灣灘河蔬菜壩區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源分析

黃桂東，胡凈，高紅梅

（1.黔南州氣象局，貴州，558000；2.羅甸縣氣象局）

氣候條件是作物生長(zhǎng)中不可或缺的必要條件，作物必須在適宜的氣候條件下才能良好生長(zhǎng)，形成好的品質(zhì)和高的產(chǎn)量，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益[1，2]。黔南州地理環(huán)境以山地為主，各地氣候差異較大，各個(gè)山間壩區(qū)的氣候特點(diǎn)豐富復(fù)雜。平坦壩區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)除了優(yōu)質(zhì)糧食作物以外，還發(fā)展了蔬菜、藥材等經(jīng)濟(jì)效益較高的產(chǎn)業(yè)[3]，一些壩區(qū)建設(shè)成為現(xiàn)代高效生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，貴州省龍里縣灣灘河壩區(qū)就是其中之一。根據(jù)黔南州氣象部門在灣灘河蔬菜種植基地（壩區(qū)）內(nèi)及周邊的自動(dòng)氣象觀測(cè)站觀測(cè)到的氣象資料，利用氣候統(tǒng)計(jì)方法，總結(jié)出壩區(qū)與蔬菜等作物種植相關(guān)的小氣候特征，為產(chǎn)業(yè)增收做好氣象服務(wù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

灣灘河壩區(qū)內(nèi)有2個(gè)區(qū)域自動(dòng)氣象站，分別為位于壩區(qū)西部的灣寨和位于東部的羊場(chǎng)兩要素觀測(cè)站。研究數(shù)據(jù)以灣灘河鎮(zhèn)所在地的羊場(chǎng)觀測(cè)站的為主，以灣寨觀測(cè)站的數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充，選取2個(gè)觀測(cè)站較穩(wěn)定的2010年5月至2022年4月的數(shù)據(jù)，觀測(cè)要素為氣溫和降水量。從氣溫?cái)?shù)據(jù)中整理出平均氣溫、最高、最低氣溫，從降水量數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)日降水量及月、季、年等時(shí)間段的數(shù)據(jù)。干旱、暴雨、凝凍等災(zāi)害由降水、氣溫統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出。氣溫整理，用日平均氣溫計(jì)算月、季、年平均氣溫，1個(gè)月中缺漏的日平均氣溫用龍里縣站的氣溫序列作為參照值進(jìn)行訂正補(bǔ)充，最高、最低氣溫值與周邊測(cè)站及龍里縣城測(cè)站進(jìn)行比較，去除異常值，在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中挑選極值或進(jìn)行平均統(tǒng)計(jì)。降水量用羊場(chǎng)觀測(cè)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)明顯異常值進(jìn)行甄別，較長(zhǎng)時(shí)間的缺失數(shù)據(jù)用灣寨站的補(bǔ)充。使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象條件分析

光、溫、水是農(nóng)作物生長(zhǎng)最基本的氣象條件，萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)，太陽(yáng)輻射直接影響作物的光合作用，溫度的高、低，水分的多、少，持續(xù)時(shí)間及變化規(guī)律等影響作物的生長(zhǎng)。由于灣灘河壩區(qū)內(nèi)的觀測(cè)站只有氣溫與降水2個(gè)要素，因此著重分析氣溫、降水情況。

①熱量條件 2010年5月至2022年4月，壩區(qū)的年平均氣溫為15.6℃。其中，2011年和2012年的年平均氣溫均為14.7℃，低于平均值，2013-2021年連續(xù)9 a都大于或等于平均值，即15.6～16.1℃。最低月平均氣溫是1月的5.3℃，最高是7月的23.8℃。年平均最高氣溫為20.4℃，各月平均最高氣溫為8.6℃（1月）至29.3℃（8月），極端最高氣溫為37℃，出現(xiàn)在2016年8月15日；年平均最低氣溫為12.9℃，各月平均最低氣溫為3.0℃（1月）至20.8℃（7月），極端最低氣溫為-4.6℃，出現(xiàn)在2013年1月4日、2013年12月18日、2014年1月14日（圖1）。

圖1 月平均氣溫

壩區(qū)年平均活動(dòng)積溫為5624℃，10℃以上活動(dòng)積溫4873.8℃，15℃以上活動(dòng)積溫3859.4℃。日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)10℃的平均初日是3月21日，平均終日是11月16日，有8個(gè)月的時(shí)間為喜溫作物的生長(zhǎng)期，而喜溫作物的活躍生長(zhǎng)期（即氣溫穩(wěn)定通過(guò)15℃的時(shí)期）是4月21日至10月12日。

無(wú)霜期也是熱量指標(biāo)。壩區(qū)的觀測(cè)站沒(méi)有觀測(cè)地面溫度，因此本研究用氣溫判別霜凍日。根據(jù)《作物霜凍等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》[4]中主要蔬菜等霜凍指標(biāo)，壩區(qū)中種植的青椒、黃瓜苗期的最低氣溫低于2.5℃或2℃就會(huì)產(chǎn)生輕霜凍，因此將壩區(qū)日最低氣溫＜3℃作為霜凍指標(biāo)。2010年5月至2022年4月，壩區(qū)平均初霜日期為11月28日，終霜日期為3月5日，無(wú)霜期天數(shù)為267 d，最早初霜出現(xiàn)在10月31日，最晚為12月8日；最早終霜出現(xiàn)在1月23日，最晚終霜日期4月3日。

②水分條件 壩區(qū)年均降水量1400.6 mm，全年分布中以6月的300.1 mm為最多，12月的28.6 mm最少，5～10月是一年中降雨較集中的時(shí)間，6個(gè)月的降水總量占全年的77.5%。年降水量最少的是2011年的997.6 mm，最多的是2015年的1777.5 mm，年際變化較大，降水量按100 mm分組，1200～1300 mm出現(xiàn)4次，頻率最高，1300 mm以下的保證率為90.9%（表1）。

表1 壩區(qū)年降水量分級(jí)出現(xiàn)頻率和保證率（2011-2021年）

2.2 壩區(qū)氣象災(zāi)害分析

①干旱 根據(jù)干旱標(biāo)準(zhǔn)和壩區(qū)降水量進(jìn)行氣象干旱分析。按季節(jié)分析春夏秋冬干旱，指標(biāo)主要用干旱時(shí)段持續(xù)日數(shù)（Dc），并參考降水距平百分率（Pa）劃分干旱的發(fā)生及發(fā)生程度[5]。2010年5月至2021年12月，灣灘河壩區(qū)幾乎每年都有干旱出現(xiàn)。12 a中，春旱出現(xiàn)5次、夏旱出現(xiàn)4次，秋旱、冬旱均為7次，但除2011年出現(xiàn)特重夏旱外，其余干旱都是輕、中級(jí)。雖然壩區(qū)內(nèi)有河流貫穿，出現(xiàn)較重的氣象干旱時(shí)，可以提水灌溉田土，但會(huì)增加生產(chǎn)成本。

②洪澇 山間壩區(qū)地勢(shì)較低，一旦出現(xiàn)暴雨和強(qiáng)降水，極易形成洪澇災(zāi)害和漬害。2010年5月至2022年4月，壩區(qū)羊場(chǎng)觀測(cè)站共測(cè)得24 h降水量≥50 mm的次數(shù)為51次，平均每年達(dá)4.3次；24 h降水量≥100 mm的次數(shù)為12次，平均每年1次。各月中，6月出現(xiàn)暴雨的次數(shù)最多，7月次之，2個(gè)月的次數(shù)和占總次數(shù)的56.9%，這2個(gè)月的大暴雨發(fā)生次數(shù)占總次數(shù)的66.7%，1、2、4、11、12月沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)暴雨（圖2）。暴雨天氣由于降雨持續(xù)時(shí)間短，強(qiáng)度大，在壩區(qū)相對(duì)低洼平坦的地方，容易造成洪澇災(zāi)害。每年壩區(qū)都會(huì)因暴雨產(chǎn)生洪澇災(zāi)害或漬害，暴雨是壩區(qū)為害最明顯和最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害。但較長(zhǎng)時(shí)間的干旱少雨天氣下，暴雨又是緩解干旱的有利天氣過(guò)程，如2011年9月30日至10月2日的暴雨結(jié)束了長(zhǎng)時(shí)間的干旱。春末夏初的暴雨天氣為夏耕夏種提供了水分。

圖2 壩區(qū)暴雨各月出現(xiàn)次數(shù)

③低溫陰雨 a.凝凍。將日最低氣溫≤0℃、有降水（降水量＞0.1 mm）作為凝凍日[6]。壩區(qū)2010年5月至2022年4月共出現(xiàn)83 d凝凍，均出現(xiàn)在12月到翌年2月，其中12月共25 d，1月41 d，2月17 d，平均每年7 d。

b.倒春寒。根據(jù)貴州氣象災(zāi)害的劃分標(biāo)準(zhǔn)（氣業(yè)發(fā)[1997]18號(hào)），倒春寒一般指3月21日至4月30日，日平均氣溫≤10℃，持續(xù)3 d或3 d以上（從第4天開(kāi)始，允許有間隔1 d的日平均氣溫≥10.5℃）的天氣過(guò)程。2011-2022年，壩區(qū)共出現(xiàn)5次倒春寒，其中2011年3月出現(xiàn)7 d重級(jí)倒春寒，2016年3月出現(xiàn)1次6 d的中級(jí)倒春寒，2013年4月中旬、2014年和2020年3月各出現(xiàn)了1次3 d的輕級(jí)倒春寒。

c.秋風(fēng)。夏末秋初，北方冷空氣南下時(shí)出現(xiàn)低溫并伴陰雨天氣，常使一些作物的花藥不能正常開(kāi)裂，花粉粘連或破裂，作物喪失活力，嚴(yán)重影響作物結(jié)實(shí)，這種天氣過(guò)程稱為秋風(fēng)。貴州秋風(fēng)指每年8月1日至9月10日，將出現(xiàn)日平均氣溫≤20.0℃，并持續(xù)2 d或以上的天氣定為秋風(fēng)天氣過(guò)程。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：持續(xù)2～3 d定為輕級(jí)；持續(xù)4～5 d定為中級(jí)；持續(xù)6～8 d定為重級(jí)；持續(xù)9 d及以上，定為特重級(jí)。2010-2021年，壩區(qū)共出現(xiàn)4次秋風(fēng)天氣，其中，2015年8月下旬出現(xiàn)1次6 d的重級(jí)秋風(fēng)，2013、2018年9月上旬分別出現(xiàn)1次5 d和4 d的中級(jí)秋風(fēng)，2010年8月下旬出現(xiàn)1次3 d的輕級(jí)秋風(fēng)。

d.秋綿雨。是指入秋后（9～11月），連續(xù)5 d或5 d以上日降雨量≥0.1 mm的持續(xù)陰雨天氣。在貴州，秋綿雨過(guò)程持續(xù)5～10 d為輕級(jí)、11～15 d為中級(jí)、16～20 d為重級(jí)、大于20 d為特重級(jí)。2010-2021年，壩區(qū)共出現(xiàn)秋綿雨28次，每年均有出現(xiàn)，其中，輕級(jí)最多，為22次，占總次數(shù)的78.6%，中級(jí)出現(xiàn)3次，占總次數(shù)的10.7%，重級(jí)1次，占總次數(shù)的3.6%，特重級(jí)2次，占總次數(shù)的7.1（表2）。

表2 壩區(qū)秋綿雨各年分級(jí)出現(xiàn)次數(shù) 次

2.3 壩區(qū)主要農(nóng)作物氣象適宜性分析

雖然龍里灣灘河壩區(qū)海拔在1000 m以上，但10℃以上活動(dòng)積溫為4873.8℃，7月平均氣溫23.8℃，熱量條件適合喜溫作物生長(zhǎng)[7]，并且可以種植3茬蔬菜。

茭白、蓮藕等耐寒多年宿根蔬菜，夏季能耐高溫，冬季宿根可耐-15～-10℃[8]。壩區(qū)極端最高氣溫37℃，極端最低氣溫-4.6℃，年降水量1300 mm（保證率91%），又有河流貫穿境內(nèi)，適宜在河流兩岸種植。

菠菜、蔥、蒜及某些品種的大白菜等耐寒蔬菜，能耐-2～-1℃的低溫，短期可耐-10～-5℃的低溫，壩區(qū)可秋冬播種露地生長(zhǎng)。蘿卜、芹菜、豌豆、甘藍(lán)、大白菜等半耐寒蔬菜冬季也可以在壩區(qū)露地生長(zhǎng)。

由于不能忍受5℃以下的低溫，且在10～15℃條件下授粉不良，茄子、黃瓜、番茄、辣椒、菜豆等喜溫蔬菜是壩區(qū)主要的春種蔬菜。茄子、黃瓜、番茄，經(jīng)大棚育苗或購(gòu)買商品苗可以在3月下旬至4月移栽種植。茄子生長(zhǎng)適宜溫度20～25℃，最高30～40℃，最低10～15℃，其喜水，要注意經(jīng)常保持土壤濕潤(rùn)；番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期適宜溫度在25℃左右，果實(shí)發(fā)育期最適宜溫度24～30℃，全生育期需90～150 d，需水量400～600 mm；黃瓜生長(zhǎng)期適宜氣溫20～25℃。灣灘河壩區(qū)5～6月降水量512.4 mm，豐富的水分資源給茄子等作物的定植提供了水分保障，但降雨大，土壤濕度增大，需注意田間排水，及時(shí)防治病蟲(chóng)害。壩區(qū)4～8月平均氣溫16.4～23.8℃，平均最高氣溫22.1～29.3℃，適宜茄子、黃瓜生長(zhǎng)。番茄需水量較大，但又不必經(jīng)常大量灌溉，空氣潮濕、連續(xù)陰雨條件下會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)不良，病害嚴(yán)重，壩區(qū)一年中降水量較豐富的4～10月需注意防范連陰雨天氣對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

對(duì)灣灘河壩區(qū)的氣候條件分析得到如下較為精細(xì)的可用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的壩區(qū)氣候資源特征。

①壩區(qū)年平均氣溫15.6℃，≥10℃活動(dòng)積溫為4873.8℃，極端最高氣溫37℃，極端最低氣溫-4.6℃。

②壩區(qū)年降水量1400.6 mm，降水集中在5～10月，年降水量1300 mm的保證率為90.9%。

③壩區(qū)內(nèi)主要?dú)庀鬄?zāi)害有干旱、洪澇、低溫陰雨等。

④壩區(qū)適宜種植茄子、黃瓜、番茄、大白菜等多種蔬菜。

3.2 討論

壩區(qū)內(nèi)自動(dòng)氣象觀測(cè)站觀測(cè)到的數(shù)據(jù)能夠較精確地反映當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r，可以得到較精細(xì)的氣候特征，但由于觀測(cè)站的觀測(cè)要素只有氣溫和降水，沒(méi)有光照、地溫等與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也密切相關(guān)的資料數(shù)據(jù)可供分析，使壩區(qū)的氣候資源分析不夠完善。

壩區(qū)氣候?qū)r(nóng)作物的影響及適宜性分析還需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，對(duì)作物各生育期的生長(zhǎng)狀況的分析還需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)才能更好地完成。