2019—2021年东山枇杷气候(气象)条件评价与对比分析

2022-08-22陶正达李浩宇赵静娴

中国农学通报 2022年23期

陶正达，李浩宇，赵静娴，王俊

（1苏州市吴中区气象局，江苏苏州 215100；2苏州市吴中区东山镇农林服务中心，江苏苏州 215100）

0 引言

枇杷是中国南方特有的珍稀水果，果肉柔软多汁，甜而不腻，被誉为“果中之皇”[1]。苏州吴中东山镇是中国枇杷种植传统四大产区之一，有“世界枇杷看中国，中国枇杷问东山”之誉。随着东山枇杷知名度不断提升，枇杷种植面积的逐年增加，电商物流的迅速发展，东山枇杷受到了广大消费者的喜爱，供不应求[2]。

气候影响评价就是运用数理统计的方法，对不同时间分辨率、不同类型气象要素及异常气候事件进行定量、定性的评价，进而可根据气象条件的不同，采用相应的农业管理措施，趋利避害，提高农作物的产量[3-7]。针对枇杷的气候评价，目前已在福建省、浙江省相继开展[8-9]，而作为枇杷传统四大产区之一的苏州东山白沙枇杷，在这方面的工作却并未开展。因此，本研究对2019—2021年共3年成熟枇杷在各主要生育期、逐旬的主要气象要素，以及重要的气候事件进行对比分析，对该地区的枇杷生长过程中的气候条件进行评价，找出影响枇杷生长发育的主要影响因子，为研究东山枇杷对当地气候条件的依赖性、脆弱性以及近年来枇杷生长过程中遭受的主要气象灾害进行总结和对比分析，进而提高气象为农服务水平，为农民增产增收、政府防灾减灾和合理安排农事提供依据，同时也可为确定东山枇杷气象灾害风险阈值和产量预测提供技术支撑[10]。

1 资料与方法

1.1 资料

气象条件分析过程中使用的气象数据由东山气象站（站号：58358）提供，所需的气象资料包含2018年6月—2021年6月逐日的平均气温、日照时数、降水量、蒸发量、天气现象及地表温度。有关枇杷产量、品质、受灾情况等相关信息由东山镇农业服务中心提供。

1.2 评价方法

在对气象条件进行评价的过程中使用了固定阈值气温评价指标（表1）[11-12]、降水距平百分率和日照时数距平百分率[13-14]（表2）。

表1 固定阈值气温评价指标和等级

注：表中ΔT为气温距平（实际气温与常年平均气温的差）。

评价等级评价指标旬ΔT＜-6.0-6.0≤ΔT＜-4.0-4.0≤ΔT＜-2.0-2.0≤ΔT≤2.0 2.0＜ΔT≤4.0 4.0＜ΔT≤6.0 ΔT＞6.0月年异常偏低明显偏低偏低正常(接近常年)偏高明显偏髙异常偏髙ΔT＜-4.0-4.0≤ΔT＜-2.0-2.0≤ΔT＜-1.0-1.0≤ΔT≤1.0 1.0＜ΔT≤2.0 2.0＜ΔT≤4.0 ΔT＞4.0 ΔT＜-2.0-2.0≤ΔT＜-1.0-1.0≤ΔT＜-0.5-0.5≤ΔT≤0.5 0.5＜ΔT≤1.0 1.0＜ΔT≤2.0 ΔT＞2.0

表2 降水距平百分率评价指标和等级 %

此外，在对东山镇枇杷各生育期进行划分时，分析中参考了枇杷本身的生育特性并结合了当地农业专家和枇杷果农的经验，将东山枇杷的主要生育期分为花期、幼果期、果实膨大期、采摘期和其余生育期共5个生育期，各生育期对应的时间详情见表3。在分析中主要对比了2019—2021年成熟的枇杷与常年气象条件的差异，其中2019年成熟的枇杷对应的气象要素时间为2018年6月上旬—2019年6月上旬，其余年份以此类推[15]。

表3 枇杷主要生育期及其对应时间

2 枇杷各生育期主要气象要素分析

2.1 光温条件

枇杷生长发育的气象条件中以气温和日照最为重要，其中花期的低温会使枇杷的头花遭受冻害；幼果期（越冬期）的低温霜冻会导致枇杷坏果；果实膨大期的高温、多日照会导致枇杷产生叶斑病和日灼病[16-17]；果实着色前后的雨后曝晴会导致枇杷裂果等[18]，因此首先对每年成熟的枇杷各生育期的光温条件进行分析和评价。

从2019—2021年的枇杷各生育期平均气温与常年平均气温的距平上来看，与常年相比，2019—2021年枇杷各生育期的平均气温皆较常年高（图1），按表1进行评价可知，2020年枇杷各生育期的平均气温较常年相比皆处于±2℃的正常范围内，整体的气温条件较为适宜，而2019年枇杷的花期、幼果期和果实膨大期的平均气温较常年高2.2、2.8、2.1℃，达到了偏高的程度，2021年枇杷的花期和幼果期的平均气温较常年偏高2.6、2.2℃，同样较常年偏高。由于枇杷喜暖畏寒，尤其是枇杷花期和幼果期防冻能力差，因此从气温的整体气候条件上来看，2019—2021年的条件皆较为适宜。

图1 2020、2019年成熟枇杷各生育期的气温距平与日照距平百分率

从日照条件上可以很明显的看出，2019年的花期和幼果期的日照距平百分率明显偏低，达到了-51%和-48%，分别达到了显著偏少和偏少的程度，对枇杷的生长发育是及其不利的。2020年除果实膨大期日照较常年偏多31%外，其余生育期皆在正常范围内。2021年除幼果期日照较常年偏多27%外，其余生育期也在正常范围内。因此，从日照的整体气候条件上来看，2019—2021年中，2019年枇杷花期和幼果期显著偏少和偏少的日照对枇杷的生长发育造成了不利影响，2020年和2021年的整体日照条件较为适宜，分别在果实膨大期和幼果期偏多的日照容易导致日灼病，对枇杷果实造成了一定程度的不利影响。

在分析了气候平均值后再对逐旬的气温、日照条件进行分析。从图2中可以看出，在旬平均气温较常年偏低方面，2019年成熟枇杷的7月中旬、下旬和5月下旬的平均气温较常年相比达到了偏低程度，其中7月中旬和下旬的气温偏低处于枇杷生长发育的夏梢期，会对枇杷抽梢产生不利影响，5月下旬处于采摘期末，对枇杷生长发育影响不大。2020年成熟枇杷的逐旬平均气温较常年相比皆未达到偏低程度，这对枇杷的正常生长发育是有利的。2021年成熟枇杷的7月中旬和1月上旬平均气温较常年相比达到了偏低程度，其中7月中旬偏低的气温会对枇杷抽梢产生一定程度的不利影响，而1月上旬处于枇杷的花期和幼果期间，偏低的气温会对枇杷的坐果产生严重的不利影响，是导致2021年成熟枇杷的花、果遭受冻害进而减产的主要原因。在旬平均气温较常年偏高方面，2021年成熟枇杷的幼果期和果实膨大期分别出现了3旬和1旬较常年偏高的气温，2019年同期分别各出现了1旬，2020年果实膨大期出现了1旬。综上所述，从枇杷生长的气温条件上来看，2021年条件最差，2019年次之，2020年影响不大。

图2 2019、2020、2021年成熟枇杷生育期内逐旬气温距平

图3 2019、2020、2021年成熟枇杷生育期内逐旬日照距平百分率

从逐旬的日照距平百分率上来看，2019年成熟枇杷的11月中旬、12月上旬、1月上旬、2月上旬、中旬、下旬和4月下旬共7旬的日照时数较常年显著偏少，其中除了4月下旬外，其余时间皆出现在枇杷的花期和幼果期，对枇杷的生长发育极其不利。另一方面，日照显著偏多的时间出现在6月中旬、7月中旬和3月中旬，分别处于枇杷的抽梢期和果实膨大期，其中果实膨大期显著偏多的日照会对枇杷产生一定程度的不利影响。2020年成熟枇杷仅有1月上旬的日照显著偏少，会对枇杷产生一定程度的不利影响，日照偏多的有3月中旬、4月上旬和下旬，其中3月中旬更是达到了异常偏多的程度，这是导致2020年枇杷果日灼病的重要原因[16-17]（图4左）。2021年成熟枇杷日照显著偏少的时间有7月中旬、9月中旬、11月上旬和下旬，分别处于枇杷的抽梢期和花期，其中出现在花期显著偏少的日照对枇杷的生长发育产生了不利影响，但这一情况明显好于2019年的。另外，2021年成熟枇杷日照显著偏多的时间有8月中旬、9月上旬、1月中旬和3月下旬，分别处于枇杷的秋梢期、幼果期和果实膨大期，其中1月中旬的幼果期日照量更是达到了异常偏多的程度，这也导致了2021年成熟的枇杷产生了日灼病[16-17]（图4右）。综上所述，从枇杷生长的日照条件上来看，2019年条件最差，2020年与2021年条件相差不大，除偏多的日照会导致日灼病外未见严重不利影响。

图4 2019年（左）和2021年（右）枇杷日灼病

2.2 降水

从降水条件来看，2019—2021年的逐年总降水量依次为1230.4、1402.4、1360.2 mm，皆较常年平均降水量1176.3 mm偏高，有研究表明枇杷即不耐旱也不耐涝[19]，这表明了枇杷对于水分盈亏的敏感性较高，需要时间分辨率更高的降水条件对其进行分析评价，但由于干旱与涝渍灾害是长期不利天气导致的，且枇杷在不同生育期内对水分的需求并不相同，因此在使用降水资料来对枇杷进行气候适应性评价时，仅使用不同生育期的总降水量距平百分率进行分析。

对比2019—2021年枇杷在各生育期的总降水量距平百分率可发现（图5），所有生育期皆未出现显著偏少的情况，这表明2019—2021年成熟的枇杷未遭受干旱灾害。而降水量偏多的情况中，2019年的花期降水量达到了异常偏多的程度，这对枇杷的结果和成熟是不利的，持续的连阴雨天气和偏多的降水量的共同作用下导致了枇杷花腐病的发生[20]（图6）。此外，2021年采摘期显著偏多的降水量为枇杷的生产造成了一定程度的不利影响。相比之下，2020年的整体降水条件是最适宜的。

图5 2019、2020、2021年枇杷各生育期内的降水量距平百分率

图6 2019年成熟枇杷花腐病

3 灾害性天气过程对枇杷的影响

3.1 低温与高温

由于枇杷高于35℃会导致嫩叶边缘干枯，低于0℃会产生冻害[10-12]，因此在研究过程中对2019—2021年成熟的枇杷在生长过程中遭受最高气温和最低气温的影响进行对比分析，结果如表4所示。

表4 2019—2021年成熟的枇杷生长期内高温与低温情况

表中可以看出，2019年仅有1天日平均气温低于0℃，另有5天的极端最低气温低于0℃，对枇杷的花果产生了不利影响，出现了较为严重的花腐病，但与未出现花腐病的2021年成熟枇杷的低温条件对比发现，导致花腐病的主要原因中低温冻害并不是主要成因，其原因主要是第二节中所述长期的连阴雨、极端偏少的日照导致的。2020年成熟枇杷仅有1天出现极端最低气温低于0℃的情况，而日平均最低的为2.5℃，表明了2020年的枇杷并未遭受低温冻害的影响。2021年成熟的枇杷共有16天日最低气温、6天平均气温低于0℃，极端最低气温达到了-7.0℃，这其中包含了2019年12月29日到2021年1月2日的寒潮级别天气过程和2021年1月6日下午到9日的强寒潮级别天气过程，过程最低气温分别达到了-5.7℃和-7.0℃，并伴有冰冻，此外2019年12月29日—2021年1月2日的过程中伴有3天的降雪天气并产生了1天的积雪，持续的低温冰冻天气过程对处于花期和幼果期的枇杷造成了严重的低温冻害[21-2（2]图7左），并导致了枇杷幼果栓皮病的发生[2（3]图7右）。从高温日数上来看，2019年高温日数为14天，较常年偏多2天；2020年与2021年分别偏多4天和10天，因此，2021年异常偏多的高温日数对枇杷的生长产生了不利影响，2019年与2020年影响不大。

图7 2021年成熟枇杷遭受低温冻害（左）和栓皮病（右）

3.2 其他不利天气

此外，从霜冻灾害、雪灾和大风灾害统计表中可以看出，2021年成熟的枇杷霜日最少，其余两年相差不大；积雪日数和深度方面，2019年和2021年成熟枇杷在幼果期都存在积雪现象，其中2019年积雪4天，最大积雪深度3 cm，对枇杷生长产生了不利影响，2021年仅有1天积雪深度为0 cm，影响不大；大风灾害方面，2019—2021年大风日数相差不大，且极大风速皆为7级，对枇杷苗或有一定不利影响，单对枇杷整体产量影响不大。

4 结论与讨论

总体来讲，气温条件方面，2019—2021年的逐年平均气温皆较常年偏高，降水量偏多，日照除2019年较常年偏低为枇杷生长带来了不利影响外，其他年份皆为正常，较为适宜枇杷的生长。根据枇杷不同生育期以及气象上逐旬的气象条件上来看，气温条件方面，2019年的抽梢期和采摘期偏低的气温会对枇杷产量产生一定影响，评价为气温条件较为适宜；2020年逐旬和各生育期内的平均气温均未出现偏低或偏高的情况，评价为适宜；2021年花期和幼果期存在气温偏低的情况，会为枇杷的生长发育产生不利影响，评价为气温条件不利。日照条件方面，除了2019年成熟枇杷在花期和幼果期存在异常偏少的日照外，其余两年整体情况较为适宜，因此2019年成熟枇杷的日照条件被评价为严重不利，其余两年为较为适宜。降水条件方面，2019年成熟枇杷同样在花期存在异常偏多的降水量，评价为降水条件严重不利，此外，与2020年降水条件在各生育期皆为正常相比，2021年在采摘期存在偏多的降水量，因此2020年评价为降水条件适宜，而2021年评价为降水条件较为适宜。在灾害性气象条件方面，2021年出现了16天最低气温低于0℃以及-7℃的极端最低气温，两次降温过程分别达到了气象意义上的寒潮和强寒潮级别，配合3天有雪且出现1天积雪现象，导致了枇杷花出现冻害，幼果出现了栓皮病，这为枇杷生产带来了严重的不利影响。其余两年，2020年未出现日平均气温低于0℃的天气，评价为适宜；2019年出现了1天低温，评价为较为适宜。其他灾害性气象条件中，2019—2021年枇杷遭受的大风皆为7级，大风日数相差不大；2021年仅有1天存在霜冻，其余两年分别为16天和18天；2019年出现了4次积雪，最大积雪深度达到3 cm，相比其他两年该条件不利，据此，2019年其他灾害性气候条件评价为不利，2020年为较为适宜，2021年为适宜。此外，研究中还发现，导致枇杷花腐病的主要气象因子是长期连阴雨天气，就目前掌握的资料来看，枇杷花期是否出现了两旬的日照距平百分率低于-50%的情况或是判断枇杷是否受灾的阈值。