气候变化下油茶产量重建及趋势分析

蒋元华　廖玉芳　彭嘉栋　黄超　张剑明

摘要：深入分析氣候变化对油茶（Camellia oleifera Abel.）产量的影响和重建油茶产量序列，可为油茶产量定量化预报和保证粮油安全提供科学依据。基于湖南省耒阳县1959—2016年气象指标数据和1965—1990年油茶产量数据，利用相关分析、逐步回归、线性趋势、Morlet小波分析等方法，建立了耒阳县油茶不同物候期气象条件与油茶产量的关系模型。结果表明，基于单个物候期气象条件构建的产量模型中，以花期产量模型效果最优。以11个物候期的拟合产量作为因子构建的产量模型较单物候期气象条件建立的产量模型更优，此方法适用于重建油茶历史产量序列，重建产量数据与测产数据的对比表现出很好的一致性。重建的油茶产量序列表明，耒阳县油茶产量呈减小趋势。21世纪以来，油茶产量波动幅度增大，且产量呈明显减小趋势，说明气候条件对油茶的不利影响在加剧。油茶产量存在4种时间尺度的周期变化。

关键词：油茶（Camellia oleifera Abel.）产量;气象指标;逐步回归;物候期;耒阳县

中图分类号：P468.0;S794.4         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）15-0014-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.15.003           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Reconstruction and trend analysis of yield of Camellia oleifera Abel. under climate change：A case from Leiyang county

JIANG Yuan-hua1，LIAO Yu-fang2，PENG Jia-dong1，HUANG Chao1，ZHANG Jian-ming1

（1.Hunan Climate Center，Changsha 410008，China;2.Hunan Institute of Meteorological Sciences，Changsha 410008，China）

Abstract： Deep analysis of change and reconstruction of Camellia oleifera Abel. production sequence under climate change could provide a scientific basis for trending and quantitative forecasting of production and ensure grain and oil security. The data of meteorological indexes from 1959 to 2016， and the historical yield of Camellia oleifera Abel. from 1965 to 1990 in Leiyang county， Hunan province，were extracted， the method of related analysis， stepwise regression， linear trend， and Morlet wavelet analysis were used to establish the relationship between meteorological conditions and the yield of Camellia oleifera Abel. with different phenophase. The results show that the yield model established in the flowering period is the best yield model based on meteorological conditions for a single phenophase. The yield model established by 11 phenophase fitting yields as factors is better than that established by single phenophase. This method is suitable for the construction of long-term sequence history production. The reconstructed production data and the measured production data shows a good consistency. The reconstructed production data shows that the yield of Camellia oleifera Abel. is decreasing. Since the 21st century， the fluctuation of Camellia oleifera Abel. production has increased， and the adverse effect of climate conditions on the high yield of Camellia oleifera Abel. is intensifying. There are four kinds of time scale period changes in Camellia oleifera Abel. production.

综合分析，以11个物候期的拟合产量作为因子构建的产量模型较单物候期气象条件建立的产量模型更优（图1），此方法适用于构建长时间序列的油茶历史产量序列，并可全省推广分析气候变化对油茶产量的影响。由于开花期具有较大的时间提前量，因此基于开花期气象条件建立的油茶产量模型可用于开展油茶产量预估。

2.2  油茶产量重构及特征分析

以11个物候期的拟合产量作为因子构建的产量模型较单物候期气象条件建立的产量模型更优，可根据气象因子构建出耒阳县1959—2016年油茶产量序列，此方法可更加客观分析气候变化对油茶产量的影响程度，规避因政策等原因造成林地面积突增或骤降引起的产量波动。

利用11个物候期的拟合产量作为因子构建的产量模型，其中1965—1990年油茶产量为实测数据（图2）。1959—2016年耒阳县油茶产量呈减小趋势，减小速率为99.9 t/10年。20世纪60—80年代中期，油茶产量波动幅度较大，油茶产量呈增加态势;80年代中期至20世纪末，油茶产量趋势相对平稳，平均产量为2 408 t/年;21世纪以来，油茶产量波动幅度较大，且产量呈明显减小趋势，说明气候条件对油茶高产的不利影响在加剧。

从Morlet小波分析发现，油茶产量存在4种时间尺度的周期变化，其中22～25年时间尺度上存在2次正负交替的准震荡;11～15年时间尺度上存在5次正负交替的周期震荡;5～8年时间尺度的周期变化主要分布于1959—2000年，共有7次正负交替的周期震荡;2年时间尺度的周期变化遍布于整个时期（图3）。

2.3  重构后油茶产量验证

利用2009—2016年湖南省林业科学院调查的耒阳县马水镇滩头村油茶鲜果测产数据以及基于气象条件构建的油茶产油量数据验证分析油茶产量历史序列的可靠性。从图4可以看出，基于气象条件重构的油茶产油量与湖南省林业科学院测产的鲜果产量趋势基本一致，两者相关系数为0.701，通过0.05显著性检验，说明基于气象条件重构的耒阳县历年油茶产量序列较为真实可靠。

2012年无明显影响油茶产量的异常气候事件发生，当年油茶高产，实测产量与模拟产量都达到峰值。2013年6月29日至8月19日，湖南省出现了年内范围最广、强度最强的高温天气过程，过程期间，全省平均高温时间35.1 d，破历史同期最高记录，有58县市高温时长破历史同期最高记录;有93县市出现高温热害。此阶段正处于果实膨大高峰期，高温干旱缺水，势必影响油茶果实的生长，不利于优质丰产。2015年11月7—20日湖南省平均降水量为156.2 mm，较常年同期偏多3.2倍。期间共出现暴雨以上县次数56次，位居1961年以来11月第二高位;期间21縣市达极端强降水事件标准，创1961年以来11月新高，湘江中上游发生罕见冬汛。此阶段正处于油茶花期，在油茶开花授粉阶段出现长时间连阴雨天气，日照严重不足，光合作用受到影响，同时影响昆虫授粉，雨水淋洗花柱头液和花粉，也会造成授粉受精不能正常进行，导致减产。

3  小结与讨论

基于气象指标和1965—1990年的耒阳县油茶产量，利用相关分析和逐步回归方法，分析了油茶各物候期产量模型，并重建耒阳县历史油茶产量。基于单个物候期气象条件构建的产量模型中，以开花期产量模型效果最优，可为油茶产量预估提供科学依据。以11个物候期的拟合产量作为因子构建的产量模型较单物候期气象条件建立的产量模型更优，此开方法适用于构建长时间序列油茶历史产量序列，适用于定量分析和评估气候变化对油茶产量的影响。根据气象因子重建的耒阳县1959—2016年油茶产量序列表明，耒阳县油茶产量呈减小趋势，尤其是2000年以来，油茶产量波动幅度较大，且产量呈明显减小趋势，说明气候条件对油茶高产的不利影响在加剧。Morlet小波分析结果表明，油茶产量存在4种时间尺度的周期变化，周期震荡较明显。由于选取的气候因子和实测产量数据的时间序列不长，数学模型有待完善，暂时没有系统分析关键气象因子，后期拟深入研讨油茶各物候关键气象因子对油茶产量的影响及其变化特征。

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