連南檸檬生長(zhǎng)環(huán)境及氣象災(zāi)害對(duì)其影響的研究

朱 勇，段吟紅，潘國(guó)英，姜 濤（. 廣東省連州市氣象局，廣東 連州 53400；. 廣東省連南縣氣象局，廣東 連南 53300）

連南檸檬生長(zhǎng)環(huán)境及氣象災(zāi)害對(duì)其影響的研究

朱 勇1，段吟紅2，潘國(guó)英2，姜 濤2
（1. 廣東省連州市氣象局，廣東 連州 513400；2. 廣東省連南縣氣象局，廣東 連南 513300）

利用連南 1962—2013 年的氣象觀測(cè)資料及檸檬種植生長(zhǎng)發(fā)育資料，分析檸檬生長(zhǎng)的生態(tài)氣候環(huán)境條件和氣象災(zāi)害的種類(lèi)。結(jié)果表明，連南年平均溫度19.5 ℃，≥10 ℃的年活動(dòng)積溫6 750.0 ℃，極端低溫-4.8 ℃，年降雨量1 600.5 mm，年日照時(shí)數(shù)1 549.9 h，無(wú)霜期312 d；氣象因子的變化等對(duì)檸檬各個(gè)生長(zhǎng)階段有著明顯的影響，特別提出的是開(kāi)花期的降溫、降水對(duì)檸檬掛果率的影響尤為顯著；通過(guò)小波分析，連南氣溫 1980 年后呈現(xiàn)明顯的4年周期性，多年降水則顯示出多重時(shí)間周期尺度的嵌套結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。本地氣象災(zāi)害種類(lèi)繁多，例如低溫陰雨（倒春寒）、雨雪冰凍、冰雹、雷雨大風(fēng)、干旱等。因此，研究連南檸檬生長(zhǎng)的生態(tài)氣象環(huán)境條件及氣象災(zāi)害，對(duì)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象方面指導(dǎo)并提高檸檬的產(chǎn)量有著重要意義。

檸檬；生長(zhǎng)環(huán)境；氣象災(zāi)害

朱勇， 段吟紅， 潘國(guó)英， 等. 連南檸檬生長(zhǎng)環(huán)境及氣象災(zāi)害對(duì)其影響研究［J］. 生物災(zāi)害科學(xué)， 2015， 38（4）:371-374.

連南地處廣東北部，同時(shí)位于南嶺山脈南麓，境內(nèi)多為山地，山區(qū)立體氣候明顯，高山與平地之間溫差達(dá) 4～5℃，且四季分明，夏長(zhǎng)冬短，春秋過(guò)渡快，春季陰冷濕潤(rùn)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽風(fēng)清，冬季寒冷干燥。目前，連南主要栽培的檸檬品種為里西本，該檸檬在植物學(xué)分類(lèi)上屬蕓香科［1］，柑桔屬，枸檬類(lèi)，原產(chǎn)于意大利，2004 年從番禺引入連南，該品種果質(zhì)的酸度達(dá) 5%～8%，香度清純，果肉無(wú)籽粒，無(wú) 苦味。連 南縣從 2003年開(kāi)始建設(shè)檸檬商品生產(chǎn)基地，截 止 2013年底，種 植面積已達(dá)到 8.25萬(wàn) hm2，“檸檬”產(chǎn)業(yè)成為連南經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一。但是，檸檬屬蕓香科柑橘屬常綠小喬木，是柑橘類(lèi)中最不耐寒的種類(lèi)之一［2］， 適宜于在冬季較暖、夏季不酷熱、氣溫較平穩(wěn)的地方種植，因此，研究連南檸檬生長(zhǎng)的生態(tài)氣象環(huán)境條件及氣象災(zāi)害的影響，對(duì) 于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象方面指導(dǎo)并提高檸檬的產(chǎn)量，有 著重要的意義。

1　連南縣氣候環(huán)境及檸檬生長(zhǎng)發(fā)育特征

1.1 連南縣氣候環(huán)境分析

根據(jù)連南氣象局 1962—2013 年的氣象整編資料分析顯示，連南地區(qū)年平均溫度 19.5 ℃，年均氣溫變化范圍在 18.5～20.6 ℃之間，平 均相對(duì)濕度 79%，≥ 10℃的年活動(dòng)積溫 6 750.0 ℃，年 降雨量 1 600.5 mm，年日照時(shí)數(shù) 1 549.9 h，無(wú)霜期長(zhǎng)達(dá) 312 d，1 月份最低平均氣溫 4.7 ℃，極端低溫-4.8 ℃，丘陵、盆地等地區(qū)基本沒(méi)有低于-5 ℃的低溫和周期性的凍害地區(qū)?？梢?jiàn)，連南冬無(wú)嚴(yán)寒，少受寒潮霜凍影響，夏無(wú)酷暑，加之沒(méi)有毀滅性病蟲(chóng)害和水、空氣污染等危害，具備了優(yōu)良的檸檬種植的生態(tài)氣候條件。另外，連南境內(nèi)土壤多以黃色和紅色壤土為主，且礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量較豐富，土壤溫暖而土層深厚、排水良好的緩坡地較多，具有適宜于檸檬植株栽培的生態(tài)土壤條件。

1.2 檸檬生長(zhǎng)發(fā)育特征

檸檬生長(zhǎng)過(guò)程中，氣 候環(huán)境對(duì)其影響特別明顯［3］， 根 據(jù)連南農(nóng)業(yè)局2008—2013年6年檸檬的連續(xù)生長(zhǎng)資料，以及現(xiàn)場(chǎng)果樹(shù)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)，分析其主要發(fā)育期如表1，所示，2月下旬芽膨大、開(kāi)放，3月中、下旬展葉，主要開(kāi)花期在4月中旬，花期大約有2周時(shí)間，第二次開(kāi)花在6月初，果實(shí)成熟期為10月中旬。

表1　連南縣檸檬生長(zhǎng)發(fā)育期

2　氣候環(huán)境對(duì)檸檬生長(zhǎng)的影響

2.1 年內(nèi)氣候變化對(duì)檸檬生長(zhǎng)的影響

根據(jù)有關(guān)資料表明，影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的最主要?dú)庀笠蜃邮菤鉁睾徒邓?；同時(shí)為了對(duì)應(yīng)檸檬的生長(zhǎng)發(fā)育期，本文選用小時(shí)間尺度的旬氣溫、降水資料，來(lái)分析連南地區(qū)年內(nèi)的氣候變化規(guī)律。圖 1（a）表明連南旬氣溫呈現(xiàn)明顯的單峰型結(jié)構(gòu)，同時(shí)基本符合以 7 月中旬為最高平均旬溫度（28.6℃）的正態(tài)分布，最低旬氣溫 8.7℃出現(xiàn)在 1 月上旬，這個(gè)變化和華南地區(qū)四季分明的季節(jié)性氣候比較一致。

圖1　連南年內(nèi)旬平均氣溫、降水量的變化

連南地區(qū)降水主要集中在汛期（4—9 月），從圖 1（b）看出，全年降水也大致呈現(xiàn)以 5 月降水為高峰值的單峰型，具體來(lái)看從 1月上旬至3 月中旬呈緩慢上升的趨勢(shì)；3 月下旬降水突升至 70 mm，同時(shí)出現(xiàn)全年降水最集中時(shí)段，4 月上旬—6 月下旬降水大致呈現(xiàn) 85 mm 左右的震蕩周期，年峰值出現(xiàn)在 5月上旬為 98.9 mm；7月上旬至8月下旬是全年降水次集中期，大致呈現(xiàn)55 mm左右的震蕩周期；9月上旬后，雨量逐旬減少。檸檬芽膨大期出現(xiàn)在2月下旬，期間平均溫度11.6℃，意味著連南檸檬芽膨大保證溫度是11.6℃左右，在達(dá)到此溫度時(shí)，檸檬樹(shù)梢、根系才開(kāi)始營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)；芽開(kāi)放至展葉期（3月上旬至下旬）正常生長(zhǎng)發(fā)育的平均溫度是14.4 ℃，需要關(guān)注的是，連南地區(qū)2—3月份，冷空氣活動(dòng)非常頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的低溫陰雨天氣，會(huì)導(dǎo)致植株生長(zhǎng)發(fā)育遲緩或停止，甚至造成植株新芽、葉的凍傷死亡。

檸檬的花期主要集中在 4 月中旬前后，中旬氣溫 19.8℃，降水 85.0 mm，此段時(shí)間和檸檬掛果率最為相關(guān)。據(jù) 連南氣象資料顯示，連 南地區(qū)4月份大致3～4年就會(huì)出現(xiàn)一次倒春寒（ 連續(xù)3 d氣溫低于12 ℃），如果恰逢開(kāi)花期，將對(duì)檸檬的座果率產(chǎn)生嚴(yán)重的減產(chǎn)影響。同時(shí)，連南地區(qū) 4 月份月降水為212.5 mm，幾乎每年都會(huì)出現(xiàn)暴雨（日降雨量≥50 mm）的強(qiáng)降水，如果出現(xiàn)在花期，則可能造成大雨洗花，花粉不能傳播從而造成減產(chǎn)。

檸檬掛果營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期主要在 7—9 月，期間平均氣溫 28.3 ℃，降水 334.4 mm，容易出現(xiàn)午后強(qiáng)對(duì)流及局地暴雨天氣，影響掛果率。

檸檬成熟、采收期是10 月上旬，期間氣溫 22.9 ℃，降水僅為 21.9 mm，幾乎沒(méi)有雷雨大風(fēng)等對(duì)流天氣，有利于檸檬果實(shí)的成熟采收。

2.2 氣候年際變化特征

適宜的氣候環(huán)境對(duì)檸檬的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)有極為重要的作用，那么多年氣候條件的年際變化趨勢(shì)也將對(duì)連南檸檬種植的規(guī)劃和發(fā)展有重要指導(dǎo)作用［4］。 圖2是1962—2013年連南年均氣溫和年降水量的年際變化分析圖。圖2（a）可見(jiàn)，1962—2013年連南年均氣溫在18.5～20.6 ℃之間波動(dòng)變化，總體呈現(xiàn)為緩慢上升的線性趨勢(shì)，其中20世紀(jì)60年代至90年代中期氣溫主要變現(xiàn)為不穩(wěn)定的震蕩波動(dòng)，1997—2009年氣溫明顯高于常年；近幾年氣溫有所回落，但 是2011年起呈現(xiàn)連續(xù)三年的上升趨勢(shì)。圖 2（b）顯示連南年降水量在972.3～2 328.0 mm之間變化，起伏較大，波動(dòng)特征明顯；在 20 世紀(jì) 60 年代、80 年代降水相對(duì)穩(wěn)定，且處于平均線以下；20世紀(jì) 70、90 年代處于豐水期降水充沛，震蕩起伏較大；21 世紀(jì)以來(lái)連南地區(qū)年降水波動(dòng)大，平均雨量1 778.6 mm，比多年平均偏多95.2 mm，且2002年降水量達(dá)2 367.2 mm，為歷史第二多年份。

圖2　連南年平均氣溫、降水量變化曲線

利用 MATLAB 工具，對(duì)連南地區(qū) 1962—2013 年年均氣溫和年降水量進(jìn)行時(shí)間序列的小波分析 ［5］ 。圖 3（a）表明，連南地區(qū)氣溫在 1980 年以后存在明顯的 4 年左右的周期，另外 20 世紀(jì) 70～90 年代還表現(xiàn)出 7～12 年左右的準(zhǔn)周期變化，目前震蕩周期等值線遠(yuǎn)未閉合，預(yù)測(cè)未來(lái)幾年連南地區(qū)處于溫度的高值區(qū)。圖 3（b）則表明，連南年降水呈現(xiàn)多重時(shí)間周期尺度上的嵌套結(jié)構(gòu)現(xiàn)象?？偟膩?lái)說(shuō)，在年降水演變過(guò)程中存在著 22～26 年，8～12 年以及 3～5 年的 3 類(lèi)尺度的周期變化。其中，在 22～26 年尺度上出現(xiàn)了枯-豐交替的準(zhǔn)兩次震蕩；在 8～12 年時(shí)間尺度上存在準(zhǔn)5 次震蕩，2013 年正值等值線震蕩區(qū)已閉合。同時(shí)，還可以看出以上兩個(gè)尺度的周期變化在整個(gè)分析時(shí)段表現(xiàn)的非常穩(wěn)定，基本具有全域性；而 3～5 年尺度的周期變化，在 1992 年以后表現(xiàn)的較為穩(wěn)定，目前處于負(fù)值震蕩區(qū)。氣溫和降水的尺度周期變化位相疊加表明，未來(lái)幾年連南地區(qū)處于高溫和低濕配合影響。

圖3　連南年平均氣溫、降水量 Morlet 小波系數(shù)分析

3　連南氣象災(zāi)害對(duì)檸檬生長(zhǎng)的影響

3.1 低溫陰雨（倒春寒）

南方春季的低溫陰雨定義為日平均氣溫≤12 ℃，且連續(xù) 3 d或以上。連南縣 2、3月份幾乎每年都會(huì)出現(xiàn)這種天氣，僅 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短和結(jié)束期的遲早不同而已，長(zhǎng) 時(shí)間的低溫陰雨天氣會(huì)導(dǎo)致檸檬生長(zhǎng)緩慢，甚至芽、葉凍傷死亡。更值得注意的是，連南地區(qū)每3 年左右就會(huì)出現(xiàn)一次倒春寒天氣，據(jù)有關(guān)資料顯示，木本植物開(kāi)花期，當(dāng)氣溫低于 12 ℃時(shí)，花粉發(fā)芽及伸長(zhǎng)極差，氣溫低于 10 ℃則幾乎停止生長(zhǎng)，這種情況容易出現(xiàn)花期枯萎，無(wú)法授粉，從而嚴(yán)重影響檸檬的掛果率。在連續(xù)低溫陰雨期間，可采取熏煙或者覆蓋法，進(jìn)行防寒保暖，但要注意果園小氣候，注意做好通風(fēng)，防止局部溫度過(guò)高。

3.2 冰雹、雷雨大風(fēng)

春夏季節(jié)，冷空氣活動(dòng)頻繁，連南常出現(xiàn)局地性冰雹、大雷雨風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。雷雨大風(fēng)不僅影響昆蟲(chóng)傳粉和刮落果實(shí)，而且使果樹(shù)的枝葉產(chǎn)生機(jī)械損傷，甚至倒伏。冰雹出現(xiàn)的機(jī)率雖較低，但往往伴有局地強(qiáng)風(fēng)，所以一旦發(fā)生，所造成的損失是很大的。因此，檸檬生產(chǎn)基地應(yīng)建立防護(hù)林或擋風(fēng)墻，減輕風(fēng)災(zāi)危害。

3.3 干旱

連南從 7 月開(kāi)始，雨量、雨日明顯減少，常有伏秋旱發(fā)生。如果把連續(xù)≥10 d無(wú)雨作為干旱過(guò)程指標(biāo)，則每年都有干早發(fā)生，而且一般年份都有 2～3 次干旱過(guò)程。7 月之后，檸檬樹(shù)處于掛果營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期，若遇干旱，水分供應(yīng)不足，勢(shì)必影響果品產(chǎn)量以及品質(zhì)。因此，檸檬產(chǎn)業(yè)園應(yīng)配備相應(yīng)的灌溉排水系統(tǒng)。

3.4 雨雪、冰凍

檸檬是柑橘類(lèi)中最不耐寒的種類(lèi)之一。連南地區(qū)發(fā)生大范圍的雨雪冰凍現(xiàn)象比較罕見(jiàn)，但是如果出現(xiàn)，則會(huì)導(dǎo)致果樹(shù)凍傷，輕則當(dāng)年減產(chǎn)，重則果樹(shù)凍死。例如 2008年，南方地區(qū)出現(xiàn)大范圍、連續(xù)性的雨雪冰凍災(zāi)害，連南地區(qū)也發(fā)生了長(zhǎng)時(shí)間的凍雨天氣，導(dǎo)致大部分檸檬凍傷、凍死，當(dāng)年檸檬直接減產(chǎn)6 成以上。如遇有雨雪、冰凍天氣過(guò)程，應(yīng)在當(dāng)?shù)卣块T(mén)的指導(dǎo)下，積極做好除冰，利用覆蓋法進(jìn)行防寒、防凍的必要措施。

4　結(jié)　論

檸檬是柑橘類(lèi)中最不耐寒的種類(lèi)之一，連 南地區(qū)四季分明，山 區(qū)立體氣候明顯，年 平均溫度19.5 ℃，濕度 79%，≥ 10 ℃的年活動(dòng)積溫 6 750.0 ℃，降雨量 1 600.5 mm，日照時(shí)數(shù) 1 549.9 h，無(wú)霜期長(zhǎng)達(dá) 312 d，丘陵、盆 地等地區(qū)基本沒(méi)有低于-5 ℃的低溫和周期性的凍害地區(qū)，具 備了檸檬種植的優(yōu)良生態(tài)氣候條件，比較適宜檸檬種植推廣。

氣候因子對(duì)檸檬各個(gè)生長(zhǎng)階段有著明顯的的影響，特別提出的是開(kāi)花期的降溫、降水對(duì)檸檬掛果率的影響尤為顯著；通過(guò)小波分析，連南氣溫1980 年后呈現(xiàn)明顯的4 年周期性，多年降水則顯示出多重時(shí)間周期尺度的嵌套結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。

連南處于南嶺山脈北側(cè)，氣象災(zāi)害種類(lèi)繁多，例如低溫陰雨（倒春寒）、雨雪冰凍、冰雹、雷雨大風(fēng)、干旱等，廣大果農(nóng)和有關(guān)部門(mén)須做好應(yīng)對(duì)措施。

［1］ 吳昌標(biāo)， 尤立克. 檸檬生長(zhǎng)結(jié)果及其栽培要點(diǎn)［J］. 中國(guó)南方果樹(shù)，1981（1）: 36-38.

［2］ 蔡文華， 陳家金， 陳惠. 福建省2004/2005冬季低溫評(píng)價(jià)和果樹(shù)凍害成因分析［J］. 亞熱帶農(nóng)業(yè)研究， 2005，1（3）: 35-39.

［3］ 安岳檸檬生長(zhǎng)的生態(tài)氣象環(huán)境及其變化研究［J］. 成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（9）:33-36.

［4］ 黃木松， 胡方平. 粵北山區(qū)水晶梨氣候生態(tài)適應(yīng)性分析［J］. 廣東氣象，1999（3）:22-24.

［5］ 石春林， 金之慶， 湯日圣， 等. 水稻高溫?cái)∮M模型［J］. 中國(guó)水稻科學(xué)，2007，21（2）: 220-222.

Effects of Environment and Meteorological Disasters on Lemon Growth in Liannan County

ZHU Yong1， DUAN Yin-hong2，PAN Guo-ying2，JIANG Tao2
（1. Lianzhou Bureau of Meteorology， Lianzhou 513400， China； 2. Liannan Bureau of Meteorology， Liannan 513300， China）

Meteorological data and lemon cultivation and growth data during 1962--2013 in Liannan County were collected and used to analyze the types of ecological and climate conditions and meteorological disasters affecting lemon growth. The results showed that the annually average temperature was 19.5 ℃，annually active accumulated temperature （≥10 ℃） was 6 750.0 ℃， the extreme low temperature was -4.8 ℃，the annual rainfall was 1 600.5 mm， the annual sunshine hours was 1549.9h， and the frost-free period was 312 days. Changes in weather and other factors had a significant impact on lemon growth at various stages， in particular that at the flowering stage the cooling and precipitation influence on lemon fruiting rate was significant. Wavelet analysis showed a significant four-year periodicity of temperatures after 1980， while years of precipitation showed the phenomenon of multiple nested structure showing time period scales. A wide range of local meteorological disasters existed， such as the cold and rainy weather （late spring）， snow and ice， hail，thunderstorms， and droughts， etc.. Therefore， the study of ecological and meteorological environmental conditions and meteorological disasters in Liannan County played a significant role in strengthening the guide of agricultural meteorology and improving the yield of lemon.

lemon； environment； climate change； impacts； meteorological disasters

S666.5；P467

A

2095-3704（2015）04-0371-04

2015-10-22

朱勇，男，工程師，主要從事預(yù)報(bào)、農(nóng)氣觀測(cè)相關(guān)工作，E-mail:zhuyonging@163.com。