2014年4月強寒潮天氣對阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害的影響分析

唐秀，王建林，李健麗，李建民

（阿勒泰地區(qū)氣象臺，新疆阿勒泰 836500）

2014年4月強寒潮天氣對阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害的影響分析

唐秀，王建林，李健麗，李建民

（阿勒泰地區(qū)氣象臺，新疆阿勒泰 836500）

通過對2014年阿勒泰地區(qū)沙棘萌動期—開花期—坐果期跟蹤觀測和歷年發(fā)育期、凍害調查，發(fā)現(xiàn)2014年阿勒泰地區(qū)沙棘發(fā)育期較歷年明顯偏早10 d左右，且花期遭遇輕度凍害。通過對有記錄以來的氣候資料分析確定阿勒泰地區(qū)大部分地方沙棘花期在4月20日以后，其中，青河在5月1日以后。本文將2014年4—5月氣溫與歷年同期氣溫相比較，發(fā)現(xiàn)2014年4月氣溫存在前期高，后期低，且回升趨勢和歷年趨勢相反的異?，F(xiàn)象。進一步分析1954—2014年4月21日—5月15日之間的5縣1市-5℃、-4℃、-3℃以下最低氣溫發(fā)生概率，結合2014年花期凍害程度，發(fā)現(xiàn)沙棘花期凍害率與最低氣溫和其降幅成正相關，其凍害率均在20%以下，確定阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害指標為-4℃。這為沙棘花期凍害預警、產量預報提供了科學依據(jù)。

強寒潮；沙棘；花期凍害

沙棘是胡頹子科沙棘屬的多年生灌木或小喬木，根系發(fā)達，具有根瘤，為非豆科固氮植物，是一種良好的生態(tài)經濟作物?？购秃?，喜陽耐堿，果實含有112種生物活性物質，特別是富含多種維生素和有機酸，其中VC、VA和VK含量幾乎居一切水果之冠。沙棘油中含有80%以上的不飽和脂肪酸和豐富的VE，具有降血脂，保護心血管等功效。目前阿勒泰地區(qū)共種植沙棘1.33×104hm2，掛果面積0.67×104hm2，大果沙棘單粒重量可達1 g或以上，鮮果和加工產品遠銷國內外。十二五計劃2020年種植面積達6.7×104hm2。沙棘在阿勒泰地區(qū)的林果業(yè)生產中占很大比例，已經形成一定規(guī)模，每年出口、加工副產品創(chuàng)造價值2 000多萬元。相關研究也開始關注沙棘與氣候的關系[1-7]。而極端天氣氣候事件對沙棘花期的危害相關文章相對較少。沙棘屬早花林果的范疇，不同種類的早花作物，在同一地區(qū)其凍害和對幼果座果影響有所不同[8-9]。隨著全球氣候的變暖，極端天氣氣候事件給早花林果造成的災害頻繁發(fā)生。2014年4月23—24日，阿勒泰地區(qū)出現(xiàn)4月下旬少見的寒潮大風天氣，造成全地區(qū)早花林果業(yè)普遍受凍。被稱為抗寒植物先鋒的沙棘剛開花，就遭到寒潮大風的危害，據(jù)筆者及時觀測和走訪調查，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)沙棘凍害有所不同。海拔高且氣溫低的青河沙棘反而未受凍害，而氣溫相對高、海拔低的哈巴河、阿勒泰卻凍害嚴重。迎風坡的部分枝條和雌花受凍，細枝和展開的葉面在寒潮大風過后已經干枯卷曲，花蕊變色，影響座果。據(jù)從事10 a管理沙棘的工作人員觀測記錄描述，2014年4月24日的凍害在近10 a中最為嚴重。本文通過對此次寒潮天氣對阿勒泰市、哈巴河縣、布爾津縣、富蘊縣、青河縣沙棘凍害的監(jiān)測和調查，對比分析了2014年沙棘花期與歷年沙棘花期的變化以及對座果率的影響，給出阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害指標。為進一步深入研究沙棘花期凍害預警、產量預報提供科學依據(jù)。

1 所用資料和方法

選用阿勒泰市、布爾津縣、哈巴河縣、富蘊縣、青河縣種植沙棘較多的5個縣市國家基本氣候觀測站1954—2014年4月、5月逐日平均氣溫、最低氣溫、最低氣溫低于-5℃、低于-4℃、低于-3℃日數(shù)。

根據(jù)《農業(yè)氣象觀測規(guī)范》要求，獲取的2014年4—5月沙棘花期每5日觀測資料和6—7月不定期監(jiān)測資料及2008—2014年沙棘花期發(fā)育觀測資料和凍害調查資料。

2 阿勒泰地區(qū)沙棘花期和花期凍害的定義

《農業(yè)氣象觀測規(guī)范》規(guī)定,當作物觀測區(qū)域有10%的花開放定義為進入始花期，當作物觀測區(qū)域有50%花開放定義為盛花期，當作物觀測區(qū)域有80%花開放定義為末花期。

觀測區(qū)域所選樣本植株（長有葉和花的枝條）受凍率≥80%定義為重度凍害；觀測區(qū)域所選樣本植株受凍率在≥20%、＜80%定義為中度凍害；觀測區(qū)域所選樣本植株中受凍率低于20%定義為輕度凍害。

3 阿勒泰地區(qū)2014年4月氣溫變化特點

阿勒泰地區(qū)4月氣溫降幅較大，冷空氣活動較為頻繁，2014年4月阿勒泰地區(qū)共出現(xiàn)降溫天氣過程三次，一次比一次降溫幅度大，前兩次（4月8—10日、14—16日）降溫幅度小，16日前后的降溫天氣造成最低氣溫達-4℃。第三次降溫明顯，出現(xiàn)在4月23—24日，各地日平均氣溫24 h下降11.0℃以上，最低氣溫除布爾津在-3.9℃外，其余4縣市均下降到-5.0℃以下，極端最低氣溫出現(xiàn)在青河為-7.1℃（表1），各縣均出現(xiàn)大風，區(qū)域自動站極大風速出現(xiàn)在640臺，為34.6 m/s。

從氣溫的日最高、最低和平均值分析看，趨勢均為下降。歷年4月的日平均氣溫趨勢是以每日約0.3℃速度回升，而2014年4月的氣溫趨勢是以每日0.1℃的速度下降，4月氣溫前期高后期低，和歷史同期有相反趨勢。

從各旬氣溫看，2014年4月上旬各縣市平均氣溫在9.1～11.8℃之間，各縣市較歷年同期偏高5.5～7.0℃，相當于歷年5月上旬氣溫（歷年盛花期多在5月上旬），有利于沙棘花原基生成；中旬氣溫在5.4～8.6℃之間，較歷年同期平均值偏低0.2～0.9℃；下旬氣溫在7.0～9.4℃之間，較歷年同期偏低1.5～2.6℃。

4 2014年阿勒泰地區(qū)沙棘花期變化分析

由于地形、地貌、海拔高度的不同，阿勒泰地區(qū)開春期有所不同。青河縣較其它縣市低1個緯度，如果在影響溫度的環(huán)境因素相同的情況下，青河氣溫應比阿勒泰市等其它縣氣溫高，開春期也要早，但由于海拔高度的不同（青河1 220 m以上，阿勒泰市730 m），阿勒泰市月平均氣溫較青河高3℃以上，開春期較青河早5 d以上。從而造成沙棘花期早于青河。歷年花期在5月上旬到中旬，2014年阿勒泰地區(qū)沙棘花期普遍早于歷年（表2），阿勒泰市沙棘花葉萌動期較歷年偏早近半個月，青河早一周，各地的始花期、盛花期、終花期、座果期均較歷年偏早10 d左右（哈巴河的沙棘花期也比歷年要早，由于沒有連續(xù)資料，暫不作對比）。主要原因在于4月氣溫明顯高于歷年，4月上旬氣溫相當于歷年5月上旬的氣溫，導致沙棘萌動早、花期也早。阿勒泰花期較青河早的另一個原因是阿勒泰市的觀測點在市內的將軍山上，受城市熱島效應的影響，氣溫較平原戈壁一帶要高。

5 2014年4月23—24日寒潮天氣過程對阿勒泰地區(qū)沙棘花期的凍害和座果率影響

4月21—22日受凍前阿勒泰地區(qū)除青河外，各地沙棘雄株已有部分花蕾展開，雌株也有大部分展葉，個別開花。4月24—26日觀測到（除青河外）10%的雌花開放，雄花處于盛花期。在所選樣本區(qū)，凍害主要出現(xiàn)在迎風一側（即西北面），各縣所選10株雌株樣本中有4～9株受凍，每株受凍枝條在1～3枝，平均受凍率在4%～19%（表3），受凍部位主要集中在枝條中上部的迎風面，剛展開的嫩葉和花蕊明顯萎縮變色，由于風大，部分受凍葉面、雌花蕊已經卷曲干枯，大多數(shù)植株傾向順風方向，果穗受凍后的敗果率近39%（表4）。直到5月19日、6月23日、7月3日觀測，受凍枝條未見復活，受凍后干枯的枝條落葉無果。根據(jù)樣本資料分析，按受凍害程度計算為輕度凍害。

6 寒潮天氣對阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害風險分析

沙棘植株的抗寒能力極強，從2014年3月底到5月的跟蹤觀測看，即使在花葉膨脹、萌動期也較抗寒，只是在展葉和開花期抵御嚴寒能力較差，從表1可以看出，4月23……24日寒潮天氣過程中，青河的最低氣溫下降到-7.1℃，比其它縣都低，但沒有觀測到沙棘植株受凍，原因是青河的沙棘發(fā)育晚，尚未開花。而其它縣的沙棘花期受輕度凍害，原因之一是4月上旬氣溫異常偏高，相當于歷年5月上旬氣溫，這種4月上旬氣溫異常偏高且趨勢與歷年同期趨勢相反的年份在近15 a僅此一次。2008年4月20日寒潮天氣，阿勒泰市最低氣溫達-6.3℃沙棘出現(xiàn)凍害，2010年4月氣溫特低，到4月12日才開春，4月21日還有霜凍，但沙棘剛剛萌動，未造成凍害。

從氣候條件分析推測，2014年的沙棘萌動也應該是近15 a來最早的一年。中旬氣溫雖然維持不升，但仍能滿足始花和展葉期生理需求[5]，因此開花和展葉均較歷年偏早，提高了沙棘花期凍害的風險，而青河海拔高，氣溫回升慢，寒潮天氣來臨時沙棘生育期還未到始花期，因此也未遭凍害（從而也確定青河沙棘始花期最早在5月1日之后）。

因此阿勒泰地區(qū)沙棘的始花期最早除青河在5月1日開始外，其它縣可以確定在4月20日以后，2014年4月24日布爾津最低氣溫出現(xiàn)-3.9℃，是以上五縣市最低氣溫最高的一個縣，凍害也較輕，因此指標確定為-4.0℃。沙棘開花關鍵期定為（4月21～5月15日）。最低氣溫在-4℃以下的日數(shù)富蘊最多概率為64%，布爾津最少為29%，青河為5月1—15日的概率為41%。

從-3℃以下的概率看，阿勒泰市61 a來有47次（47/61=77%），發(fā)生凍害的概率為77%；哈巴河為72%，布爾津為28%，富蘊為111%，青河為67%（表5）。從-5℃發(fā)生概率看阿勒泰市61 a來有11次（11/61=18%），發(fā)生凍害的概率為18%；哈巴河為28 %，布爾津為28%，富蘊為48%，青河為92%，由于青河花期為5月1日后，因此凍害概率為11%（表6）。

7 結論

（1）隨著近些年氣候變暖和暖冬的出現(xiàn)，阿勒泰開春期也明顯提前，倒春寒發(fā)生幾率增加，2014年阿勒泰地區(qū)開春期較歷年平均狀況明顯偏早，導致沙棘花期普遍提前，強寒潮的出現(xiàn)提高了沙棘花期凍害風險，影響沙棘座果率。

（2）對于雌雄株而言，雌株開花和展葉幾乎同時，花蕊嫩弱，容易受凍，寒潮天氣出現(xiàn)在盛花期凍害重于始花期。雄株先開花后展葉，而花房堅硬而厚實，對其幾乎不造成凍害。根據(jù)5月19日和6月18日的坐果情況觀測，2014年4月24日寒潮天氣不僅凍傷植株，對雌花及后期座果率也造成影響，寒潮期間盛開的雌花幾乎全部敗果。

（3）從全地區(qū)調查情況看，花期越早的地區(qū)凍害越重，從凍害部位看，迎風一側凍害較為嚴重，從環(huán)境看，有高大樹木遮擋庇護處凍害較輕或無凍害。

（4）23—24日寒潮出現(xiàn)時，由于品種的不同，花期有明顯的不同，有些雌花剛盛開，有些卻還沒有萌動，花期早的品種容易受凍，而花期晚的受凍率明顯低或不受凍害。對植株的凍害率也是萌動早的易受凍，萌動晚的凍害較輕。

（5）青河沙棘的花期在5月1日以后，其凍害發(fā)生幾率較小，當最低氣溫下降到-4℃時的凍害概率為11%，其它各縣花期在4月20日以后的凍害概率為16%～34%，因此阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害預警指標為-4℃。

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Impact of the Strong Cold Wave Weather in Altay Region on the Hippophae Rhamnoides Flowering Cold Injury in April 2014

TANG Xiu，WANG Jianlin，Ll Jianli，LI Jianmin
（Altay Meteorological Bureau，Altay 836500，China）

Through the research of Hippophae rhamnoides’growing period and cold injury,and the observation of its’seeding period to flowering period to bear fruit period in 2014,it showed that Hippophae rhamnoides in Altay area in 2014 have 10 days growth period earlier than before over the years,and encountered freeze injury during flowering phase.The flowering period of Hippophae rhamnoides in most place of Altay area is on April 20th afterwards,and Qinghe is in May 1st afterwards by analyzing the climate data.This paper made a comparison of the temperature in April to May in 2014 and before over the years.It found that the temperature in April in 2014 was high in earlier,but low in later,meanwhile the rising tendency contrasted to over years'tendency.Then we moved a further analyzed in occurrence probability of the minimum temperature under-5℃、-4℃、-3℃from April 21st to May 15th in 1954-2014 in 5 counties of 1 city.Integrated the cold injury degree of flowering,we found that Hippophae rhamnoides’flowering cold injury ratio was proportional to the minimum temperature and its decreasing degree.And the cold injury ratio was under 20%,cold injury early-warning index-4℃.This research provides the scientific basis of early warming and output forecasting of Hippophae rhamnoides’flowring cold injury.

strong cold wave；Hippophae rhamnoides；flowering cold

S426

B

1002-0799（2015）04-0050-05

唐秀，王建林，李建麗，等.2014年4月強寒潮天氣對阿勒泰地區(qū)沙棘花期凍害的影響分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（4）：50-54.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.04.008

2014-08-27；

2014-12-12

新疆氣象局科技項目（MS201413）資助。

唐秀（1965-），女，高級工程師，主要從事氣候變化和為農服務研究工作。E-mail：xjalttx@sina.com