2020年延安兩次蘋果花期凍害成因分析及防御措施評(píng)估

楊愛琴，李桂英，楊 麗

(延安市氣象局，陜西延安 716000)

蘋果已成為延安規(guī)模最大、覆蓋面最廣、持續(xù)效益最長、對農(nóng)民增收和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)作用最強(qiáng)的農(nóng)業(yè)第一大支柱產(chǎn)業(yè)。截至2020年底，延安蘋果種植面積達(dá)到27萬hm2，是中國種植蘋果面積最大的地級(jí)市；延安蘋果總產(chǎn)量達(dá)到370萬t，占全國總產(chǎn)量的1/9，全球總產(chǎn)量的 1/20；延安農(nóng)村居民人均可支配收入12 845元，果業(yè)收入占農(nóng)村居民人均收入的 65%[1]。春季蘋果花期凍害是影響蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)形成的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一[2-3]，因此開展蘋果花期凍害成因分析具有十分重要的意義。近年來，許多學(xué)者對果樹花期凍害進(jìn)行了大量研究，有的從不同角度對果樹凍害成因進(jìn)行了分析[4-8]，有的從果樹凍害趨勢、凍害指標(biāo)等進(jìn)行了分析[9-11]，有些學(xué)者[12-15]對凍害防御進(jìn)行了研究。2020年春季延安出現(xiàn)兩次蘋果花期凍害過程，凍害長達(dá)10 d，屬歷史少見，蘋果種植區(qū)均遭受了不同等級(jí)的凍害，造成經(jīng)濟(jì)損失約1.16億元。本文分析凍害形成的氣象條件，評(píng)估延安市在蘋果花期凍害過程中采取的防御措施，以期減少凍害帶來的損失。

1 資料來源

利用2020年4月延安市國家氣象站常規(guī)氣象觀測資料、蘋果發(fā)育期觀測及凍害資料，分析蘋果花期凍害發(fā)生的氣象條件、果樹條件、凍害程度。數(shù)據(jù)均由CIMISS數(shù)據(jù)庫下載，凍害資料由延安市委農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室專家在凍害發(fā)生48 h后實(shí)地調(diào)研所得。

2 兩次凍害概況

2020年,延安市蘋果始花期為4月5—15日，較常年提前7～10 d。受冷空氣影響，2020年4月10—13日、20—25日延安市出現(xiàn)了兩次低溫凍害天氣過程。其中4月10—13日極端最低氣溫為-5.4～-0.5 ℃，吳起縣、志丹縣達(dá)寒潮，其余縣(區(qū)、市)為強(qiáng)冷空氣和中等強(qiáng)度冷空氣。4月20—25日持續(xù)6 d的凍害過程中，極端最低氣溫全市為-7.8～-2.0 ℃，較歷史同期，除寶塔區(qū)排第二位外，其余縣(區(qū)、市)全部突破了歷史極值，屬歷史罕見。據(jù)延安市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局調(diào)查，4月10—13日的低溫過程使得甘泉縣、志丹縣、寶塔區(qū)累計(jì)146.7 hm2果園受到輕度凍害。4月20—25日的低溫過程使得全市6 166.7 hm2果園發(fā)生了凍害，其中：輕度凍害約2 313 hm2，占37.5%；中度凍害約1 860 hm2，占30.2%；重度凍害約1 993 hm2，占32.3%。吳起縣、志丹縣、安塞區(qū)、甘泉縣凍害相對較重，其他縣(區(qū)、市)整體影響較小。

3 凍害成因分析

3.1 前期氣溫持續(xù)偏高，花期提前

2019年11月—2020年3月，延安月平均氣溫分別為3.9、-2.5、-3.6、0.5、6.6 ℃，與歷年同期比較，分別偏高1.6、1.4、2.1、2.1、2.2 ℃，氣溫持續(xù)偏高，使地溫快速回升，地面積溫滿足了蘋果樹生長需求，有助于果樹孕蕾，花期提前。毛明策等[16]研究表明，蘋果花期的遲早，與冬后≥0 ℃的積溫有關(guān)，積溫越高，花期越早。2019年11月—2020年3月，延安市≥0 ℃的平均積溫為384.1 ℃·d，較歷年同期(260.9 ℃·d)明顯偏高，造成花期較歷年(蘋果始花期在4月中下旬)提前7～10 d。

3.2 強(qiáng)冷空氣對花期凍害的影響

由于兩次凍害過程中均采取了防御措施，實(shí)際受凍率不能真實(shí)反映凍害程度，故只采取極端最低氣溫和持續(xù)時(shí)間確定凍害等級(jí)。

4月10—13日延安市出現(xiàn)的強(qiáng)降溫天氣過程，降溫于10日夜間開始，13日結(jié)束，極端最低氣溫出現(xiàn)在12日05—07時(shí)，為-5.4～-0.5 ℃，較歷史同期，偏低0.3～3.5 ℃，其中7個(gè)縣(區(qū)、市)偏低2.0 ℃ 以上。吳起縣、志丹縣48 h內(nèi)最低氣溫降幅分別達(dá)10.6、10.4 ℃，達(dá)到寒潮強(qiáng)度，其余縣(區(qū)、市)為強(qiáng)冷空氣和中等強(qiáng)度冷空氣。志丹縣、吳起縣、富縣、甘泉縣低溫持續(xù)時(shí)間最長，其中極端最低氣溫(Tmin)≤-2 ℃最長持續(xù)了19 h,Tmin≤-5 ℃持續(xù)了3 h。參照王景紅等[17]關(guān)于蘋果花期霜凍災(zāi)害氣象指標(biāo)的修訂標(biāo)準(zhǔn)對本次低溫凍害過程進(jìn)行評(píng)估，得出強(qiáng)降溫和長時(shí)間的持續(xù)低溫使志丹縣、吳起縣、富縣和甘泉縣達(dá)到重度凍害，黃龍縣、安塞區(qū)和黃陵縣達(dá)到輕度凍害(見表1)。

表1 2020年4月10—13日延安市不同強(qiáng)度低溫持續(xù)時(shí)間、物候期及凍害等級(jí)

4月20—25日延安市出現(xiàn)的持續(xù)降溫天氣過程，降溫開始于20日夜間，25日結(jié)束，持續(xù)時(shí)間長達(dá)6 d，強(qiáng)降溫時(shí)段為21日和23日，極端最低氣溫出現(xiàn)在24日05—07時(shí)，全市為-7.8～-2.0 ℃，均突破了4月歷史極值，較歷史同期偏低0.8～3.9 ℃，其中8個(gè)縣(區(qū)、市)偏低2.0 ℃以上，為歷史罕見。過程中黃龍縣、黃陵縣48 h內(nèi)最低氣溫降幅最大，分別達(dá)6.7、6.4 ℃，屬中等強(qiáng)度冷空氣，其余縣(區(qū)、市)為弱冷空氣。此次過程中有3站Tmin≤-2 ℃的持續(xù)時(shí)間超過20 h，最長吳起縣，持續(xù)了25 h；Tmin≤-5 ℃持續(xù)了5 h。同樣參照王景紅等[17]關(guān)于蘋果花期霜凍災(zāi)害氣象指標(biāo)的修訂標(biāo)準(zhǔn)對本次低溫凍害過程進(jìn)行評(píng)估，得出長時(shí)間的持續(xù)低溫使吳起縣、志丹縣、富縣、甘泉縣、安塞區(qū)、延長縣、黃龍縣、寶塔區(qū)達(dá)到了蘋果花期凍害重度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，黃陵縣達(dá)到了蘋果花期凍害中度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見表2)。

表2 2020年4月21—25日延安市不同強(qiáng)度低溫持續(xù)時(shí)間、物候期及凍害等級(jí)

3.3 物候期不同對凍害程度的影響

劉志超等[18]的研究表明：不同物候期對溫度的敏感性不同，蘋果樹花蕾期抗凍害能力比開花期強(qiáng)。4月10—13日凍害過程中，志丹縣、吳起縣、安塞區(qū)、寶塔區(qū)處于現(xiàn)蕾至花蕾分離期，甘泉縣、富縣、黃龍縣和黃陵縣已進(jìn)入初花期。4月20—25日凍害過程中，吳起縣、志丹縣、安塞區(qū)、子長市處于初花至盛花期，寶塔區(qū)、甘泉縣、富縣處于盛花至落花期，洛川縣、黃龍縣、黃陵縣、延川縣、延長縣和宜川縣處于落花坐果期。冷空氣強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長是4月20—25日的凍害過程的強(qiáng)度和范圍明顯強(qiáng)于10—13日凍害過程的一個(gè)主要原因；而且20—25日延安大部分地區(qū)的蘋果樹處于盛花期甚至是落花坐果期，冷空氣對于蘋果開花期造成的凍害影響也更為嚴(yán)重，這也是此次低溫凍害更為嚴(yán)重的一個(gè)原因。

4 防御措施評(píng)估

4月中旬是延安蘋果開花的關(guān)鍵時(shí)期，若前期氣溫偏高，開花期將會(huì)提前，該時(shí)段正逢低溫霜凍多發(fā)期，果樹發(fā)生凍害的風(fēng)險(xiǎn)高。2020年為避免和減輕凍害發(fā)生的影響，延安市氣象部門與農(nóng)業(yè)果業(yè)部門加強(qiáng)會(huì)商，盡早組織預(yù)判，提前安排部署，綜合措施多，防凍效果好。

4.1 前期組織預(yù)判早，提前安排部署

2019年12月起，延安氣象部門聯(lián)合農(nóng)業(yè)、果業(yè)部門進(jìn)行氣候會(huì)商分析，預(yù)測2020年春季延安市氣溫較常年偏高，花期可能提前，建議相關(guān)部門提前儲(chǔ)備防凍物資及設(shè)備。4月8日和4月19日，延安市政府在收到延安市氣象臺(tái)發(fā)布的霜凍消息后第一時(shí)間發(fā)布了《關(guān)于做好霜凍天氣防御工作的緊急通知》，延安市氣象部門通過微信群、QQ群、短信、大喇叭、微博、抖音等方式發(fā)布低溫霜凍預(yù)報(bào)信息，每日向延安市委市政府及農(nóng)業(yè)、果業(yè)等部門發(fā)布《農(nóng)業(yè)氣象專報(bào)》一期，制作延安市蘋果花期凍害分布圖和延安市蘋果花期凍害防御作戰(zhàn)圖，并在降溫當(dāng)晚通過微信群向市委市政府及農(nóng)業(yè)、果業(yè)等部門相關(guān)人員發(fā)布逐小時(shí)氣溫實(shí)況及未來3 h天氣預(yù)報(bào)，為凍害防御工作高效有序開展提供氣象保障支撐。

4.2 綜合措施多，防凍效果好

在兩次低溫霜凍過程中，延安市通過政府主導(dǎo)、部門協(xié)作、群眾參與的防御方式，大大減輕了凍害對蘋果樹花期的影響。 根據(jù)聯(lián)合會(huì)商分析，延安市2020年蘋果花期較常年提前7～10 d，花期凍害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)中等偏重。各級(jí)政府部門提前進(jìn)行安排部署，做好了防御措施。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局統(tǒng)計(jì)，全市共挖防凍窖451.6萬個(gè)，為防御低溫凍害做好了準(zhǔn)備工作；降溫當(dāng)晚，當(dāng)溫度降至0 ℃時(shí)，各防御點(diǎn)開始點(diǎn)燃發(fā)煙物，增加了環(huán)境熱量，減少了輻射降溫，提高了園區(qū)氣溫；低溫過后，根據(jù)果樹專家的建議，及時(shí)對樹體噴布0.3%尿素+0.3%硼砂+500倍白糖+3%多抗霉素800倍液，并采取人工授粉等措施提高坐果率。根據(jù)延安市委農(nóng)村工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室專家在凍害發(fā)生48 h后實(shí)地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)：4月10—13日過程中只有甘泉縣、志丹縣、寶塔區(qū)累計(jì)146.7 hm2果園受到輕度凍害，但并不影響產(chǎn)量與質(zhì)量；4月20—25日過程中，全市有6 166.7 hm2果園發(fā)生了凍害，除吳起縣、志丹縣、安塞區(qū)、甘泉縣凍害相對較重外，其余縣(區(qū)、市)整體影響較小，實(shí)際災(zāi)害程度低于不采取防御措施的受凍程度。

5 結(jié)論和討論

(1)延安2019年11月—2020年3月氣溫持續(xù)偏高，導(dǎo)致蘋果樹花期提前了7～10 d，增加了果樹花期凍害的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)4月10—13日、20—25日兩次凍害過程均受強(qiáng)冷空氣侵襲，其中4月10—13日極端最低氣溫全市為-5.4～-0.5 ℃，Tmin≤-2 ℃最長持續(xù)了19 h,Tmin≤-5 ℃持續(xù)了3 h，4月20—25日極端最低氣溫全市為-7.8～-2.0 ℃，Tmin≤-2 ℃最長持續(xù)了25 h,Tmin≤-5 ℃持續(xù)了5 h，相比較4月10—13日的凍害過程，20—25日的凍害過程中冷空氣持續(xù)的時(shí)間更長、強(qiáng)度更強(qiáng)、影響范圍更廣。

(3)4月10—13日凍害過程中，延安果區(qū)從北到南處于現(xiàn)蕾至初花期，而4月20—25日凍害過程中，延安大部分果區(qū)處于盛花至落花坐果期，果樹的抗凍能力更弱。

(4)兩次凍害過程中，延安市氣象部門提早預(yù)判，精細(xì)服務(wù)，與各相關(guān)部門聯(lián)合防御，使得實(shí)際災(zāi)害程度低于不采取防御措施的受凍程度。