氣候變化背景下洞庭山碧螺春茶生長(zhǎng)氣象條件分析

趙靜嫻 陶正達(dá) 王俊 謝潔 李浩宇

摘要：文章分析了近10年氣候條件對(duì)碧螺春茶生長(zhǎng)的影響，討論了碧螺春茶新梢萌發(fā)與氣溫的關(guān)系。結(jié)果表明，氣溫是影響碧螺春新梢萌發(fā)的重要因素，近10年氣候變暖對(duì)碧螺春茶的影響主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：夏秋季高溫天氣增多，不利于茶樹生長(zhǎng)，導(dǎo)致次年茶葉產(chǎn)量下降;冬春季低溫和倒春寒天氣減少，茶樹被凍害的概率減小，有利于茶葉產(chǎn)量增加;采摘期間氣溫升高，茶芽生長(zhǎng)快速，導(dǎo)致高檔碧螺春產(chǎn)量降低。研究結(jié)果對(duì)于碧螺春采摘期的預(yù)測(cè)和提高碧螺春茶對(duì)災(zāi)害氣候的抵御能力具有參考意義。

關(guān)鍵詞：洞庭山;氣候變化;碧螺春;氣象條件

Analysis of Meteorological Conditions for the

Growth of Biluochun Tea under the

Climate Change in Dongting Mountain

ZHAO Jingxian1， TAO Zhengda1， WANG Jun1， XIE Jie1， LI Haoyu2

1. Suzhou Wuzhong District Meteorological Bureau， Suzhou 215128， China;2. Dongshan Agriculture and Forestry Service Center， Suzhou Wuzhong District， Suzhou 215100， China

Abstract： The impacts of climate conditions in recent 10 years on Biluochun tea were analyzed in the paper. The rela-

tionship between the germination of Biluochun tea and temperature was further analyzed. The results show that

temperature is an important factor affecting the germination of Biluochun. The impacts of climate warming in the

last ten years on Biluochun tea were manifested in three aspects： The increase of high temperature events in summer and

autumn inhibited the growth of tea plants leading to the decrease of tea yield in the next year. With the decrease of

low temperature events and cold spring incidents， the probability of frost damage decreased， which was conducive to

the increase of tea yield. The tea bud grew rapidly as temperature rose during the picking period. Not having enough

time to pick the tea leaded to the reduction of high-quality tea yield.

Keywords： Dongting Mountain， climate change， Biluochun， meteorological condition

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著全球氣候變暖，觀測(cè)到許多新的氣候變化。氣候條件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，氣候變暖將縮短農(nóng)作物的生長(zhǎng)期，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和種植分布均會(huì)發(fā)生變化[1-4]。因此，了解氣候變化的特征，并嘗試應(yīng)對(duì)氣候變化，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的災(zāi)害氣候抵御力，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。

洞庭碧螺春茶已有千年的歷史，是中國(guó)十大名茶之一[5]，以每年春分至谷雨期間的鮮葉加工而成。研究洞庭山小氣候的變化特征及近年來(lái)氣候條件對(duì)碧螺春茶生長(zhǎng)的影響，可為保障碧螺春茶穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。為此，本研究分析了近40年碧螺春茶產(chǎn)地氣候變化特征和近10年氣候條件對(duì)碧螺春茶生長(zhǎng)的影響，并根據(jù)2020年碧螺春茶的生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了碧螺春茶新梢生長(zhǎng)與氣溫的關(guān)系。為科學(xué)布局茶葉生產(chǎn)，促進(jìn)碧螺春茶對(duì)災(zāi)害氣候的抵御能力，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供科學(xué)參考。

一、資料與方法

洞庭山地處蘇州市的西南部，太湖的東南部，分為東洞庭山和西洞庭山，地貌主要分為低山、丘陵、山塢、濱湖和低地，碧螺春茶樹種植區(qū)域主要分布在低山、淺塢、濱湖區(qū)域。洞庭山屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明、溫暖濕潤(rùn)、日照充足、無(wú)霜期較長(zhǎng)，常年平均氣溫16.5 ℃，年降水量1 176.3 mm，日照1 870.7 h，相對(duì)濕度77%，獨(dú)特的地理及小氣候環(huán)境是碧螺春成為優(yōu)質(zhì)名茶的首要條件之一。

本研究采用吳中區(qū)東山氣象站1981年1月至2020年12月的氣溫、降水、日照等氣象資料。碧螺春茶新梢生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于東山鎮(zhèn)農(nóng)林服務(wù)中心。自2020年2月26日起，隨機(jī)選取10個(gè)碧螺春的茶芽作為監(jiān)測(cè)樣本，每日測(cè)量樣本茶芽的長(zhǎng)度，直到茶芽生長(zhǎng)到一芽一葉初展符合采摘標(biāo)準(zhǔn)為止。2015—2020年碧螺春茶的產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源于吳中區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局。

對(duì)東山氣象站的歷史觀測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用一元線性回歸方法計(jì)算氣候變化的趨勢(shì)，并采用t檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。分析比較常年的氣候態(tài)（1981—2010年）與近10年的氣候態(tài)的變化特征。結(jié)果表明，茶芽萌動(dòng)的速度與溫度密切相關(guān)，當(dāng)日平均氣溫上升到8 ℃以上時(shí)，茶芽開始萌動(dòng)。本研究將日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)8 ℃（連續(xù)5 d日均氣溫≥8 ℃）的初日作為茶芽開始萌動(dòng)的日期（表1）。

根據(jù)碧螺春茶適宜的天氣條件綜合分析近10年的氣候條件對(duì)碧螺春茶生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，深入分析碧螺春茶新梢生長(zhǎng)和氣溫的關(guān)系。

茶芽的萌發(fā)期主要受氣溫的影響[6]。茶芽萌動(dòng)后，當(dāng)氣溫接近或者低于0 ℃時(shí)，茶芽容易發(fā)生凍害，本研究將茶芽萌動(dòng)后最低氣溫≤0 ℃的天數(shù)，作為評(píng)估倒春寒天氣對(duì)碧螺春茶產(chǎn)量和品質(zhì)影響的依據(jù)。秋季干旱也經(jīng)常導(dǎo)致茶樹生長(zhǎng)遲緩，使茶芽萌發(fā)時(shí)間延遲，產(chǎn)量降低。降水距平百分率反映了某一時(shí)段降水與同期平均狀態(tài)的偏離程度，根據(jù)氣象干旱等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本研究將月累計(jì)降水量距平百分率≤-40%，且月累計(jì)降水量≤50 mm的月份定義為干旱時(shí)段。

二、結(jié)果與分析

1. 碧螺春原產(chǎn)地氣候變化特征

從洞庭山地區(qū)近40年氣溫的整體變化（圖1）來(lái)看，氣溫呈上升趨勢(shì)，常年氣候態(tài)（1981—2010年）的平均氣溫為16.46 ℃，而近10年（2011—2020年）平均氣溫為17.34 ℃，較常年氣候態(tài)升高了0.88 ℃。由此可見(jiàn)，洞庭山小氣候在過(guò)去40年間總體呈現(xiàn)變暖的趨勢(shì)。

從極端最高氣溫來(lái)看，近40年最高氣溫有升高的趨勢(shì)，近10年有2年的最高氣溫超過(guò)了39 ℃，分別出現(xiàn)在2013年和2017年。洞庭山地區(qū)的極端最低氣溫在近40年內(nèi)無(wú)明顯的變化趨勢(shì)，但2016年出現(xiàn)了40年極端最低氣溫的最低值，為-7.6 ℃（圖2）?？傮w來(lái)看，近40年來(lái)最高氣溫在升高，最低氣溫可能創(chuàng)歷史新低。從高溫和低溫天氣發(fā)生的頻率來(lái)看，近40年來(lái)，高溫天氣（≥35 ℃）出現(xiàn)頻率增加，低溫天氣（≤0 ℃）出現(xiàn)頻率降低（圖3）。

從光照和降水量（圖4）來(lái)看，近40年洞庭山地區(qū)的年平均降水量為1 175 mm，日照時(shí)數(shù)平均為1 879 h，降水和日照時(shí)數(shù)無(wú)明顯變化趨勢(shì)，但年較差大。其中，2003年和2011年降水量明顯偏少，1993年、1999年和2016年降水量明顯偏多;1999年日照時(shí)長(zhǎng)明顯偏短，2013年日照時(shí)長(zhǎng)明顯偏長(zhǎng)。

綜合來(lái)看，在全球氣候變暖的背景下，洞庭山的小氣候也存在明顯變暖的現(xiàn)象，除了平均氣溫升高外，還表現(xiàn)為最高氣溫升高和高溫天氣發(fā)生頻率增加。低溫天氣發(fā)生頻率有減小的趨勢(shì)，但是最低氣溫值在近10年創(chuàng)了新低。降水和光照方面無(wú)明顯變化，但年較差大。

2. 近10年氣候條件對(duì)碧螺春茶生長(zhǎng)的影響

從近10年的極端天氣情況（表2）來(lái)看，受高溫影響的年份主要有2013年、2016年、2017年和2020年;受倒春寒天氣影響的年份主要有2011年、2012年、2014年和2018年;受干旱影響的年份主要有2011年和2019年。

碧螺春茶的產(chǎn)量除了受極端天氣的影響外，主要還受采摘期間的氣溫和降水影響。采摘期氣溫偏高，易導(dǎo)致茶芽瘋長(zhǎng)，來(lái)不及采摘，從而導(dǎo)致高檔碧螺春產(chǎn)量下降;采摘期降水偏多，氣溫偏低會(huì)引起茶芽滯長(zhǎng)，導(dǎo)致茶葉產(chǎn)量下降。從2011—2020年碧螺春春茶采摘期氣溫和最長(zhǎng)連續(xù)降水天數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表3）來(lái)看，2012年、2014年、2018年、2019年和2020年采摘期氣溫偏高，日最高氣溫≥20 ℃的天數(shù)均在10 d以上，導(dǎo)致茶芽快速生長(zhǎng)，高檔碧螺春產(chǎn)量下降;2015年和2020年降水天氣偏多，不利于采摘，導(dǎo)致高檔碧螺春產(chǎn)量下降。

根據(jù)吳中區(qū)農(nóng)業(yè)局提供的碧螺春茶歷年的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，碧螺春茶產(chǎn)量受影響的年份主要是2016年、2017年、2018年和2020年。其中，2016年、2020年碧螺春茶單位面積產(chǎn)量整體減少，2018年高品質(zhì)碧螺春產(chǎn)量明顯下降。綜合天氣條件來(lái)看，2016年采摘期的氣溫偏低，導(dǎo)致當(dāng)年碧螺春茶產(chǎn)量明顯下降。2018年采摘期間氣溫明顯偏高，茶葉來(lái)不及采摘，從而導(dǎo)致高檔碧螺春明顯減產(chǎn)。2020年的茶葉產(chǎn)量主要受前期秋季干旱的影響以及采摘期間降水天氣的影響，導(dǎo)致茶葉總產(chǎn)量和高檔碧螺春產(chǎn)量均下降。

采摘期間的氣溫在9～20 ℃，有利于茶芽平穩(wěn)生長(zhǎng)[6-8]，近10年每年日最高氣溫≥20 ℃的天數(shù)平均有9.7 d，當(dāng)氣溫超過(guò)20 ℃時(shí)，茶芽生長(zhǎng)迅速，2012年、2014年、2018年、2019年和2020年，碧螺春采摘期氣溫較高，茶芽生長(zhǎng)較快，采摘時(shí)段比較集中，來(lái)不及采摘會(huì)縮短采摘期，導(dǎo)致高品質(zhì)的碧螺春茶減產(chǎn)。

綜上所述，近10年影響碧螺春茶產(chǎn)量的主要天氣要素為氣溫，其影響主要表現(xiàn)為3個(gè)方面：一是夏秋季高溫天氣增多，不利于茶樹生長(zhǎng)，導(dǎo)致次年茶葉產(chǎn)量下降;二是冬春季低溫和倒春寒天氣減少，茶樹被凍害的概率減小，有利于茶葉產(chǎn)量增加;三是采摘期間的氣溫升高，茶芽生長(zhǎng)快速，來(lái)不及采摘，導(dǎo)致高檔碧螺春產(chǎn)量降低。

3. 碧螺春茶新梢萌發(fā)與氣溫的關(guān)系

2020年2月26日開始，對(duì)隨機(jī)選取的10個(gè)碧螺春茶芽生長(zhǎng)速率的監(jiān)測(cè)結(jié)果（圖5）顯示，茶芽平均以0.95 mm/d的速率生長(zhǎng)，2020年3月15日長(zhǎng)至30 mm以上，3月16日碧螺春茶開始大面積開采。其中，2月26日至3月6日，茶芽生長(zhǎng)的平均速率為0.78 mm/d，而3月7—15日，茶芽生長(zhǎng)加快，平均速率為1.14 mm/d。

積溫指日平均氣溫超過(guò)10 ℃持續(xù)期間日平均氣溫的累計(jì)值，碧螺春茶新梢萌發(fā)期間氣溫和積溫變化如圖6。從圖5、圖6可知，平均氣溫變化和新梢萌發(fā)速度走勢(shì)一致，這驗(yàn)證了氣溫對(duì)茶芽生產(chǎn)影響的重要性。2020年3月6日之前，日均氣溫基本在10 ℃以下，3月6日以后，氣溫上升至10 ℃以上，因此，茶芽生長(zhǎng)速率在3月7日存在一個(gè)突變。這表明氣溫達(dá)到10 ℃以上時(shí)，有利于茶芽生長(zhǎng)，而當(dāng)氣溫低于10 ℃時(shí)，茶芽生長(zhǎng)緩慢。此外，積溫曲線和茶芽長(zhǎng)度變化曲線走勢(shì)一致，當(dāng)積溫達(dá)到100 ℃時(shí)，茶芽長(zhǎng)度達(dá)到20 mm左右;當(dāng)積溫達(dá)到200 ℃時(shí)，茶芽長(zhǎng)度達(dá)到30 mm左右。3月7日以后，積溫和茶芽長(zhǎng)度均近似線性變化。積溫每增加100 ℃，茶芽生長(zhǎng)10 mm。積溫達(dá)到200 ℃時(shí)，碧螺春茶達(dá)到一芽一葉的采摘標(biāo)準(zhǔn)。

三、結(jié)論

1981—2020年，碧螺春原產(chǎn)地洞庭山地區(qū)氣溫顯著升高，線性趨勢(shì)為0.05。近10年的平均氣溫較常年氣候態(tài)升高了0.88 ℃。除了平均氣溫升高外，還表現(xiàn)為最高氣溫升高和高溫天氣頻率增加。低溫天氣發(fā)生概率有減小的趨勢(shì)，但是最低氣溫值在近10年創(chuàng)了新低。

近10年，影響碧螺春產(chǎn)量的主要天氣要素為氣溫，夏秋季高溫天氣增多，不利于茶樹生長(zhǎng)，導(dǎo)致次年茶葉產(chǎn)量下降;冬春季低溫和倒春寒天氣減少，茶樹凍害概率減小，有利于茶葉產(chǎn)量增加。此外，采摘期間的氣溫升高，茶芽生長(zhǎng)快速，來(lái)不及采摘，導(dǎo)致高檔碧螺春產(chǎn)量降低。碧螺春新梢萌發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，日均氣溫達(dá)到10 ℃以上時(shí)有利于茶芽生長(zhǎng)，并且當(dāng)積溫達(dá)到200 ℃左右，碧螺春茶芽基本達(dá)到采摘標(biāo)準(zhǔn)。

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