变化影响,宁德市年均气温升高,低温日数减少,冬季变暖显著,年降水略增多,日照时数下降；气候变化的同时也造成极端气候事件多发,而且气候变暖并不意味着冬季不会剧烈降温,寒冻害仍时有发生,甚至可能出现比较罕见的极端冬季寒冻灾害,危胁闽东沿海地区的龙眼生产。

4.1 冬季寒冻害年代特点

闽东作为晚熟龙眼栽培区的北缘地带,龙眼生产中最主要的气象灾害就是冬季的寒冻害,寒冻害轻者会使龙眼叶片枝条受冻,重者植株冻死,造成减产歉收甚至绝收。从宁德市气象灾害时空分布分析,近20年冻害（≤0℃）天数的年际变化在总体上呈波动下降趋势,但冻害发生还比较频繁,冻害较为明显的年份有1991,1993,1994,1999, 2003,2004,2009,2011年；从月际分布来看,1月发生频率最高,达38.2%,其次为12月,占31.7%,再次为2月,占20.6%。根据实地调查结果,1990-2011年间闽东龙眼有6次冻害显著,其中3次为特大冻害（分别是1991-1992年冬、1999-2000年冬、2010-2011年冬）。

龙眼在冬季遇到0～5.0℃的低温天气即为寒害,以综合寒害指数（H i）和龙眼寒害等级指标为标准［4］,对闽东龙眼寒害情况进行统计分析,从20世纪90年代起,龙眼受到重寒害的年份为1992-1993年冬、1995-1996年冬、1999-2000年冬、2003-2004年冬、2004-2005年冬。其中1992-1993年冬遭遇了自1975年以来最强的一次寒潮天气,龙眼受到严重危害；1995-1996年冬遭遇强寒潮袭击,低温阴雨过程次数之多、范围之广、持续时间之长,终日之迟为历史罕见,也给龙眼带来严重危害；1999-2000年冬闽东出现了2次强寒潮天气过程；2003-2004年冬遭受多次强冷空气影响,气温下降明显,出现阴寒、降雪天气；2004-2005年冬受强冷空气南下影响,出现强降温天气,龙眼遭受严重寒冻害。

4.2 冬季寒冻害发生地特点

闽东沿海依靠北面和西面的雁荡山、武夷山、鹫峰山和太姥山围成的天然山脉屏障,在冬季可以有效阻滞和消减部分来自北面和西面的冷空气侵袭强度,减弱冬季南下冷空气的影响。但福建的最低气温大多数是由平流降温后的晴夜辐射降温引起的［5］,龙眼遭受寒冻害的影响程度与不同的立地条件密切相关。紧挨海边、海湾的龙眼园受海洋（水体）调节增温影响作用明显,比远离海边的果园极端最低气温高0.5～1℃,受寒冻害影响轻微。

从小地形坡向调查情况看,果园地形、坡度、坡向与遭受寒冻害的影响差异明显。在北面、西面有山体地形屏障的丘陵山地果园,不论处在南坡、西坡或东坡,龙眼树的冻害发生情况均较轻；而南面有山脉阻挡,易造成大面积冷气流沉积产生冻害。坡地果园中坡及中坡以上,冷空气沉积少、流动快,龙眼树受害轻,受冻植株比例较小,特别是坡度大的陡坡,受冻植株比例更小；而坡度平缓的缓坡地形,冷空气随山坡下降,使强冷空气沉积,留滞时间长,龙眼树受害较重,受冻植株比例较大,特别是坡底,由于逆温作用,形成冷湖现象,冻害严重。山垄地的冻害与坡地相似,山垄两边的山坡地冻害较轻,但冷空气易沉积在垄沟,因此沿垄沟顺坡种植的龙眼冻害严重；在山垄口开口大的地形,通风情况良好,龙眼受寒冻害就较轻；相反在山垄口开口小的地形,由于通风不好,冷空气沉积,垄底寒冻害就严重。海拔高度在20～150 m山坡地的冻害较20 m以下的山坡地冻害轻,低洼地、坡底冻害严重。一些地方海拔高度在200 m的山坡地,冻害也较轻。因此,对于作为龙眼经济栽培的北缘地区的闽东,加强龙眼种植区气候区划尤为重要。