气温变化对黄骅市冬枣生产的影响

孙爱良

(河北省黄骅市气象局，河北 黄骅 061100)

气温是对农业生产影响较大的气象因子。近年来，在全球气候变暖的大背景下，极端天气过程发生频率呈上升趋势，气象要素尤其是温度要素的波动幅度加大[1-2]，对华北地区农业生态环境、生产布局和种植结构产生较大影响[3]。彭颖姝等[4]对气候变化对温带果树的影响进行了研究，对全球气候的变化趋势及气候变化对温带果树的物候期、需冷量、生态适应性、果实的产量和质量等影响进行了总结。王荣英等[5]对衡水市果树冻害可能发生时段的气候变化，以及在气候变暖背景下不同冻害类型的发生规律及变化趋势进行研究得出了冻害发生的初步判定条件。

黄骅市位于河北省东部，现有冬枣种植面积2万hm2，年产量在5 000万kg以上，占河北省冬枣总产量的70%以上，年产值近10亿元，是当地农民主要经济来源之一。温度要素对黄骅市冬枣生产及管理模式产生较大影响，使得诸如冬季休眠期冻害、日灼病等农业气象灾害或生理性病害发病率上升，灾害造成的损失也逐年增加。枣农在长期的实际生产过程中根据气候变化特点，不断对生产管理措施进行调整，最大限度地避免或降低气候变化造成的经济损失，但这些措施有时会带来负面效应，例如过度注重坐果率的提高来增加开甲宽度时会使冬枣树抵御低温灾害的能力明显降低等。在冬枣周年生育期内，温度因素始终贯穿于各生育阶段的中心位置，是冬枣生长发育的主导性因素[6]，冬枣生长对气温的变化反应最敏感，气温或高或低都将直接影响进入发育期的时间及其长短，影响果实发育进程。为最大程度地减轻气象灾害带来的损失，提高冬枣的经济效益，研究气温对冬枣生产的影响具有重要意义。目前，鲜见气温变化对冬枣生产影响的研究报道。鉴于此，基于黄骅市1989-2018年气温数据，结合冬枣观测资料，研究气温引起的冬枣休眠期冻害对冬枣生产管理模式造成的影响，以期为枣农改进生产管理措施提供参考。

1 材料与方法

1.1 资料来源

1989-2018年气象资料来源于河北省黄骅市国家基本气象观测站，农业气象灾害资料来源于黄骅市农业气象观测站。冬枣产量资料来源于黄骅市林业局冬枣站。

1.2 方法

采用线性估算气候倾向率[7]分析气温变化趋势，即利用最小二乘法拟合历年平均气温或极端温度(y)与时间序列(x)的一元线性方程y=ax+b，确立二者之间的线性关系，其中回归系数(a)表示要素的趋势倾向，当a>0时，表示y随x变化呈上升趋势；a<0时，表示下降趋势，a乘以10则称为每10年气候倾向率，其绝对值大小反映y随x的年度变化速率。

1.3 数据处理

采用SPSS 19.0和Excel 2010对数据进行统计分析，建立一元线性回归方程，确定回归系数a，绘制折线图。

2 结果与分析

2.1 冬枣周年生长对气候条件的基本需求

冬枣树为喜温植物，从芽膨大至落叶进入休眠期一般约需历时207 d，历经萌芽、展叶、花序出现、开花坐果、果实生长、成熟、叶变色及落叶等8个主物候期，各物候期年际间历时长短相差较大，长者可达1个月左右，短者5～7 d，相邻物候期间存在明显的时间重叠现象。不同生育阶段都需要不同的气象条件，对温度、降水和日照等各气象要素的要求也不相同，对温度条件的要求详见表1。在实际生产中，周年发育期内，温度变化主要对2个阶段影响较大，一是在萌芽期，在个别年份温度回升偏晚，或“倒春寒”现象发生，极易造成发育期延后；二是在休眠期，频繁的强寒潮天气过程，会使极端最低温度突破冬枣树对低温的耐受临界阈值，产生冻害。

表1 冬枣各生育阶段对温度条件的基本要求Table 1 Basic requirements for temperature conditions at each growth stage of winter jujube

2.2 1989-2018年黄骅市的气温变化趋势

2.2.1 气温变化特点 从图1看出，近30年来，黄骅市年平均温度呈逐年上升趋势，气候倾向率为0.31/10a，即温度升高幅度为每10年升高0.31℃，温度的升高对冬枣生产造成很大影响，在实际生产中，温度变化主要通过极端天气过程和农业气象灾害发生频率的改变对冬枣生产及管理模式进行影响的。

从图2和图3可知，极端最高温度变化呈下降趋势，气候倾向率为-0.18/10a，变化不明显。以2006年为界分2个阶段，2006年之前极端最高温明显偏高，年最高温度大于40℃的年份达4次，其中2002年达41.8℃的极值；2006年之后，极端最高温下降，12年间极端最高仅为39.7℃。极端最低温度变化趋势满足抛物线y=-0.007 8x2+0.219 2x-14.521(图3)，抛物线顶点在2003年，2003年之前呈缓慢增长的变化特征，之后呈缓慢降低趋势，且近10年来极端温度降低幅度明显增大，2016年极端最低温度为-21.6℃，为有气象记录以来的最低纪录。资料显示，1989-2018年黄骅市最低温度多出现在1月，共20次；其次为上年12月，共5次；2月和11月分别出现3次和2次，此时冬枣正处于深度休眠期，极端最低气温的变化使极端最低温度突破冬枣树所能承受的极限，进而造成冻害。

图1 1989-2018年黄骅市平均气温的变化趋势Fig.1 Average temperature variation in Huanghua City from 1989 to 2018

图2 1989-2018年黄骅市极端最高温的变化趋势Fig.2 Extremely high temperature variation in Huanghua City from 1989 to 2018

图3 1989-2018年黄骅市极端最低温的变化趋势Fig.3 Extremely low temperature variation in Huanghua City from 1989 to 2018

2.2.2 寒潮天气过程变化趋势 所谓寒潮，是指来自高纬度地区的寒冷空气，在特定的天气形势下迅速加强并向中低纬度地区侵入，造成沿途地区剧烈降温、大风和雨雪天气。当这种冷空气南侵达到一定标准时就称为寒潮。在黄骅市冬季每次大的降温天气过程，都是伴随着强寒潮天气过程的入侵进行的，因此，寒潮天气过程发生情况的变化趋势一定程度上可反应气候变化的情况。

按照气温在24 h内下降8℃以上，且最低气温在4℃以下，或48 h内气温下降10℃以上的寒潮标准[8]，1989-2018年共发生寒潮天气过程8次(表2)，平均每年发生0.29次，多数发生在冬枣深度休眠的1月，最晚发生在3月，48 h内降温幅度最大的在2016年1月23日，达-15.7℃，该次寒潮过程，创下-21.6℃的最低气温纪录。2008-2018年发生5次，比2008年前的多2次，寒潮天气过程的发生频率呈明显增加趋势。

表2 黄骅市1989-2018年冬枣休眠期寒潮天气情况Table 2 Cold wave weather conditions during the dormant period of winter jujube in Huanghua City from 1989 to 2018

2.3 气温变化对冬枣生产的影响

气温变化对冬枣产生的影响反映到农业生产上，则是通过极端天气过程造成的农业气象灾害发生频率的变化表现出来的[9]。从1989-2018年气温变化趋势可知，黄骅市冬季极端最低气温变化明显，波动幅度明显加大，于2016年创下-21.6℃的历史低温极值。在实际生产中，造成冬枣休眠期冻害的发生频率明显增加，1989-2018年发生对冬枣产生明显冻害的年份共6次，分别是1997年、2001年、2006年、2010年、2013年和2016年，发生过程具体情况见表3，其中近10年发生3次，发生次数与前20年相同，发生频率加快。处于休眠期的冬枣树在遭遇冻害后，最先造成1年生枝条冻伤、继而树干受伤或失去活性，使春季萌芽期严重推迟，整个生育期生长势偏弱，影响产量，甚者造成整株树冻伤，或冻死[10]。

表3 1989-2018年冬枣休眠期冻害发生情况Table 3 Occurrence of freezing damage during the dormant period of winter jujube from 1989 to 2018

3 结论与讨论

在全球气候变暖的大背景下，黄骅市气候特点也在发生着缓慢而深刻的变化，通过对1989-2018年黄骅市气温气象要素的分析发现，黄骅市年平均气温度呈逐年上升趋势，上升幅度为每10年升高0.31℃；冬季寒潮天气过程明显增加，气温波动幅度加大，近年来极端最低气温也在不断降低；实际生产中，这些气候变化正在以极端天气过程增加的方式对冬枣生产造成深刻影响，使得休眠期冻害等农业气象灾害发生频率增加，影响整个冬枣生产的管理思路和模式。枣农在长期的生产实践中，不断试验和探索出新的管理措施，但每一种措施都有其局限性和具体的使用条件，都有各自的优缺点，需要从一个新的高度进行审视和分析，改变管理思路和种植模式，把气候变化造成的灾害损失降低到最低限度。实际生产中，枣农在冬枣树管理思路上存在过度索取，忽略对树势培育的现象，例如开甲过早、甲口过宽和不留辅养枝等管理方法，使营养生长和生殖生长的平衡关系被打破，出现冬枣产量增加但品质降低和口感差等现象，果树抵御自然灾害的能力也明显降低，且此现象在实际生产中较普遍。因此，需要改进生产管理方式，使其管理更加合理、科学，统筹兼顾，进而增强冬枣树自身抵御自然灾害的能力。

极端低温天气过程频繁发生，使冬枣休眠期冻害发生频率呈上升趋势，冻害发生程度也呈加重趋势，成为对枣农生产有重大影响的气象灾害之一。当然，冻害的发生除与气象条件有直接关系外，还与人们对冬枣的管理方式存在很大的关联。从冻害调查结果看：生长势弱的树重于生长旺盛的树；同等条件下，开甲树重于未开甲树，主干开甲树重于骨干枝开甲树；粗放管理的枣园重于正常管理园；病虫害重的枣园重于病虫害轻的枣园[11]，说明管理方式对冬枣树抵抗冻害威胁能起到相当重要的作用。近年来，由于冬枣种植比较效益的迅速提高，人们对冬枣种植非常重视，冬枣种植面积和年产量逐年增加，枣农在生产上往往过于关注产量和品质，甚至出现掠夺性管理，从而忽略了对树体的培养，忽略了生殖生长和营养生长之间的平衡关系，往往造成树体的抗逆性降低，对于抵御低温灾害的能力也在迅速下降[12]，正常情况下，冬枣树冬季可以抵御-20℃的低温，但在不当的管理措施之下，当<-15℃的极端低温持续时间在2 d以上时，极会造成冻害。因此，在生产中需对管理措施进行调整。首先，在生长阶段，一方面要通过预留辅养枝、调整开甲宽度等措施增加对冬枣树根系的营养供应；另一方面要合理控制坐果率，疏除病果、无商品性的小果和弱果等以减小营养消耗，培养强壮的树势，使营养得到平衡，增强抗逆性。其次，要进行合理施肥，生产中存在重施氮肥的现象，忽略了养分平衡，生长旺盛，木质化程度降低，抗冻能力减小。要推广配方施肥，使得各营养要素间均衡，增加冻害的抵抗能力。进而保持营养生长与生殖生长之间的自然均衡，在培育枣树的抗逆性和经济效益间达到一个动态的管理平衡，对冬枣规避极端气候因素造成的影响，起到一定的防御作用，增加抗逆性，果实品质可得到明显的改善。这些措施均需在实际生产中进行不断总结和改进，提高冬枣树自身抵御休眠期冻害能力，减小因气温变化造成的灾害损失，创新管理思路。