閩東氣候變化對(duì)主要竹類生長(zhǎng)影響分析

.寧德市氣象局 .寧德市林業(yè)局 林 忠余會(huì)康朱少華

閩東氣候變化對(duì)主要竹類生長(zhǎng)影響分析

1.寧德市氣象局 2.寧德市林業(yè)局 林 忠1余會(huì)康1朱少華2

根據(jù)近35a（1981～2015年）閩東沿海與山區(qū)主要?dú)夂蛞蜃幼兓卣?，結(jié)合主要竹類（毛竹、綠竹）物候習(xí)性，分析氣候變化及氣象災(zāi)害對(duì)閩東主要竹類生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，閩東氣溫升高、降水增加，氣候呈暖濕化趨勢(shì)，生長(zhǎng)期日照充足，冬春季平均低溫升高，寒凍害減少，總體有利于主要竹類生產(chǎn)及資源開發(fā)，但氣候變化背景下的寒凍害、旱澇等氣象災(zāi)害發(fā)生具有不確定性，個(gè)別年份極端天氣事件對(duì)竹類生產(chǎn)也帶來一定危害。

氣候變化 閩東地區(qū) 竹類生長(zhǎng) 影響

1 概述

目前全球正處在以氣候趨暖為主的變化過程，而作物受氣候變化之影響極為顯著[1]。IPCC第五次氣候評(píng)估報(bào)告指出，1880～2012年間，全球平均地表溫度上升0.85℃（0.65℃～1.06℃）[2]。隨著溫度升高，中國(guó)南方的氣候生長(zhǎng)期也發(fā)生明顯變化[3]。竹子是重要的森林資源之一，具有較強(qiáng)的生態(tài)功能和良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)效益，竹子的生長(zhǎng)發(fā)育、地理分布和生物產(chǎn)量等都受氣候條件深刻影響，氣溫、降水、光照等都是影響竹子生長(zhǎng)發(fā)育、成材的主要因素[1]。因此，研究氣候變化對(duì)竹類資源影響具有重要的意義。

閩東地區(qū)(行政區(qū)為寧德市，26o18’～27o4’N，118o32’～120o44’E)位于福建省東北部，臺(tái)灣海峽西北岸，下轄4個(gè)沿?？h市區(qū)（蕉城區(qū)、福安市、霞浦縣、福鼎市）和5個(gè)山區(qū)縣（壽寧縣、周寧縣、柘榮縣、屏南縣、古田縣），區(qū)域內(nèi)以山地丘陵為主，面積為1.35萬(wàn)km2。全區(qū)為明顯的中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，常年平均氣溫15.4～19.6 ℃，降水量1415.7～2067.8 mm，日照時(shí)數(shù)1562.9～1754.9 h，具有沿海和山區(qū)兩種差異氣候類型。溫暖濕潤(rùn)的氣候?yàn)橹褡由L(zhǎng)提供了良好環(huán)境條件，閩東也是福建省重要的竹材產(chǎn)區(qū)之一。2014 年2月，寧德市政府制定了《關(guān)于加快竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)農(nóng)民增收的實(shí)施意見》（寧政文〔2014〕44號(hào)）文件，提出廣泛拓展竹業(yè)關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的開發(fā)渠道，增加林農(nóng)致富門路措施，明確發(fā)展竹產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)任務(wù)，2017年全市竹林面積達(dá)到10萬(wàn)ha，竹總產(chǎn)值達(dá)30億元，竹業(yè)主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)民年均人增收600元以上[4]，充分展示了地方政府對(duì)發(fā)展閩東竹產(chǎn)業(yè)的重視和決心。本文通過分析閩東地區(qū)主要?dú)夂蛞蜃幼兓瘜?duì)竹類生產(chǎn)的影響，為氣候變化背景下的閩東竹業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供氣象參考。

2 資料與方法

利用閩東地區(qū)9縣市區(qū)近35a（1981～2015年）氣候資料，結(jié)合查閱有關(guān)文獻(xiàn)，找出主要生產(chǎn)竹類（毛竹、綠竹）生長(zhǎng)環(huán)境氣象指標(biāo)[1,5-6]（表1），分析氣候因子變化和氣象災(zāi)害對(duì)閩東地區(qū)主要竹類生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

表1 毛竹、綠竹生長(zhǎng)氣象指標(biāo)

3 結(jié)果與分析

3.1 閩東竹類資源概況

通過調(diào)查及文獻(xiàn)記載，閩東地區(qū)有竹類12屬61種，散生竹9屬44種，其中以剛竹最多，達(dá)22種；叢生竹有3屬16種，其中以刺竹屬最多，達(dá)11種。竹林類型主要有毛竹、綠竹、簍竹、剛竹、麻竹、青皮竹、桂竹、石竹、黃古竹等，閩東竹類品種多，竹林分布范圍廣[7]。

2015年閩東竹林面積7.11萬(wàn)ha，其中毛竹5.10萬(wàn)ha，鮮筍生產(chǎn)量1.62萬(wàn)t，竹產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)22.05億元，位列福建省第4位。2016年竹林面積增至8.79萬(wàn)ha，其中毛竹6萬(wàn)ha。毛竹為閩東種植面積最大品種，約占總面積的71.7%，毛竹稈生長(zhǎng)快，生長(zhǎng)量大，適生性較強(qiáng)，也是閩東主要經(jīng)濟(jì)林材。閩東也是綠竹主要產(chǎn)區(qū)，福安市是“中國(guó)綠竹筍之鄉(xiāng)”，據(jù)福安縣志記載，其種植綠竹歷史長(zhǎng)達(dá)400多年，現(xiàn)有綠竹林面積7000ha，主要分布在溪柄、城陽(yáng)等21個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，可年產(chǎn)綠竹筍1.92萬(wàn)t，綠竹材15.75萬(wàn)t，綠竹第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)3.57億元，面積和產(chǎn)量均居全國(guó)各縣（市）之首?，F(xiàn)在賽江兩岸、104國(guó)道兩旁已形成“百里綠竹長(zhǎng)廊”[8]。

3.2 主要?dú)夂蛞蜃幼兓坝绊?/p>

3.2.1 溫度變化及影響

氣溫是影響竹子生長(zhǎng)發(fā)育的主要?dú)夂蛞蜃覽1]。溫度與竹子種子萌發(fā)、地下根系生長(zhǎng)、筍芽分化及林產(chǎn)量關(guān)系都極為密切，適宜的溫度條件有利于其居間分生組織細(xì)胞分裂、增大及伸長(zhǎng)，使節(jié)間生長(zhǎng)速度加快、竹稈增高、節(jié)變疏、尖削度減小，有利其筍芽分化、地下鞭系延長(zhǎng)與出筍長(zhǎng)竹。

閩東沿海與山區(qū)氣溫有明顯差異，存在沿海與山區(qū)兩種氣溫類型（圖1），近35a閩東年平均氣溫為17.3℃，其中沿?？h市與山區(qū)縣年平均氣溫分別為19.2℃、16.0℃（古田縣18.6℃），沿海比山區(qū)平均高3℃左右。對(duì)照毛竹、綠竹生長(zhǎng)環(huán)境氣象指標(biāo)，閩東的氣溫條件十分適合毛竹生長(zhǎng)發(fā)育，其中沿?？h市及古田縣適合綠竹生長(zhǎng)發(fā)育。從氣溫變化趨勢(shì)分析，沿海、山區(qū)氣溫遞增率分別為0.19、0.17 ℃/10 a，沿海增溫變率略大于山區(qū)，閩東沿海、山區(qū)兩種氣溫類型都呈相似的變暖趨勢(shì)，氣溫升高，氣候變暖更加有利于閩東兩種主要竹類的生長(zhǎng)和發(fā)展。

圖1 1981～2015年閩東沿海、山區(qū)年平均氣溫變化

平均氣溫在10℃以下或更低將會(huì)抑制毛竹筍芽分化和竹筍的生長(zhǎng)[1]，因此≥10℃的年活動(dòng)積溫對(duì)竹子生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。閩東1981～2015年≥10℃的年平均積溫為5483.9℃·d，其中沿海在5618.6～6647.6℃·d之間，山區(qū)在4429.0～5387.0℃·d之間，沿海活動(dòng)積溫平均高于山區(qū)1300 ℃·d左右；從近35a活動(dòng)積溫變化趨勢(shì)分析，沿海、山區(qū)積溫遞增率分別為168.3、100.7℃·d /10 a，沿?；顒?dòng)積溫及其遞增率皆明顯大于山區(qū)，受全球氣候變暖影響，20世紀(jì)90年代，閩東活動(dòng)積溫隨氣溫上升也顯著增加，熱量條件進(jìn)一步改善。

竹類大都喜溫暖濕潤(rùn)的氣候，一般要求年平均溫度為12～22℃[9]。閩東地區(qū)氣溫及≥10℃活動(dòng)積溫隨年際增加，說明氣候趨暖明顯，熱量條件改善更加有利于閩東毛竹、綠竹的生產(chǎn)量及筍產(chǎn)量提高，以及擴(kuò)大種植和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從而提升竹產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，也有利于二氧化碳減排，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境條件的進(jìn)一步良好轉(zhuǎn)變。

3.2.2 降水變化及影響

閩東地處福建東北部，依山臨海，受季風(fēng)氣候影響顯著，雨量充沛，是福建多雨地區(qū)之一。加上地形復(fù)雜，閩東降水量具有明顯的季節(jié)性和地域分布的不均勻性，而且降水強(qiáng)度變化大。

近35a來，閩東年平均降水量為1808.8mm，沿海、山區(qū)分別為1701.0、1917.3mm（圖2），山區(qū)明顯多于沿海，降水最少年份為2003年（山區(qū)1251.3、沿海1020.5 mm），最多山區(qū)為2005年2453.8mm、沿海為2006年2366.4mm。閩東沿海、山區(qū)年降水量都呈增加趨勢(shì)，其中山區(qū)、沿海年降水遞增率分別為43.3、39.7mm /10 a，山區(qū)降水增幅略大于沿海。年降水量在區(qū)域上分布呈現(xiàn)由沿海平坦處向丘陵山地遞增趨勢(shì)。

圖2 1981～2015年閩東沿海、山區(qū)年平均年降水量變化

閩東地區(qū)全年降水主要集中在春、夏兩季。春季降水又可分為春雨（3～4 月）、梅雨（5～6 月）。閩東春季（3～6 月）平均雨量在680.6～980.0mm，占全年降水量的41.7%～56.1%，其中春雨占16.2%～24.2%，梅雨占25.5%～31.8%；夏季（7～9月）降水量為392.7～840.9mm，占全年降水量的24.5%～40.8%，秋冬季降水較少，約占全年的17.8%～20.6%。主要降水集中在3～9月（雨季和臺(tái)風(fēng)季），占年降水量的79.4%～82.5 %。

降水對(duì)竹類生長(zhǎng)發(fā)育影響大。滿足竹子良好生長(zhǎng)所需年降水量通常為1000～2000mm，竹子對(duì)水分的要求，高于對(duì)氣溫和土壤的要求，在竹林生長(zhǎng)發(fā)育期階段，其對(duì)水分需求是增加竹林產(chǎn)量根本條件，水分虧失將直接影響到筍芽萌發(fā)、竹子換葉、分枝長(zhǎng)葉以及光合作用的效率[1]。

竹子在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期對(duì)水分的需求是不同的。春夏季節(jié)是毛竹需水量最多期，也是毛竹生長(zhǎng)的水分敏感期，降水將直接影響到毛竹出筍量及退筍量，特別是3～4月降水量是決定竹林成竹胸徑高低的主導(dǎo)因子，前一年7～9月降水量是影響次年毛竹林出筍數(shù)顯著因子[10]。綠竹一般在3月下旬發(fā)芽，5～9月為出筍期，因此3～9月也是綠竹需水量最多期和關(guān)鍵期。閩東春夏雨水極為充足，約占年降水量的80%，十分有利于竹子生長(zhǎng)關(guān)鍵期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、轉(zhuǎn)化和輸送，供給筍體的分化和生長(zhǎng)，有效增加竹材產(chǎn)量。受氣候變化影響，閩東降水呈增加趨勢(shì)，更加有利于毛竹、綠竹等經(jīng)濟(jì)竹類資源的開發(fā)與發(fā)展。

3.2.3 日照變化及影響

1981～2015年閩東年平均日照時(shí)數(shù)為1637.7h，其中山區(qū)縣市平均為1641.0h、沿?？h市平均為1633.6h，山區(qū)縣海拔高度普遍比沿?？h市高，日照時(shí)數(shù)也偏多，但沿海山區(qū)相差不大。月季分布中以7月最多，日照時(shí)數(shù)平均為219.1h，2月份最少，平均為83.5h。在主要作物的生長(zhǎng)季3～10月，各縣市平均日照時(shí)數(shù)為1097.5～1273.7h，占全年日照時(shí)數(shù)的70.2%～74.4%，光能大量集中在竹類生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)，加上光、熱、雨同季，光合作用效率高，有利于竹材生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量形成。

1981～2015年閩東沿海、山區(qū)年日照時(shí)數(shù)遞增率分別為9.4、-2.0 h/10 a（圖3），山區(qū)呈現(xiàn)略減少趨勢(shì)，但光照條件能滿足竹子生長(zhǎng)發(fā)育需要。大多數(shù)竹子品種喜光，光照強(qiáng)弱對(duì)竹子的無性系分株數(shù)、基徑及代謝生理、分株高度等都有明顯影響。竹子的生長(zhǎng)與光照強(qiáng)度有著密切的關(guān)系，季節(jié)性的光質(zhì)、光強(qiáng)變化與竹葉在不同季節(jié)的生理活性等協(xié)同作用，產(chǎn)生竹子光合作用季節(jié)性的動(dòng)態(tài)變化[11]。閩東日照較為充足，且在3～10月竹子關(guān)鍵生長(zhǎng)季集中了主要的光照能量，光照條件能夠滿足其生長(zhǎng)發(fā)育需要，有利于促進(jìn)竹子光合產(chǎn)物積累。

圖3 1981～2015年閩東沿海山區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)變化

3.3 主要?dú)庀鬄?zāi)害及影響

受全球氣候變化影響，閩東氣溫、降水條件也呈增加趨勢(shì)，氣候暖濕化更明顯，有利于竹子的生長(zhǎng)環(huán)境的進(jìn)一步改善，但在氣候變化背景下并不排斥極端天氣事件的發(fā)生，氣象災(zāi)害發(fā)生的強(qiáng)度或頻率不確定性增大，也為竹類資源開發(fā)及生產(chǎn)帶來了一定的危害性和風(fēng)險(xiǎn)性。

3.3.1 低溫寒凍害影響

受氣候變暖影響和政策支持及導(dǎo)向作用，閩東竹子種植面積和產(chǎn)量也在不斷增長(zhǎng)。近觀1981～2015年氣候變化，閩東沿海和山區(qū)年平均最低氣溫也呈升高趨勢(shì)（圖4），沿海、山區(qū)年遞增率分別為0.16、0.14℃/10a。但1990年以后，1991～1992年、1999～2000年、2005～2006年等閩東最低氣溫又接近極值，山區(qū)多年平均極端最低氣溫為-7.6 ℃，最低甚至達(dá)到-9.0℃以下（屏南，1991、1999年）；沿海平均極端最低氣溫也在-2.0℃，最低甚至達(dá)到-5.2℃以下（福鼎，1999年），近35a來，閩東各縣市區(qū)年極端最低氣溫≥-20 ℃，未達(dá)毛竹凍害臨界溫度，但低溫寒潮產(chǎn)生的冰雪、積雪容易造成毛竹倒伏、折斷、開裂等，造成毛竹產(chǎn)量損失嚴(yán)重。而綠竹不耐寒，氣溫低是影響綠竹生長(zhǎng)的主要因子，綠竹凍害臨界低溫為0℃，持續(xù)0℃時(shí)間過長(zhǎng)則易受凍致死，氣溫在-5℃時(shí)，葉片開始受凍，在-7～-9℃以下即死亡。閩東綠竹種植大多分布在沿?？h市區(qū)，山區(qū)古田縣南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，并且海拔一般在400 m以下，近35a來，凍害嚴(yán)重年份有1983年、1991年、1999年、2005年、2009年、2011年，2016年2月寒凍害也較為嚴(yán)重，全區(qū)僅綠竹受凍害面積就達(dá)1246.5ha，損失金額達(dá)1889.3萬(wàn)元，可見冬春季的寒凍害對(duì)綠竹造成危害大。

圖4 1981～2015年閩東沿海山區(qū)年平均最低氣溫變化

竹子對(duì)極端低溫反應(yīng)盡管能表現(xiàn)出一定忍耐性，但極端低溫一旦超出臨界值，立竹容易死亡[1,12]。在竹筍萌發(fā)的生長(zhǎng)階段中，如果氣溫急劇下降，加上持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，容易遭受寒害，輕則生長(zhǎng)延緩，節(jié)距縮短，新竹質(zhì)量變差，重則造成竹筍死亡。如低溫發(fā)生時(shí)間早、降溫幅度大、加上持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，就可能加劇竹林凍害[11]。閩東冬春季節(jié)氣溫呈現(xiàn)增暖趨勢(shì)，有利于寒害的減少，但氣候變暖背景下的低溫寒凍害發(fā)生的不確定性更大。

3.3.2 干旱與洪澇影響

閩東降水資源豐富，近35 a來年平均降水量在1422.8～2073.5mm之間，隨氣候變暖，還具有增加趨勢(shì)，從降水總量來看，降水能較充足地滿足竹子生長(zhǎng)需要。閩東各縣市區(qū)降水量存在明顯年際變化特征，月份間分布不均，干濕季節(jié)分明，常易導(dǎo)致暴雨洪澇或旱災(zāi)發(fā)生，給竹業(yè)生產(chǎn)造成了一定危害。

閩東地區(qū)的干旱影響總體較輕，20世紀(jì)90年代后較為嚴(yán)重的干旱年份有1991年、1995年、2002年和2003年，干旱將造成竹林水分供應(yīng)短缺，抗性降低，且隨持續(xù)日數(shù)增加，危害加大，影響到竹子正常生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)下降。2003年，閩東出現(xiàn)歷史罕見的嚴(yán)重干旱，各縣市區(qū)年平均降水量為770.7（霞浦）～1450.0 mm（壽寧），比常年平均減少37 %左右，影響了竹子生長(zhǎng)；另外，干旱時(shí)期易發(fā)森林火災(zāi)，給竹業(yè)生產(chǎn)也帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。

閩東地區(qū)是福建省暴雨多發(fā)地區(qū)之一，暴雨日數(shù)多，強(qiáng)度大。每年5～6月間雨季和7～9月間臺(tái)風(fēng)容易引發(fā)洪澇災(zāi)害。1990年以來，暴雨洪澇災(zāi)害較重年份有1992年、1994年、1998年和2005年，暴雨引發(fā)山洪暴發(fā)，容易引起山地水土流失、泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，不同程度對(duì)山區(qū)竹林造成不利影響。

4 結(jié)論與討論

（1）近35a閩東地區(qū)氣溫呈遞增變暖趨勢(shì)，≥10℃的年活動(dòng)積溫顯著增加，竹子生長(zhǎng)所需熱量條件進(jìn)一步改善；沿海及山區(qū)年降水量也呈增加趨勢(shì)，并主要集中在春、夏兩季（3～9月），能滿足主要竹類生長(zhǎng)需要；雖然閩東地區(qū)年日照時(shí)數(shù)呈略減趨勢(shì)，但年平均日照時(shí)數(shù)都在1600h以上，光照條件總體良好。因此，閩東地區(qū)暖濕化趨勢(shì)明顯，氣象條件有利于喜溫好濕竹類的生長(zhǎng)。

（2）盡管閩東沿海和山區(qū)的年平均最低氣溫也呈升高趨勢(shì)，但個(gè)別年份冬春季會(huì)出現(xiàn)冰雪、凍害，給毛竹尤其是不耐寒的綠竹帶來危害；此外，暴雨洪澇以及個(gè)別年份出現(xiàn)的干旱，也會(huì)不同程度給竹業(yè)生產(chǎn)造成危害。

（3）可充分利用閩東氣候資源優(yōu)勢(shì)，因地制宜發(fā)展竹類種植，進(jìn)一步加大豐產(chǎn)竹林培育力度，促進(jìn)閩東竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

[1] 李應(yīng),陳雙林,李迎春,等.氣候因子對(duì)竹子生長(zhǎng)的影響研究綜述[J].竹子研究匯刊,2011,30(3):9-12.

[2] 張夢(mèng)婷,劉志娟,楊曉光,等.氣候變化背景下中國(guó)主要作物農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)空分布特征[I]：東北春玉米延遲型冷害[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2016,37(5):599-610.

[3] 徐銘志,任國(guó)玉.近40年中國(guó)氣候生長(zhǎng)期的變化[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2004, 15(3):306-312.

[4] 寧德市政府.關(guān)于加快竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)農(nóng)民增收的實(shí)施意見[Z].2014.

[5] 溫從輝,林峰,金玉峰,等.綠竹凍害的成因及減災(zāi)預(yù)防措施[J].林業(yè)科技開發(fā),2003,17(5):48-49.

[6] 中國(guó)園林網(wǎng). 綠竹栽培要點(diǎn)[EB/OL]. http://www.agroyl.com/Tech/24832. html? cateID=20858.

[7] 胡明芳.閩東地區(qū)竹類資源源其分布[J].竹類研究,.1996,55(2).

[8] 福安市政府辦公室.福安市綠竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃（2011-2015）[Z].2011.

[9] 中國(guó)農(nóng)業(yè)網(wǎng).觀賞竹類的栽培(2006-06-07). http://www.agronet.com.cn.

[10] 張春霞,丁興萃.毛竹林生長(zhǎng)量影響因子的分析研究[J].竹子研究匯刊, 1997,16(3):31-34.

[11] 陳松河,鄭清芳.黃甜竹筍用林豐產(chǎn)培育技術(shù)模式的研究[J].竹子研究匯刊, 2001,20(1): 61-67.

[12] 顧大形,陳雙林,鄭煒曼,等.竹子生態(tài)適應(yīng)性研究綜述[J].竹子研究匯刊, 2010,29(1):17-23.

[13] 徐家琦,秦海清.毛竹北移和引種栽培制約因素研究[J].世界竹藤通訊, 2003,1( 2):27-31.