湖北省油菜生長發(fā)育期間氣象條件的年度變化分析

鄧 環(huán)，秦鵬程，劉志雄，鄧愛娟，湯 陽，肖瑋鈺，萬素琴

（武漢區(qū)域氣候中心，湖北 武漢 430074）

湖北省是我國油菜生產(chǎn)大省，2019 年湖北省的油菜種植面積居全國第三，油菜籽產(chǎn)量居全國第二；近5 a 種植面積維持在100 萬hm2左右，總產(chǎn)量200萬t 以上。湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)主要分布在江漢平原、鄂東南等地區(qū)，據(jù)2017—2019 年湖北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒資料顯示，荊州、黃岡、荊門的種植面積均穩(wěn)定在10萬hm2以上，種植面積之和占全省種植面積的30%以上；3 地年產(chǎn)量穩(wěn)定在28 萬t 以上，產(chǎn)量之和約占全省油菜籽產(chǎn)量的50%[1-5]。因此，研究湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)氣候條件和氣象災害發(fā)生情況，對湖北省油菜生產(chǎn)具有重要的指導意義。雖然中國近50 a 積溫總體呈上升趨勢[6-7]，但近年來連續(xù)陰雨、干旱、凍害、風災、暴雨等農(nóng)業(yè)氣象災害呈現(xiàn)更加極端和頻繁的趨勢[8-10]。學者們對2013—2015 年全國夏收糧油作物全生育期及各生育期光溫水條件、氣象災害情況及其對產(chǎn)量形成的影響進行了詳細分析，并做出了相應的定性評 價[11-13]。筆者分析了2019—2020 年度湖北省油菜生長發(fā)育期間的氣象條件，并與上年度氣象條件進行了對比分析，以期從氣象角度對湖北省油菜生產(chǎn)形勢進行研判，并為油菜豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供指導。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

氣象數(shù)據(jù)來自湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)（江漢平原、鄂東，下同）41 個國家基本氣象觀測站2018 年9 月—2020 年5 月逐日平均氣溫、最低氣溫、降水量、日照時數(shù)等觀測數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)處理

1.2.1 極端低溫閾值 取氣候標準期（如1981—2010年）內(nèi)日最低氣溫每年的極小值和次小值，構(gòu)建一個包含60 個樣本的集合，對其從小到大進行排序，取第5 個百分位數(shù)作為低溫極端閾值[14]。

1.2.2 湖北省單站連陰雨判別指標 觀測站在某日期段的第一日和最后一日均為降水日，且該日期段符合下列條件之一，則認定該觀測站在該日期段發(fā)生連陰雨：a. 連續(xù)4 d 及以上，至多有1 d 不是降水日，同時該日日照時數(shù)＜2 h；b. 連續(xù)7 d 及以上，至多有2 d 不是降水日，同時該2 d 不相鄰日照時數(shù)＜2 h[15]。

1.2.3 其 他 全省平均日最低氣溫即全省81 個觀測站日最低氣溫的平均值，全省平均日均溫即全省81個觀測站日平均氣溫的平均值，薹期凍害日數(shù)即全省平均日最低氣溫≤0℃的日數(shù)[16]，花期凍害日數(shù)即全省平均日最低氣溫≤5℃的日數(shù)[16]，菌核病適宜氣溫日數(shù)即花期全省平均日均溫≥15℃的日數(shù)[17]，花期雨日即全省平均降水量≥0.1 mm 的日數(shù)[17]，區(qū)域性大風過程即全省平均日最低氣溫≤5℃的日數(shù)[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 2019—2020 年度油菜全生育期總體氣候概況

湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)2019—2020 年全生育期（2019 年9 月21 日—2020 年5 月10 日）累計降水量400～ 850 mm，≥0℃積溫2 900～3 300 ℃，累計日照時數(shù)850～1 300 h，光溫水條件皆滿足油菜生長的需要（圖1、表1）。與上年同期相比，累計降水量指標，江漢平原中北部、鄂東南南部比上年增加10～230 mm，鄂東南北部、江漢平原南部減少10～170 mm；累計日照時數(shù)指標，大部分區(qū)域增加110～600 h；≥0℃積溫增加220～430℃。2019—2020 年全生育期總體光溫水條件皆滿足油菜生長的需要，而2018—2019 年日照時數(shù)略顯不足，因此，2019—2020 年油菜全生育期氣象條件比上年度略好。

圖1 2019—2020 年度湖北省油菜全生育期累計降水量（A）、≥0℃積溫（B）、累計日照時數(shù)（C）

表1 2018—2020 年度湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)全生育期氣象條件對比

2.2 2019—2020 年度油菜生長階段氣象條件分析

2.2.1 冬前播種—苗期（9 月下旬至12 月中旬） 受出梅以后持續(xù)高溫少雨天氣影響，油菜播種期遭遇了歷史罕見的夏秋連旱，導致播期延長，出苗受影響，鄂東東部地區(qū)2 000 hm2油菜因旱播后不出苗或出苗后干死。旱情導致越冬前油菜長勢較差。10 月4—8日鄂北大部、鄂西南北部、江漢平原北部大到暴雨，達區(qū)域性暴雨標準。降雨使省內(nèi)干旱有所緩和。11 月24—30 日除鄂西北外，其他大部地區(qū)出現(xiàn)輕到中度連陰雨過程，中東部干旱有所緩解。

播種—苗期主產(chǎn)區(qū)累計降水量60～180 mm，≥0℃積溫1 300～1 500℃，累計日照時數(shù)350～520 h，熱量、光照條件能夠滿足油菜生理所需，雨量條件不足（圖2、表2）。與上年同期相比，主產(chǎn)區(qū)累計降水量偏少1～7 成，≥0℃積溫增加30～180℃，累計日照時數(shù)主產(chǎn)區(qū)大部增加5～180 h。

圖2 2019—2020 年度湖北省油菜播種—苗期累計降水量（A）、≥0℃積溫（B）、累計日照時數(shù)（C）

播種—苗期主產(chǎn)區(qū)熱量條件2 a 均滿足油菜生產(chǎn)的需要，2019—2020 年雖然遭遇了歷史罕見的夏秋連旱，導致冬前油菜長勢較差，但光照條件較上年好，總體氣象條件與上年度相當。

表2 2018—2020 年度湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)播種—苗期氣象條件對比

2.2.2 越冬期（12 月下旬至2 月上旬） 2019 年12月16—30 日出現(xiàn)連陰雨過程，連陰雨日數(shù)鄂東南大部達9～10 d，鄂西南西部達4～5 d，江夏等10 個觀測站達中度連陰雨，利川等19 個觀測站為輕度連陰雨。主產(chǎn)區(qū)旱情基本解除。

2020 年1 月全省降水量異常偏多，氣溫偏高。與常年同期相比，全省平均降水量偏多，是往年的1.8 倍，為歷史同期第1 位。1 月1—11 日、21—27日分別出現(xiàn)中度、輕度等級的連陰雨過程，6—10 日、15—16 日、26 日出現(xiàn)3 次較大范圍雨雪過程，僅9日有24 縣市出現(xiàn)積雪，另有鐘祥、安陸、京山等9縣市出現(xiàn)結(jié)冰，3 次過程0℃以下低溫持續(xù)時間不長。

越冬期主產(chǎn)區(qū)累計降水量90～290 mm，平均氣溫比近30 a 均值偏高0.5～1.8℃，累計日照時數(shù)80～200 h。越冬期平均氣溫偏高，導致省內(nèi)大部分油菜生育期提前5 d，但雨量、光照條件能夠滿足油菜生理所需（圖3、表3）。與上年同期相比，平均氣溫偏高1.0～2.6℃，累計降水量大部偏多10～140 mm，累計日照時數(shù)偏多60～175 h。

圖3 2019—2020 年度油菜越冬期累計降水量（A）、平均氣溫距平（B）、累計日照時數(shù)（C）

主產(chǎn)區(qū)雨量條件2 a 都滿足油菜生產(chǎn)的需要；平均氣溫大部比上年偏高1.0～2.6℃，主產(chǎn)區(qū)48 個觀測站平均日最低氣溫≤0℃日數(shù)比上年少9 d；光照條件比上年好。因此，2019—2020 年越冬期氣象條件跟上年度相比，總體偏好。

表3 2018—2020 年度湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)越冬期氣象條件對比

2.2.3 薹花—角果成熟期（2 月中旬至5 月上旬） 抽薹期2 月14—16 日全省出現(xiàn)寒潮天氣并伴大范圍雨雪過程，部分地區(qū)出現(xiàn)強對流天氣，鄂西南東部、江漢平原、鄂東北、鄂東南出現(xiàn)中到大雪，局部暴雪；此次過程0℃以下低溫時間短，對油菜生長幾乎無影響?；ㄆ凇枪?，3 月26—29 日受倒春寒影響，鄂東北西部出現(xiàn)暴雨、大暴雨；過程出現(xiàn)大范圍極大風速≥12 m/s 的致災性大風。4 月10—11 日中東部還伴隨區(qū)域性致災大風，共 54 個觀測站次極大風速達12 m/s 以上。3 月下旬至4 月上旬的2 次大風過程導致江漢平原及鄂中北部分田塊油菜出現(xiàn)倒伏、返花現(xiàn)象。5 月5—8 日又出現(xiàn)暴雨大風天氣過程，主產(chǎn)區(qū)局部地區(qū)出現(xiàn)17 m/s 以上的致災性大風。

薹花—角果成熟期，主產(chǎn)區(qū)累計降水量230～460 mm，≥0 ℃積 溫1 250～1 400 ℃，累 計 日 照 時 數(shù)350～650 h，光溫水條件能夠滿足油菜生理所需（圖4、表4）。與上年同期相比，降水大部地區(qū)增加10%～120%；活動積溫增加80～190℃；日照時數(shù)大部增加50～380 h。

與上年同期相比，光溫水氣候資源比上年度好；氣象災害情況（蕾薹期凍害、花期凍害、大風災害等）與上年度相當；菌核病發(fā)生適宜氣象條件與上年度相當（表5）。綜上所述，薹花—角果成熟期氣象條件好于上年度。

圖4 2019—2020 年度油菜薹花—角果成熟期累計降水量（A）、≥0℃積溫（B）、累計日照時數(shù)（C）

表4 2018—2020 年度湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)薹花—角果成熟期氣象條件對比

表5 2018—2020 年度湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)薹花—角果成熟期氣象災害對比

3 小結(jié)與討論

降水量、活動積溫與日照時數(shù)是影響油菜生長發(fā)育的關鍵氣象條件，通過比較分析湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)2019—2020 年度播種—育苗期、越冬期及薹花—角果成熟期（即全生育期）與2018—2019 年度氣象條件的差異，并以圖表形式予以直觀展示。結(jié)果顯示，2019—2020 年度油菜全生育期的氣象條件總體優(yōu)于2018—2019 年度，而這2 個年度的氣象災害發(fā)生情況和菌核病發(fā)生適宜氣象條件相當，也是近年來發(fā)生最輕的2 a，與湖北省植保總站定案調(diào)查結(jié)果一致（未公開數(shù)據(jù)）。

在分析影響油菜全生育期正常生長氣象條件時，應通過對歷史數(shù)據(jù)的挖掘，借助主成分分析方法找出產(chǎn)生主要影響的氣象因素，即抓住蕾薹期、花期等關鍵期的凍害、花期—角果成熟期大風災害、菌核病萌發(fā)適宜氣溫等關鍵指標對比分析，由此從眾多氣象條件中把握住主要矛盾，為指導當年油菜生產(chǎn)提供依據(jù)。