千陽蘋果種植氣象條件及其變化分析

趙 磊，呂 丹

(千陽縣氣象局，陜西千陽 721100)

我國蘋果種植從20世紀中期開始起步，80年代迅速發(fā)展并從國外引進不少新品種，蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)不斷提高。如何合理利用當?shù)貧夂蛏鷳B(tài)環(huán)境優(yōu)勢，充分發(fā)揮當?shù)貧夂蛸Y源潛力，建立適宜的栽培管理技術(shù)規(guī)范，趨利避害，促進蘋果產(chǎn)量，尤其是品質(zhì)的提高，已成為各果區(qū)關(guān)注的熱點。千陽縣蘋果種植歷史悠久，從1952年開始種植蘋果，1985年被列為渭北蘋果基地縣之一，是陜西蘋果產(chǎn)業(yè)“西進北擴”戰(zhàn)略布局的重要發(fā)展區(qū)[1]。近年來，千陽縣立足資源條件，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，傾力支持蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以高技術(shù)引領(lǐng)、高標準建園、高效益經(jīng)營、高品質(zhì)生產(chǎn)為發(fā)展目標，依托大企業(yè)和合作組織帶動、能人大戶示范和園區(qū)發(fā)展引領(lǐng)，蘋果產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步健康發(fā)展。在蘋果栽植培育期間，氣象條件是影響蘋果產(chǎn)量和種植的重要因素[2]。分析該地區(qū)影響蘋果種植的主要氣象因素，對于該地區(qū)氣候資源的合理利用，蘋果種植的合理布局等，都具有十分重要的意義。

1 研究區(qū)概況

千陽縣地處陜西關(guān)中平原西陲，位于北緯34°34′34″至34°56′56″，東經(jīng)106°56′15″至 107°22′31″之間。北靠甘肅省靈臺縣，南鄰陳倉區(qū)，東與麟游、鳳翔縣毗鄰，西與隴縣接壤。千陽縣屬暖溫帶半濕潤的大陸性季風氣候，干濕分明，降水不均。春季多風，夏季氣候涼爽，秋季多連陰雨，冬季較寒冷。境內(nèi)海拔高度710～1 545.5 m，相對高差835.5 m。地勢北高南低，呈“七山二塬一分川”的特點。千陽水資源豐富，以北部山脈為界，自然分成涇渭兩大水系，水域面積3 000 hm2，地下水總儲量6 155萬m3。塬區(qū)有中小水庫等灌溉設(shè)施，農(nóng)業(yè)灌溉條件優(yōu)越。目前千陽縣已發(fā)展現(xiàn)代蘋果7 200 hm2，建成亞洲最大的蘋果矮化自根砧苗木基地667 hm2，全國最大的矮砧蘋果集約化示范基地3 200 hm2。并建有省級生態(tài)果園示范村1個、省級優(yōu)質(zhì)蘋果示范園3處、省級“一村一品”蘋果示范村1個。

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

千陽縣蘋果主要種植在南寨鎮(zhèn)、張家塬鎮(zhèn)和崔家頭鎮(zhèn)，而千陽縣國家氣象觀測站位于三鎮(zhèn)中心位置，且海拔高度相近，因此，選取千陽縣國家氣象觀測站1980—2019年日平均氣溫、日降水量、日最低氣溫等觀測數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計分析方法, 分析影響千陽蘋果種植的氣象條件及其變化趨勢。為進一步分析高溫熱害對蘋果種植影響，將千陽縣1980—2019年的日最高氣溫和日相對濕度等日觀測數(shù)據(jù)與周邊4個蘋果種植基地縣(鳳翔縣、陳倉區(qū)、扶風縣和隴縣)[3-4]進行對比，分析千陽縣遭受高溫熱害程度。

3 千陽縣蘋果種植期間主要氣象條件分析

蘋果作為溫帶多年生經(jīng)濟作物，對環(huán)境條件有嚴格的要求，其中氣候、地勢和土壤起著關(guān)鍵作用。環(huán)境條件適宜，有利于蘋果的生長發(fā)育。李丙智等[5-8]提出符合蘋果種植的最適宜區(qū)氣象指標(表1)，與之對比，千陽縣氣象條件均符合蘋果生產(chǎn)的最適宜區(qū)氣象指標要求。另外，劉璐等[9]發(fā)現(xiàn)千陽等地連陰雨次數(shù)和日數(shù)呈減少趨勢，在一定程度上減少蘋果成熟期遭受連陰雨的概率和影響，對提高蘋果品質(zhì)有積極影響。

表1 千陽氣象條件與蘋果種植最適宜區(qū)氣象指標對比

3.1 年平均氣溫

年平均氣溫是影響蘋果生長發(fā)育的主要因素之一，蘋果種植最適宜區(qū)的溫度是8～12 ℃，溫度過低，影響果實的成熟度；溫度過高，則果實硬度下降。千陽縣年平均氣溫為11.6 ℃，從圖1可以看出，千陽縣年平均氣溫1980—2019年呈上升趨勢，線性趨勢率為0.49 ℃/10 a。從5 a滑動平均發(fā)現(xiàn)千陽縣年平均氣溫1985—1998年呈快速上升趨勢；1999—2019年為波動變化階段，變化趨勢明顯趨緩，其中，1999—2011年呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，2012—2016年呈現(xiàn)上升趨勢，2017—2019年持穩(wěn)定態(tài)勢。

圖1 1980—2019年千陽縣年平均氣溫年際變化

3.2 年降水量

千陽1980—2019年年降水量平均為606.5 mm，符合蘋果種植最適宜指標要求。從圖2可以看出，千陽縣年降水量1980—2019年總體呈減少趨勢，線性趨勢率為-28.65 mm/10 a。年降水量最少為378.9 mm，最多為852.6 mm，年際差距較大。從5 a滑動平均發(fā)現(xiàn)，1980—2000年年降水量呈快速減少趨勢；2001—2019年年降水量變化相對趨于平穩(wěn)，平均值為581.4 mm，符合蘋果種植最適宜區(qū)年降水量560～750 mm要求，有利于當?shù)亻_展蘋果種植。

3.3 1月中旬平均氣溫

從圖3可看出，千陽縣1980—2019年1月中旬平均氣溫為-2 ℃，總體呈現(xiàn)波動上升趨勢，線性趨勢率為0.2 ℃/10 a。最低氣溫出現(xiàn)在1989年為-5.7 ℃，高于蘋果種植最適宜區(qū)1月中旬平均氣溫要求，不足以對越冬蘋果產(chǎn)生凍害。

圖3 1980—2019年千陽縣1月中旬平均氣溫年際變化

3.4 年極端最低氣溫

從年極端最低氣溫變化圖(圖4)可看出，1980—2019年千陽縣年極端最低氣溫呈緩慢下降趨勢，線性趨勢率為-0.08 ℃/10 a，千陽縣年極端最低氣溫出現(xiàn)在1991年為-20.7 ℃，高于蘋果種植最適宜區(qū)年極端最低氣溫不低于-27 ℃的要求，不會對蘋果種植產(chǎn)生凍害影響。

圖4 1980—2019年千陽縣年極端最低氣溫年際變化

3.5 6—8月平均氣溫

從圖5可看出，千陽縣1980—2019年6—8月平均氣溫總體呈現(xiàn)波動上升趨勢，線性趨勢率為0.57 ℃/10 a，升溫幅度較快。從5 a滑動平均發(fā)現(xiàn)，1980—1998年6—8月平均氣溫呈快速上升趨勢，1999—2019年6—8月平均氣溫上升趨勢明顯減弱。夏季6—8月平均氣溫最低出現(xiàn)在1984年為20.9 ℃，6—8月平均氣溫最高出現(xiàn)在2016年為25 ℃。千陽縣1980—2019年6—8月平均氣溫為22.9 ℃，符合蘋果種植最適宜區(qū)夏季6—8月平均氣溫19～23 ℃要求，處于蘋果種植最佳氣象條件范圍內(nèi)。

3.6 6—8月平均最低氣溫

從圖6可看出，千陽縣1980—2019年夏季6—8月平均最低氣溫總體呈現(xiàn)波動上升趨勢，線性趨勢率為0.46 ℃/10 a。從5 a滑動平均發(fā)現(xiàn)，千陽縣夏季6—8月平均最低氣溫1985—1998年呈快速上升趨勢，1999—2019年變化呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢。千陽縣1980—2019年6—8月平均最低氣溫為17.9 ℃，符合蘋果種植最適宜區(qū)夏季6—8月平均最低氣溫15～18 ℃要求，處于蘋果種植最佳氣象條件范圍內(nèi)。

圖5 1980—2019年千陽縣夏季6—8月平均氣溫年際變化

圖6 1980—2019年千陽縣夏季6—8月平均最低氣溫年際變化

4 高溫熱害分析

高溫熱害常導致果實灼傷、萎縮及畸形果等，對蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響[10]。千陽縣夏季6—8月平均氣溫為22.9 ℃，與蘋果種植最適宜區(qū)氣候指標僅相差0.1 ℃，且1980—2019年呈現(xiàn)波動上升趨勢。為進一步分析高溫對千陽縣蘋果種植影響，將千陽縣1980—2019年的日最高氣溫和日相對濕度與周邊4個蘋果種植基地縣的日觀測數(shù)據(jù)進行對比分析。依據(jù)劉璐等[11]對高溫熱害指標修訂的最新研究成果，計算得出千陽及周邊縣區(qū)近40年來遭受高溫熱害頻次(表2)，從中可以看出，千陽縣1980—2019年遭受高溫熱害頻次較少，在2010—2019年千陽縣受輕度、中度和重度高溫熱害頻次均為一次，遠低于陳倉、鳳翔和扶風遭受高溫熱害的頻次，高溫熱害對千陽蘋果種植影響在不斷降低。

表2 1980—2019年千陽及周邊縣區(qū)近40年來遭受高溫熱害頻次 單位：次

5 結(jié)論

(1)千陽縣1980—2019年年平均氣溫為11.6 ℃，1985—1998年年平均氣溫呈快速上升趨勢，1999—2019年為波動變化階段，變化趨勢明顯趨緩。其中，1999—2011年呈緩慢下降趨勢，2012—2016年呈現(xiàn)上升趨勢，2017—2019年持穩(wěn)定態(tài)勢。年降水量平均為606.5 mm；1980—2000年年降水量呈快速減少趨勢；2001—2019年年降水量變化相對趨于平穩(wěn)，平均值為581.4 mm，符合蘋果種植最適宜區(qū)的要求。1月中旬平均氣溫為-2.0 ℃，年極端最低氣溫為-20.7 ℃，均高于蘋果種植最適宜區(qū)指標要求，不足以對越冬蘋果造成凍害。夏季6—8月平均最低氣溫為17.9 ℃，1985—1998年呈快速上升趨勢，1999—2019年變化呈現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢。總體上，千陽縣氣象條件符合蘋果種植最適宜區(qū)氣象指標要求。

(2)千陽縣1980—2019年夏季6—8月平均氣溫為22.9 ℃，與蘋果種植最適宜區(qū)氣象指標僅相差0.1 ℃，且1980—2019年呈現(xiàn)波動上升趨勢。將千陽縣1980—2019年的日最高氣溫和日相對濕度與周邊4個蘋果種植基地縣的日觀測數(shù)據(jù)進行對比分析得發(fā)現(xiàn)：高溫熱害對千陽縣蘋果種植影響在不斷降低，且千陽縣輕度、中度和重度高溫熱害出現(xiàn)頻次遠低于陳倉區(qū)、鳳翔縣和扶風縣。