影响陕西省延安市苹果产量的气象因子及气象灾害分析

刘 红，党晓东，贺亚亚，杨 勇

1.陕西省安塞区气象局，陕西安塞 717400；2.陕西省子长市气象局，陕西子长 717300；3.陕西省延安市气象局，陕西延安 716000

陕西省延安市为西北地区主要苹果产区，截至2022年底，延安市苹果种植面积22.11万hm2，产量400.4万t。气候变化是影响苹果产量的重要因素，在苹果不同生育期，影响产量的气象因子略有不同，需掌握不同生育期影响产量的关键气象因子、分析不同生育期气象灾害的特征，采取适当的防御措施，从而提升苹果品质和产量。

目前，国内外通过不同方法开展气候条件因子变化对水果产量的影响研究，田东霞等[1]就北京市昌平区影响苹果产量的平均气温、日照时数、降水等气象因子进行相关分析，总结苹果不同生育期影响产量的关键气象因子。李秀美等[2]应用邓氏灰色关联分析模型，研究烟台苹果不同生长阶段气象因素与气候产量的关系。徐相明等[3]采用单要素指标，分析黄桃生育期气象因子对产量的影响，构建产量预测模型。田东霞等[4]运用逐步回归法和BP神经网络建立苹果产量预测模型。姚小英等[5]利用试验资料和气象资料建立苹果产量、质量与气象因子相关关系模型，得出影响产量的主要气象因子是热量条件。崔成等[6]分析在不同ENSO年事件下山东苹果可生长期气候资源的时空变化特征，探究苹果可生长期气候资源对当地苹果产量的影响。景辉等[7]选取对苹果气象产量影响最强的幼果期，建立BP神经网络早期预测模型，并对其进行验证。

目前，还没有针对延安苹果产量与气候影响因子的相关分析和研究，本研究通过相关性分析，总结不同生育期影响延安市苹果产量的主要气象因子，分析主要气象灾害对苹果产量的影响及防御措施，旨在提升苹果产量和品质，提高气象服务质量，为苹果产业科学应对气候变化、合理开展生产提供气象依据，为果业部门、果业技术员、果农提供合理化建议，助力乡村振兴产业，促进果业增产、果农增收。

1 资料来源与研究方法

1.1 资料来源

选取延安气象站1992—2021年的平均气温、最高气温、最低气温、降水、相对湿度、日照时数、风速资料。苹果产量数据来源于延安市果业局，包括苹果种植面积和总产量。

1.2 研究方法

1.2.1 苹果生育期划分 苹果生育期分为休眠期（当年11月—翌年2月）、萌芽至开花期（3—4月）、坐果期（5月）、果实膨大期（6—8月）、成熟期（9—10月）。

1.2.2 气候产量计算 苹果产量受自然因素[8]和种植面积等的影响，分析产量与气象因子关系时采用实际产量，实际产量=总产量/种植面积。苹果实际产量分解为技术产量和气候产量，将1992—2021年共30个年份拟化为1～30的数据序列，利用Excel表格对单产量与对应年份拟化数据进行相关性分析，得出一元线性回归方程式，将拟化后的年份数据代入方程式，求得各年技术产量。气候产量=实际产量-技术产量。

利用Excel表格统计苹果不同生育期的旬气象因子、年气象因子和气候产量，对不同生育期旬气象因子与气候产量进行相关性分析，确定影响延安市苹果产量的主要旬气象因子。

2 结果与分析

2.1 气候产量分析

气候产量是分析气候变化与产量高低的重要衡量指标，气候产量越高，说明气象条件好，气象灾害影响越小。图1为实际产量与对应年份拟化数据进行相关性分析得到的线性趋势线。一元线性回归方程式为：y=0.0402x-0.0147。将拟化后的年份数据代入方程式，得到技术产量。实际产量减去技术产量得到气候产量。

图1 1992—2021年延安苹果技术产量线性趋势

由图2可知，苹果气候产量波动变化较明显，1996—2005年呈现低迷期，2003年达到低谷，1996—2005年气候产量连续10年呈现负值，为歉收年景。2018年出现明显突变，苹果气候产量降至近30年最低值。1992—2021年共出现14个歉收年景。

图2 1992—2021年延安苹果气候单产量变化趋势

2.2 影响苹果产量的主要年气象因子

由图3可见，苹果气候产量随着年降水量的变化产生波动，表明年降水量对产量有一定影响。1992—2021年，年降水量低于450.0 mm的年份有9个，1996—2005年出现6个，分别是1996—1997年、1999—2000年、2004—2005年。1996—2005年的年降水量低于400.0 mm的年份出现4个，分别是1997年、1999—2000年、2004年。苹果全年平均需水量为500～800 mm[9]，偏少的降水不能满足苹果生长需求，90年代中期至20世纪中期出现干旱，气候产量连续呈现负值，干旱对苹果产量的影响较大。

图3 1992—2021年延安苹果气候产量与年降水量变化曲线

2.3 影响苹果产量的主要旬气象因子

由表1可知，苹果生育前期气温对产量的影响较大，气温与产量呈负相关关系，即气温越低，苹果产量越高。在苹果生长后期，影响产量的主要气象因子为降水量，充沛的降水有利于果实膨大期产量的提高。根据相关性分析（表1），通过0.05显著性检验，影响延安市苹果产量的主要旬气象因子为3月上旬平均气温、3月下旬平均气温和最高气温、4月下旬相对湿度、5月中旬最低气温、6月下旬降水量、7月上旬平均气温、9月上旬相对湿度和日照时数。相关性较好地为3月下旬平均气温和最高气温、5月中旬最低气温。

表1 延安苹果气候单产量与旬气象因子相关系数

结合苹果各生育期数据可知，旬气象因子对休眠期无明显影响，萌芽至开花期的平均气温、萌芽中期最高气温、开花后期相对湿度、坐果中期最低气温对苹果产量的影响较大，呈显著负相关。果实膨大中期平均气温和降水量、成熟初期相对湿度与苹果产量呈显著正相关。3月萌芽期气温偏低，果树的抗寒、抗冻性增强，苹果花期随之推后，遭受低温冻害的可能性降低，苹果产量增长。6月正值果实膨大初期，对降水的需求较大，6月下旬偏多的降水有利于苹果产量的提升。在果实膨大中期，7月上旬平均气温较高，对苹果产量有利。

2.4 影响苹果产量的主要气象灾害

2.4.1 低温冻害 萌芽至开花期低温冻害是影响苹果产量的主要气象灾害，幼芽会受冻而影响产量。萌芽期在果树涂抹防虫防病涂白剂，施肥浇水，满足树体生长需求，减少养分无效消耗，压低病虫害基数，增强果树树势。苹果花期遇低温天气，可采取熏烟、挖防冻坑、涂防冻液、灌水等方法防御冻害。熏烟是延安苹果防冻的主要措施，根据气象部门提供的低温实况信息，当低温降至0 ℃时，适时开展熏烟联防，以最大限度地发挥防冻作用，减少果农经济投入，提高熏烟防御花期低温冻害质量和效益。

2001年、2013年、2018年、2020年出现低温天气时，2001年4月9日最低气温达-1.6℃，2013年4月2日最低气温达-2.7 ℃，2013年4月6日最低气温达-4.9 ℃，2013年4月9—10日最低气温分别达-5.3 ℃和-2.8 ℃，2018年4月6—7日最低气温分别达-1.2 ℃和-4.2 ℃，2020年4月24日最低气温达-4.0 ℃，苹果花期出现明显冻害，尤其是2001年4月9—12日，连续4 d最低气温低于0 ℃；2013年4月9—10日和2018年4月6—7日，均出现连续2 d最低气温低于-1.0 ℃，苹果产量遭受严重影响，2001年、2013年、2018年、2020年气候产量均为负值。

2.4.2 高温干旱 高温干旱是影响果实膨大期的主要气象灾害，降水较少，气温偏高，湿度明显降低，从而影响苹果单果重，水分少使细胞体积缩水，单果重下降。建议有灌溉条件的果园，及时根据天气变化进行灌溉，遇高温热害可推迟套袋防止苹果日灼[10]，提升单果品质，进而有利于苹果产量提高。2015年6—8月降水量74.8 mm，较历年同期偏少70%，各月降水均少于同期，出现严重干旱，加之气温偏高，苹果单果重下降，影响全年产量。

2.4.3 冰雹 冰雹多出现在5—9月，对苹果坐果期、果实膨大期、成熟期均有影响。遭受冰雹袭击的果树，苹果的品质严重受损，产量随之降低，果农收入锐减。为防范冰雹，果园可安装防雹网，气象部门组织地面人工防雹作业，抵御冰雹灾害。

2.4.4 连阴雨 苹果成熟期需要充足的日照，对果实着色至关重要，对苹果产量增加、果实糖分形成具有重要影响。连阴雨天气会严重影响光照条件，加之气温低、持续时间长，易诱发裂果、烂果、落果、早熟个小和果树病害流行，对即将成熟的晚熟果品着色、产量和品质产生较大影响[11-12]。当出现连阴雨天气时，可通过摘叶、转果、摘袋、铺反光膜等措施增加苹果着色，提高品质和产量。2021年，9—10月降水日数28 d，累计降水量451.7 mm，较历年同期偏多4倍，最长连阴雨日数6 d（9月15—20日），光照不足，影响成熟期苹果着色。

3 结论与讨论

（1）影响延安市苹果产量的主要旬气象因子为3月上旬平均气温、3月下旬平均气温和最高气温、4月下旬平均气温、5月中旬最低气温、6月下旬降水量、7月上旬平均气温、9月上旬相对湿度和日照时数。由于本研究仅对近30年的苹果产量与气象因子进行分析，受时间序列和气象因子选取的影响，产量与气象因子的相关分析有一定局限性，后期可采用其他方法就产量与其他气象因子进行研究。

（2）年气象因子对苹果产量有一定影响，1996—2005年苹果气候产量连续10年呈现负值，为歉收年景，1992—2021年共出现14个歉收年景。后期可就气候产量呈现负值的歉收年景进行研究，分析造成苹果歉收年景的主要气象因素。

（3）影响延安市苹果产量的主要气象灾害为低温冻害、高温干旱、冰雹、连阴雨。通过熏烟等防御冻害，有条件的果园可进行灌溉提高单果品质，安装防雹网、开展防雹作业防御冰雹灾害，通过摘叶、转果、摘袋、铺反光膜等增加苹果着色抵御连阴雨灾害。今后，也可就影响苹果产量的大风、暴雨等气象灾害进行分析研究，为苹果品质和产量提供更优的气象保障服务。