密云區(qū)主要果樹春季低溫凍害規(guī)律分析及建議

李翔宇，李秋月，徐柳溪

（1.北京市密云區(qū)氣象局，北京 101500；2.北京市氣候中心，北京 100089）

春季低溫是我國華北地區(qū)常見的一種氣象災(zāi)害，會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定不利影響[1]。春季處于早期生長發(fā)育階段的植物對溫度變化非常敏感，氣溫小幅波動就可能會對其產(chǎn)生嚴(yán)重影響[2]。近年來，國內(nèi)開展了針對春季低溫凍害天氣的一系列研究。韓秀君等發(fā)現(xiàn)冷渦是遼寧省春季持續(xù)低溫產(chǎn)生的主要原因[3]。蔡廣珍等從天氣學(xué)特征和農(nóng)業(yè)災(zāi)情角度對甘肅省臨夏回族自治州的春季低溫凍害進行分析，提出關(guān)于臨夏的春季低溫凍害防御措施建議[4-5]。趙玉兵[6]、張淑敏[7]、商佳胤[8]等研究華北地區(qū)春季低溫對蘋果、葡萄、桃、杏、櫻桃等果樹的凍害影響，提出合理種植建議。

密云區(qū)地處北京市東北部，面積廣闊，土地肥沃，水源充足，農(nóng)產(chǎn)品資源豐富，近些年大力打造精品、特色農(nóng)業(yè)，2020年密云區(qū)果園總面積4 778.1 hm2，果品年產(chǎn)量4.2萬噸，產(chǎn)值達4.6億元。但是，密云地區(qū)林果業(yè)種植在很大程度上受到氣象條件制約，以2018年為例，3月下旬密云平均氣溫穩(wěn)定通過10℃，各種果樹進入展葉期、花期，4月4日至8日，受冷空氣影響，密云出現(xiàn)大范圍低溫天氣，大部分地區(qū)最低氣溫降至0℃以下，持續(xù)時間長達5 d，直接導(dǎo)致當(dāng)年蘋果、梨、桃、杏等果樹大面積減產(chǎn)，果品年產(chǎn)量較2017年降低20%。因此，針對影響密云主要果樹春季低溫凍害天氣特征研究亟待展開，探究其發(fā)生、分布、變化規(guī)律，提出合理區(qū)劃與種植建議。

1 資料與方法

1.1 資料來源

按照地理位置，將密云地區(qū)劃分為西北區(qū)域、北部區(qū)域、東北區(qū)域、西南區(qū)域、東南區(qū)域5個果樹種植區(qū)，分別選取能夠代表果樹種植區(qū)域氣象條件的馮家峪氣象站、上甸子大氣本底站、新城子氣象站、密云國家基準(zhǔn)氣候站、大城子氣象站觀測數(shù)據(jù)進行分析。統(tǒng)計所選氣象觀測站2006-2020年春季（3-5月）氣溫數(shù)據(jù)，研究中所選用的其他分析指標(biāo)如果樹種類、產(chǎn)值、產(chǎn)量等資料自2006-2020年《密云年鑒》中獲取。

1.2 春季低溫凍害的選取

密云地區(qū)春季冷空氣活動頻繁，氣溫變化較為劇烈，有些年份前期氣溫持續(xù)偏高，但后期受冷空氣影響氣溫顯著降低，出現(xiàn)“倒春寒”天氣。密云地區(qū)主要果樹（蘋果、梨、桃等）的春季低溫凍害常發(fā)生在植物展葉期、花期，也就是春季氣溫回暖之后植物開始生長的初始階段。因此，本研究將2006-2020年密云春季滑動平均氣溫序列連續(xù)5天大于10℃（10℃是大部分喜溫植物適宜生長的起始溫度）對應(yīng)的第一個大于10℃日期定義為起始日期（表1），在起始日期后出現(xiàn)最低氣溫小于果樹凍害溫度臨界值的情況定義為出現(xiàn)春季低溫凍害。

表1 2006-2020年密云主要果樹展葉期、花期起始時間

2 結(jié)果與分析

2.1 密云區(qū)主要果樹種類、產(chǎn)量、區(qū)域分布分析

2006-2020年果品產(chǎn)量統(tǒng)計資料顯示（表2），密云各類果品平均年產(chǎn)量約7.1萬噸，包括：梨（23.4%）、蘋果（19.4%）、板栗（17.3%）、山楂（7.7%）、核桃（5.6%）、杏（6.4%）、李子（4.9%）、桃（4.8%）、柿子（4.1%）、葡萄（4.1%）、其他（2.4%），其中，密云地區(qū)梨、蘋果、板栗的產(chǎn)量較高，比重之和約為60.0%。

表2 2006-2020年密云主要果樹平均年產(chǎn)量與產(chǎn)量占比

由于密云區(qū)主要果樹在不同時期的種植面積存在一定差異，因此選取2016-2020年果品產(chǎn)量統(tǒng)計資料，分別計算五個劃分區(qū)域中，各主要果樹平均年產(chǎn)量在全區(qū)果品總產(chǎn)量中的占比。計算結(jié)果顯示（表3），比重超過1%的果樹有西北區(qū)域的梨、板栗、山楂、杏；北部區(qū)域的梨、板栗；東北區(qū)域的梨、蘋果、板栗、山楂；西南區(qū)域的蘋果、板栗、核桃、杏、桃、柿子、葡萄；東南區(qū)域的梨、蘋果、板栗、山楂、核桃、杏、李子、桃、柿子、葡萄。密云區(qū)3種產(chǎn)量較高的果樹，梨的主產(chǎn)區(qū)在東南區(qū)域（產(chǎn)量占比12.3%），蘋果的主產(chǎn)區(qū)在東北區(qū)域（產(chǎn)量占比10.1%）；板栗的主產(chǎn)區(qū)在北部區(qū)域、東南區(qū)域（產(chǎn)量占比7.4%、6.3%）。

表3 2016-2020年密云各區(qū)域主要果樹產(chǎn)量百分比 單位：%

2.2 密云區(qū)主要果樹發(fā)生春季低溫凍害規(guī)律分析

密云地區(qū)春季冷空氣活動頻繁，主要果樹在展葉期、花期容易遭受低溫凍害。密云區(qū)主要果樹中板栗、山楂、柿子、葡萄的物候期相對偏晚，花期在5月前后，基本不受春季低溫影響，故以蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子這6種主要果樹作為研究對象，對2006-2020年密云區(qū)春季低溫凍害情況進行分析研究。通過實地調(diào)查密云地區(qū)春季低溫凍害發(fā)生情況，結(jié)合相關(guān)文獻資料，分別判定密云地區(qū)6種主要果樹展葉期、花期受凍臨界溫度（表4）。

表4 密云6種主要果樹低溫凍害臨界溫度 單位：℃

總體而言，2006-2020年密云區(qū)主要果樹在大多數(shù)年份并未遭受春季低溫凍害（2007年、2009年），或春季低溫凍害出現(xiàn)日數(shù)較少，但2010年、2018年、2020年頻繁出現(xiàn)春季低溫凍害，造成當(dāng)年果品產(chǎn)量明顯降低。據(jù)統(tǒng)計，2010年、2018年、2020年密云6種主要果樹（蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子）的產(chǎn)量相較前一年度（2009年、2017年、2019年），分別減少9.6%、21.1%、22.5%。

2006-2020年，密云地區(qū)蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子平均每年出現(xiàn)春季低溫凍害日數(shù)為2.1日、2.7日、3.5日、2.1日、4.5日、4.5日，密云區(qū)6種主要果樹春季低溫凍害出現(xiàn)日數(shù)從多到少依次為：杏、李子＞桃＞梨＞蘋果、核桃，其中杏和李子受災(zāi)日數(shù)是蘋果與核桃的2.1倍（圖1）。

圖1 2006-2020年密云6種主要果樹發(fā)生春季低溫凍害日數(shù)

選取密云地區(qū)果品產(chǎn)量最高的梨作為研究對象，計算2006-2020年5個劃分區(qū)域中，梨在各旬遭受低溫凍害日數(shù)以及占全年總受災(zāi)日數(shù)的比重。計算結(jié)果顯示（表5），密云地區(qū)春季低溫凍害出現(xiàn)時間主要集中在3月下旬至4月下旬，其中3月下旬至4月上旬時段受災(zāi)最為頻繁（5個劃分區(qū)域在這一時段的受災(zāi)比例分別為：70.0%、92.3%、68.8%、55.6%、77.8%），梨在北部區(qū)域出現(xiàn)春季低溫凍害的時間段幾乎集中在該時期。3月下旬至4月上旬，梨在密云西南區(qū)域出現(xiàn)低溫凍害日數(shù)最少，在密云西北區(qū)域、北部區(qū)域、東北區(qū)域受災(zāi)日數(shù)相對偏多，受災(zāi)日數(shù)分別是西南區(qū)域的2.8倍、2.4倍、2.2倍。

表5 2006-2020年梨在各時段發(fā)生春季低溫凍害日數(shù)與日數(shù)占比

計算2006-2020年5個劃分區(qū)域中密云6種主要果樹發(fā)生春季低溫凍害的日數(shù)，結(jié)果顯示（表6），低溫凍害出現(xiàn)日數(shù)存在較為明顯的地理性差異，北部區(qū)域、西南區(qū)域、東南區(qū)域的春季低溫凍害出現(xiàn)較少，西北區(qū)域、東北區(qū)域則是低溫凍害高發(fā)區(qū)，密云區(qū)6種主要果樹在西北區(qū)域受災(zāi)日數(shù)為西南區(qū)域的1.6～2.2倍，在東北區(qū)域受災(zāi)日數(shù)為西南區(qū)域的1.3～1.9倍。

表6 2006-2020年各劃分區(qū)域密云6種主要果樹發(fā)生春季低溫凍害日數(shù) 單位：d

3 討論與結(jié)論

密云區(qū)主要果樹為梨、蘋果、板栗、山楂、核桃、杏、李子、桃、柿子、葡萄。其中梨、蘋果和板栗的產(chǎn)量較高，比重之和約為60.0%，梨的主產(chǎn)區(qū)在東南區(qū)域，蘋果的主產(chǎn)區(qū)在東北區(qū)域，板栗的主產(chǎn)區(qū)在北部區(qū)域、東南區(qū)域。密云區(qū)主要果樹中，板栗、山楂、柿子、葡萄基本不會受到春季低溫凍害影響，蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子容易在展葉期、花期遭受春季低溫凍害，杏和李子受災(zāi)日數(shù)最多，蘋果、核桃受災(zāi)日數(shù)最少。由于桃、杏、李子在春季“先開花，后展葉”，受凍臨界溫度較“先展葉，后開花”的蘋果、梨、核桃偏高，故造成其受凍日數(shù)明顯偏多。密云區(qū)主要果樹春季低溫凍害出現(xiàn)時間主要集中在3月下旬至4月下旬，其中3月下旬至4月上旬受災(zāi)最為頻繁。3-4月密云地區(qū)多短波槽活動，氣溫起伏較大，3月下旬至4月上旬密云地區(qū)氣溫整體偏低，容易出現(xiàn)氣溫降至果樹受凍臨界溫度以下的情況，造成果樹低溫凍害。

密云地區(qū)春季低溫凍害出現(xiàn)日數(shù)存在較為明顯的地理性差異，北部區(qū)域、西南區(qū)域、東南區(qū)域的低溫凍害出現(xiàn)較少，西北區(qū)域、東北區(qū)域為受災(zāi)高發(fā)區(qū)。密云西北區(qū)域、東北區(qū)域地形基本為山地，晝夜溫差大，夜間最低氣溫下降明顯，如遇寒潮天氣過程，極端最低氣溫大多出現(xiàn)在西北區(qū)域、東北區(qū)域，受春季低溫凍害影響最為嚴(yán)重。建議西北區(qū)域、東北區(qū)域種植低溫凍害發(fā)生日數(shù)較少的蘋果、核桃，以及物候期較晚、合適山區(qū)種植的板栗、山楂、柿子，適當(dāng)減少梨、杏的種植。密云北部區(qū)域、西南區(qū)域、東南區(qū)域平原、山地兼具，受春季低溫凍害影響小，適合種植密云各類主要果樹。

4 結(jié)束語

本研究僅針對密云區(qū)主要果樹發(fā)生春季低溫凍害情況，提出合理區(qū)劃種植建議。春季低溫只是一個影響密云區(qū)主要果樹品質(zhì)、產(chǎn)量、商品性的重要致災(zāi)因子，其他致災(zāi)因子例如干旱、暴雨、寡照等也會在一定程度上造成不利影響，下一步，還需繼續(xù)開展多種氣象要素對果樹影響的研究，助力密云區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。