富岗苹果花期冻害气象预警指标及服务

□李艳荣，聂文志

（内丘县气象局 河北 邢台 054200）

富岗苹果产地位于河北省西南部太行山东麓，海拔500～1 200 m，拥有昼夜温差15 ℃的独特气候条件和片麻岩中性偏酸土壤。对富士树进行好中选优、优中改良，蕴育了细脆津纯、清香蜜味的富岗苹果。当地苹果种植面积达0.70 万hm2，2019 年苹果产业总产值达到11.66 亿元。受大陆性季风气候和局部地形影响，当地春季冻害时有发生，影响了苹果产量、品质和商品率。

根据刘芳圆等（2014）[1]的研究可知，从1980 年开始，河北省各个年代的气温增幅不断加大。在春季气温回暖加快的趋势下，苹果树萌芽加快，遭受低温冻害的风险增加。许彦平等（2009）[2]、刘映宁等（2009）[3]、柏秦凤等（2013）[4]、王莹等（2015）[5]对苹果灾害的特征及影响、气候适宜性及灾害风险进行了研究。分析陕西果区关于苹果花期冻害指标的文献较多，建立了富士苹果花期冻害等级指标（QX/T 392—2017），但是关于小气候观测站和国家气象观测站之间冻害温度指标的比较研究较少。

利用内丘果园小气候观测站和内丘国家气象观测站的气温数据，分析国家气象观测站与田间站气温之间的差异，找出两者之间的关系，建立富岗苹果花期低温冻害指标，为富岗苹果花期预警提供及时准确的服务。

1 资料方法

使用的气象资料包括1960—2019 年内丘县国家气象观测站常规气象资料、2011—2020 年侯家庄气象观测站和2016—2020 年内丘小气候观测站的数据，富岗苹果冻害资料来自富岗种植基地，据此展开一系列分析。

利用SPSS 23.0 软件进行相关性分析，分析了内丘县国家气象观测站与小气候观测站的相关性，建立一元线性回归方程，利用果园冻害指标建立国家站气温冻害指标。

2 资料分析与结果

2.1 内丘县苹果花期低温冻害概率

苹果树花期的适宜气温为15～25 ℃，当花期温度低于-2.0 ℃时，非常容易导致苹果花遭受冻害。富岗苹果萌芽期在4 月上旬，盛花期在4 月中旬。通过分析内丘国家气象观测站1960—2020 年每年4 月的数据可以看出，内丘县国家气象观测站历年4 月的平均气温为11.8～17.0 ℃，历年连续5 d 平均气温超过10 ℃的日期为3 月31 日，历史日极端最低气温为-6.6 ℃（1972 年）。统计显示，内丘县4 月份出现日最低气温≤-2 ℃的年份有10 年，受冻概率为16%，花期冻害基本5～6 年一遇，与内丘县苹果花期冻害发生频率基本一致。根据调查，2000 年以来，内丘县发生4 次较大冻害，分别在2018 年、2013 年、2011 年和2007 年。

2.2 富岗苹果花期冻害调查

通过实际调查走访富岗苹果花期冻害资料，反查内丘县春季气温变化情况，冻害大多发生在春季气温回升早的年份。2000 年以来，富岗苹果共发生花期冻害4 次，原因均是受强冷空气的影响，降温幅度大，日最低气温均在-2.0 ℃以下。其中，2007 年4 月3 日内丘县国家气象观测站日最低气温降至-2.1 ℃，由于有关人员没有针对此次冻害及时做好防御工作，导致苹果花受到严重冻害，减产50%以上，果农损失严重。2011 年4 月3 日内丘国家气象观测站日最低气温为-0.1 ℃，但是侯家庄区域站气温降至-2.1 ℃，且低温持续时间较长，花期冻害较为严重。2013 年4 月19—20 日，随着气温降低，内丘县开始出现降雪天气，国家气象观测站日最低气温为-0.6 ℃，侯家庄区域站最低气温降至-3.4 ℃，此次天气过程内丘县气象局服务及时，果农防范得力，在周围部分地区苹果几乎绝收的情况下，园区仅减产15%，将灾害损失降到了最低[6]。2018 年春季气温回升过快，4 月2 日最高气温达到33.5 ℃，但4 月5—7 日出现持续降温天气，7 日日最低气温降至-2.8 ℃，低于0 ℃的低温天气持续时间长达12 h，导致苹果花出现了大范围冻害。花期冻害已成为影响苹果高产稳产的重要因素。

2.3 富岗苹果种植区冻害等级

苹果花期遭遇冻害时，冻害程度不仅与低温有关，与低温的持续时间也有关系。2018 年4 月5—7 日，日最低气温为-2.3 ℃，低于0 ℃的时间持续12 h，受冻率30%；2013 年4 月20 日最低气温为-3.4 ℃，低于0 ℃的时间持续18 h，受冻率为50%～60%；2011 年4 月3 日最低气温-2.2 ℃，低于0 ℃的时间持续8 h，受冻率为30%～40%；2007 年4 月3 日最低气温为-2.1℃，受冻率为50%。根据富士苹果花期冻害等级指标（QX/T 392—2017）可以看出晚熟富士系苹果花期冻害指标等级，结合富岗苹果花期冻害调查结果，内丘县4 次苹果花期冻害过程与富士苹果花期冻害等级指标（QX/T 392—2017）吻合，果园小气候冻害指标按照晚熟富士系苹果花期冻害指标等级划定。

2.4 苹果花期冻害等级指标转换

对小气候观测站QH073 站和内丘国家气象观测站的日最低气温进行相关性分析，相关系数为0.989，相关系数检验对应的P值为0.000，小于显著性水平0.05，应拒绝原假设，即小气候观测站日最低气温和国家站日最低气温相关性显著，可以建立线性关系。

以小气候观测站的日最低气温为自变量x，对应的国家气象观测站的日最低气温为因变量y，建立回归方程。该回归方程显著性概率小于0.05，自变量和因变量显著性相关，公式如下。

y=1.070x+0.893 （1）

假设c 和d 分别为富士苹果花期冻害的等级指标（QX/T 392—2017）中条件1 和条件2 的临界值，集合c∈{-2，-3，-4，-5}，d∈{1，3，4，5，6，7}。令c*和d*表示当小气候观测站达到c 和d 时，对应的国家气象观测站的条件1 和条件2 临界值。则d*=d，将c 带入式（1）中得到c*=0.893+1.070c。内丘国家气象观测站气温数据建立的富岗苹果花期低温冻害指标见表1。

2.5 苹果花期冻害预警服务

为做好苹果花期低温冻害气象服务，内丘国家气象观测站服务人员密切关注天气变化，开展“跟踪式”苹果花期气象服务工作，为果农防御低温冻害提供科学有效的指导依据，预防和降低低温冻害对苹果的影响，充分发挥“消息树”作用。一是加强苹果花期天气的监测预警，及时捕捉低温冻害、大风等灾害性天气信息，做到早发现、早预警。二是遇到灾害性天气时，及时发布气象灾害预警信息，指导果农开展灾害防御。三是畅通信息发布渠道，利用电视、手机短息、大喇叭、微博、微信等渠道发布预警信息。四是积极与农业部门联系，一旦发生冻害，积极指导果农开展灾害防御、灾后自救工作，努力将灾害损失降到最低。

表1 晚熟富士系苹果花期冻害指标等级

3 结论

（1）内丘小气候观测站和对应的国家气象观测站日最低气温相关性显著。利用一元一次回归方程的单调性，把苹果花期冻害气温指标由种植区气温转换到对应的国家站气温中。由于小气候观测站数据偏少，部分数据使用区域站代替，小气候观测站和国家站相关性可进一步修正。

（2）随着全球气候变暖，极端天气多发，内丘县受大陆性季风气候影响和局部地形影响，春季冻害时有发生，影响了苹果产量及品质。苹果花期低温冻害不仅与精细化气象服务有关，还与果农的风险防范意识有关。以2013 年为例，很多果农并未及时有效地响应风险管理，导致冻害损失严重，对比富岗合作社管理模式，果农及时采取有效措施，减少了损失。在实际生产生活中，不仅要做好特色富岗苹果精细化服务，还要做好信息传递“最后一公里”的工作，为县域经济发展和人民群众生活富裕提供气象保障。