六盤水市倒春寒發(fā)生特征及其對小麥產(chǎn)量的影響

吳 丹，張 錦，龍向陽，王 麗，古書鴻

(1.貴州省水城縣氣象局，貴州 水城 553002;2.貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300)

六盤水市倒春寒發(fā)生特征及其對小麥產(chǎn)量的影響

吳 丹1，張 錦1，龍向陽2，王 麗2，古書鴻1

(1.貴州省水城縣氣象局，貴州 水城 553002;2.貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300)

利用1961—2011年六盤水市3個(gè)氣象觀測站的日平均氣溫以及1970—2011年的小麥產(chǎn)量資料，分析了六盤水市倒春寒天氣發(fā)生的特征及其對小麥產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，六盤水市倒春寒發(fā)生頻繁且嚴(yán)重，中級以上等級的年份超過7成，其中，重級以上等級接近4成;發(fā)生時(shí)段主要集中在3月下旬，其次為4月上旬。

倒春寒;小麥產(chǎn)量;六盤水市

1 引言

倒春寒是六盤水市主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，對水稻育秧和玉米、馬鈴薯播種、出苗及苗期生長造成影響的同時(shí)，還能影響小麥、油菜的正常開花授粉，進(jìn)而導(dǎo)致減產(chǎn)。2011年春季，六盤水市遭受了特重級倒春寒天氣，全市平均倒春寒總?cè)諗?shù)達(dá)12d，最多倒春寒日數(shù)有10 d，3月下旬和4月上旬的旬平均氣溫僅為5.8℃和10.7℃，分別較歷史同期偏低5.8℃和2.5℃。嚴(yán)重的倒春寒災(zāi)害和持續(xù)低溫陰雨天氣，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大影響，導(dǎo)致作物發(fā)育期顯著推遲，產(chǎn)量也受到嚴(yán)重影響。小麥?zhǔn)橇P水市主要糧食作物之一，歷年的種植面積占夏糧面積的50%。由于六盤水市倒春寒發(fā)生期間，正值小麥抽穗開花的關(guān)鍵時(shí)期，倒春寒的發(fā)生往往對小麥產(chǎn)量形成造成嚴(yán)重影響［1，2］。

本文根據(jù)1961—2011年六盤水市3個(gè)氣象觀測站的3—4月的逐日平均氣溫以及1970—2011年的小麥產(chǎn)量資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，研究了六盤水市倒春寒天氣發(fā)生特征及其對小麥產(chǎn)量的影響，為開展糧食產(chǎn)量預(yù)報(bào)和加強(qiáng)倒春寒災(zāi)害影響評估奠定基礎(chǔ)。

2 資料與方法

氣象資料采用六盤水市3個(gè)氣象觀測站(六枝、水城、盤縣)1961—2011年的逐日平均氣溫，小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于六盤水市統(tǒng)計(jì)局。

以線性擬合法確定小麥趨勢產(chǎn)量［3］，并進(jìn)一步計(jì)算出氣象產(chǎn)量;以氣象產(chǎn)量除以趨勢產(chǎn)量，得到相對氣象產(chǎn)量。以5%作為豐欠年劃分標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)將歷年小麥產(chǎn)量與上年相比，計(jì)算出增減幅度，減產(chǎn)幅度超過5%的也計(jì)為欠收年。

年度倒春寒指數(shù)采用李玉柱等［4］的標(biāo)準(zhǔn)，其中，年度倒春寒指數(shù)＞157為特重級，115～157為重級，63～114為中級，33～62為輕級，＜33則無倒春寒發(fā)生。

以上年10月中旬為起始時(shí)間，以5℃為下限溫度，計(jì)算歷年小麥生育期活動積溫距平，以反映小麥生長發(fā)育進(jìn)程。負(fù)積溫是反映低溫對作物持續(xù)影響的重要指標(biāo)，按照倒春寒10℃界限指標(biāo)，計(jì)算3—4月各旬10℃以下負(fù)積溫，以反映各旬倒春寒對作物的影響程度。

3 結(jié)果與分析

3.1 六盤水市歷年倒春寒變化趨勢

在1961—2011年期間，各倒春寒等級出現(xiàn)年數(shù)及比例見表1，由表1可以看出倒春寒等級達(dá)到特重級、重級、中級、輕級和無的年份分別為：13a、7a、17a、5a、9a。從中可以看出，超過 8 成的年份有倒春寒天氣發(fā)生，其中，重級以上等級接近4成，表明六盤水市倒春寒天氣發(fā)生頻繁且等級較高。

表1 六盤水市1961—2011年倒春寒各等級發(fā)生年數(shù)及頻率

從年際變化來看，六盤水市倒春寒發(fā)生強(qiáng)度年際差異較大(圖1)，其中，1960年代至1990年代，呈緩慢波動上升趨勢，各年代重級以上等級的年份普遍為3～5 a，其中1960年代末至1970年代初和1990年代中前期為倒春寒天氣高發(fā)期，幾乎隔1 a就有1 a達(dá)到重級以上等級。1998—2010年為倒春寒天氣低發(fā)期，強(qiáng)度等級普遍在中級及以下，但2001年以后，又逐步呈現(xiàn)出增加趨勢。

圖1 六盤水市1961—2011年倒春寒發(fā)生強(qiáng)度指數(shù)變化趨勢

六盤水市3個(gè)觀測站年際變化呈現(xiàn)出相同的趨勢，但強(qiáng)度等級存在差異，其中1971—2000年30 a平均倒春寒強(qiáng)度等級指數(shù)分別為147.4(水城)、99.3(六枝)、72.4(盤縣)。由此看出，水城縣多年平均達(dá)到了重級等級，六枝和盤縣為中級。

統(tǒng)計(jì)六盤水市1961—2011年各旬倒春寒發(fā)生日數(shù)可知(表略)，3月下旬至4月下旬各旬累計(jì)發(fā)生倒春寒日數(shù)分別為：193 d、92 d、41 d 和 13 d，其中1981—2010年平均各旬發(fā)生日數(shù)為4.0 d、1.9 d、0.9 d和0.3 d。其中1961—2011年3月下旬倒春寒的歷史變化趨勢與年度倒春指數(shù)變化趨勢具有良好的線性關(guān)系(y=18.172x+31.862，R2=0.6807。其中，y表示年度倒春寒指數(shù)，x表示3月下旬的倒春寒天數(shù))，3月下旬是倒春寒發(fā)生的主要時(shí)段，且在很大程度上決定了年度倒春寒的強(qiáng)度。由于3月下旬是六盤水市小麥抽穗開花的主要時(shí)期之一，如遇上倒春寒天氣，將導(dǎo)致小麥開花授粉受阻，影響其產(chǎn)量的形成。

3.2 倒春寒對小麥產(chǎn)量的影響

對歷年小麥產(chǎn)量的線性趨勢分析可知，1970—2011年間小麥單產(chǎn)呈增產(chǎn)趨勢，年增長率約為13.1 kg·km-2，但年際波動較大。

應(yīng)用線性擬合趨勢產(chǎn)量的方法，在劃分豐欠年的過程中，仍有諸多不足之處。如1985年、1993年、1994年、1996年、2009年等年份，雖然相對氣象產(chǎn)量處于平年或豐年范圍，但其較上年卻是顯著減產(chǎn)的，這種減產(chǎn)必有其氣象因素所在。由于相鄰2 a之間，小麥生產(chǎn)力技術(shù)水平和品種等都相對較為穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)量波動的原因就主要在于氣象條件。因此，本研究將歷年產(chǎn)量與上年產(chǎn)量進(jìn)行了對比分析，將減產(chǎn)幅度在5%以上的年份，同樣視作欠收年，而豐收年和平產(chǎn)年仍然以相對氣象產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，由此劃分出豐欠年型(圖2)。

由圖2可見，1970—2011年的42 a中，欠收年20 a，豐收年12 a，平產(chǎn)年10 a。表明六盤水市小麥產(chǎn)量受氣象因素影響較大，其中，有近50%的年份因氣象災(zāi)害導(dǎo)致小麥欠收。

圖2 1970—2011年六盤水市小麥實(shí)際產(chǎn)量年際變化趨勢

結(jié)合倒春寒強(qiáng)度等級分析可知，在1970—2011年中級以上等級倒春寒發(fā)生的31 a中，有14 a欠收，8 a豐收，9 a平年，表明中級以上等級倒春寒發(fā)生時(shí)，只有1/4左右的可能性能夠?qū)崿F(xiàn)小麥豐收。在欠收的20 a中，有9 a倒春寒達(dá)到重級以上等級，5 a為中級，6 a為輕級倒春寒或無倒春寒發(fā)生，表明有七成左右的小麥欠收是由倒春寒災(zāi)害天氣引起的。因此，倒春寒天氣是影響小麥單產(chǎn)的重要因素之一。

此外，由上述分析可知，即使有重級以上倒春寒天氣發(fā)生的年份中，也有小麥豐收的年份。對重級以上倒春寒發(fā)生年份的小麥生育期前期(上年10月中旬-當(dāng)年3月中旬)積溫和3—4月各旬10℃以下負(fù)積溫(表2)的分析發(fā)現(xiàn)，如果倒春寒發(fā)生的時(shí)段，不是小麥抽穗揚(yáng)花關(guān)鍵期，則小麥產(chǎn)量受影響較小。如1991年和1992年均由于發(fā)育期提前或推遲而使抽穗揚(yáng)花期避開了倒春寒發(fā)生的時(shí)段，從而得以增產(chǎn)。而欠收年份中，積溫與常年相當(dāng)，發(fā)育期接近常年的年份，倒春寒也主要發(fā)生在3月下旬;而積溫偏少，發(fā)育期推遲的年份，4月上旬也有倒春寒發(fā)生。因此，倒春寒發(fā)生在小麥抽穗揚(yáng)花等產(chǎn)量形成的關(guān)鍵期時(shí)，會影響小麥正常開化授粉，導(dǎo)致空秕率上升、千粒重下降，從而影響產(chǎn)量;如果出現(xiàn)凍害，會進(jìn)一步形成空穗或死穗。

表2 重級倒春寒年份小麥前期積溫距年及各旬10℃以下負(fù)積溫

4 結(jié)論與討論

①六盤水市1961—2011年，超過8成的年份有倒春寒天氣發(fā)生，其中，達(dá)到重級以上等級的年份接近4成，表明六盤水市屬于倒春寒災(zāi)害天氣頻發(fā)且嚴(yán)重的區(qū)域。水城多年平均達(dá)到重級，六枝和盤縣達(dá)到中級。發(fā)生時(shí)段主要集中在3月下旬，其次為4月上旬。

②1970—2011年，六盤水市小麥20 a欠收，12年豐收，10 a為平產(chǎn)年，表明有近5成的年份因氣象災(zāi)害導(dǎo)致小麥欠收。其中，有7成左右的小麥欠收由倒春寒引起或者與倒春寒有關(guān)，表明倒春寒是影響小麥單產(chǎn)的重要因素之一;當(dāng)發(fā)生中級以上倒春寒時(shí)，只有1/4左右的可能性能夠?qū)崿F(xiàn)小麥豐收。

③倒春寒是影響小麥產(chǎn)量的主要?dú)庀鬄?zāi)害，但干旱、凝凍、低溫陰雨寡照等也會對小麥產(chǎn)量造成影響，同時(shí)生育期內(nèi)的光、溫、水配合狀況也是影響小麥形成的重要因素。這些影響因素對小麥產(chǎn)量的影響有待進(jìn)一步分析研究。

［1］ 許炳南.貴州氣候?yàn)?zāi)害的劃分標(biāo)準(zhǔn)［J］.貴州氣象，1999，23(3)：42-47.

［2］ 李玉柱，許炳南.貴州短期氣候預(yù)測技術(shù)［M］.北京：氣象出版社，2001.

［3］ 許炳南，等.貴州氣候與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)［M］.貴陽：貴州科技出版社，1992.

［4］ 曾維英，張艷梅.倒春寒天氣對六枝小麥產(chǎn)量的影響［J］.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37(9)：72-74.

［5］ 張艷梅，陳海濤，周翔，等.影響六盤水市小麥產(chǎn)量的氣候因子研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37(31)：15191-15192，15240.

［6］ 王馥棠.農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)概論［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1991.

S426，S512.1

B

1003-6598(2012)02-0021-03

2012-01-13

吳丹(1984— )，女，助工，主要從事應(yīng)用氣象業(yè)務(wù)服務(wù)工作。

貴州省氣象局2008年、2011年氣象科技開放研究基金項(xiàng)目(黔氣科合KF［2008］02號、黔氣科合KF［2011］01號)共同資助。