2019—2021年東山枇杷氣候(氣象)條件評價與對比分析

陶正達，李浩宇，趙靜嫻，王 俊

（1蘇州市吳中區(qū)氣象局，江蘇 蘇州 215100；2蘇州市吳中區(qū)東山鎮(zhèn)農(nóng)林服務中心，江蘇 蘇州 215100）

0 引言

枇杷是中國南方特有的珍稀水果，果肉柔軟多汁，甜而不膩，被譽為“果中之皇”[1]。蘇州吳中東山鎮(zhèn)是中國枇杷種植傳統(tǒng)四大產(chǎn)區(qū)之一，有“世界枇杷看中國，中國枇杷問東山”之譽。隨著東山枇杷知名度不斷提升，枇杷種植面積的逐年增加，電商物流的迅速發(fā)展，東山枇杷受到了廣大消費者的喜愛，供不應求[2]。

氣候影響評價就是運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，對不同時間分辨率、不同類型氣象要素及異常氣候事件進行定量、定性的評價，進而可根據(jù)氣象條件的不同，采用相應的農(nóng)業(yè)管理措施，趨利避害，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量[3-7]。針對枇杷的氣候評價，目前已在福建省、浙江省相繼開展[8-9]，而作為枇杷傳統(tǒng)四大產(chǎn)區(qū)之一的蘇州東山白沙枇杷，在這方面的工作卻并未開展。因此，本研究對2019—2021年共3年成熟枇杷在各主要生育期、逐旬的主要氣象要素，以及重要的氣候事件進行對比分析，對該地區(qū)的枇杷生長過程中的氣候條件進行評價，找出影響枇杷生長發(fā)育的主要影響因子，為研究東山枇杷對當?shù)貧夂驐l件的依賴性、脆弱性以及近年來枇杷生長過程中遭受的主要氣象災害進行總結(jié)和對比分析，進而提高氣象為農(nóng)服務水平，為農(nóng)民增產(chǎn)增收、政府防災減災和合理安排農(nóng)事提供依據(jù)，同時也可為確定東山枇杷氣象災害風險閾值和產(chǎn)量預測提供技術(shù)支撐[10]。

1 資料與方法

1.1 資料

氣象條件分析過程中使用的氣象數(shù)據(jù)由東山氣象站（站號：58358）提供，所需的氣象資料包含2018年6月—2021年6月逐日的平均氣溫、日照時數(shù)、降水量、蒸發(fā)量、天氣現(xiàn)象及地表溫度。有關(guān)枇杷產(chǎn)量、品質(zhì)、受災情況等相關(guān)信息由東山鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務中心提供。

1.2 評價方法

在對氣象條件進行評價的過程中使用了固定閾值氣溫評價指標（表1）[11-12]、降水距平百分率和日照時數(shù)距平百分率[13-14]（表2）。

表1 固定閾值氣溫評價指標和等級

表1 固定閾值氣溫評價指標和等級

注：表中ΔT為氣溫距平（實際氣溫與常年平均氣溫的差）。

評價等級評價指標旬ΔT＜-6.0-6.0≤ΔT＜-4.0-4.0≤ΔT＜-2.0-2.0≤ΔT≤2.0 2.0＜ΔT≤4.0 4.0＜ΔT≤6.0 ΔT＞6.0月年異常偏低明顯偏低偏低正常(接近常年)偏高明顯偏髙異常偏髙ΔT＜-4.0-4.0≤ΔT＜-2.0-2.0≤ΔT＜-1.0-1.0≤ΔT≤1.0 1.0＜ΔT≤2.0 2.0＜ΔT≤4.0 ΔT＞4.0 ΔT＜-2.0-2.0≤ΔT＜-1.0-1.0≤ΔT＜-0.5-0.5≤ΔT≤0.5 0.5＜ΔT≤1.0 1.0＜ΔT≤2.0 ΔT＞2.0

表2 降水距平百分率評價指標和等級 %

此外，在對東山鎮(zhèn)枇杷各生育期進行劃分時，分析中參考了枇杷本身的生育特性并結(jié)合了當?shù)剞r(nóng)業(yè)專家和枇杷果農(nóng)的經(jīng)驗，將東山枇杷的主要生育期分為花期、幼果期、果實膨大期、采摘期和其余生育期共5個生育期，各生育期對應的時間詳情見表3。在分析中主要對比了2019—2021年成熟的枇杷與常年氣象條件的差異，其中2019年成熟的枇杷對應的氣象要素時間為2018年6月上旬—2019年6月上旬，其余年份以此類推[15]。

表3 枇杷主要生育期及其對應時間

2 枇杷各生育期主要氣象要素分析

2.1 光溫條件

枇杷生長發(fā)育的氣象條件中以氣溫和日照最為重要，其中花期的低溫會使枇杷的頭花遭受凍害；幼果期（越冬期）的低溫霜凍會導致枇杷壞果；果實膨大期的高溫、多日照會導致枇杷產(chǎn)生葉斑病和日灼病[16-17]；果實著色前后的雨后曝晴會導致枇杷裂果等[18]，因此首先對每年成熟的枇杷各生育期的光溫條件進行分析和評價。

從2019—2021年的枇杷各生育期平均氣溫與常年平均氣溫的距平上來看，與常年相比，2019—2021年枇杷各生育期的平均氣溫皆較常年高（圖1），按表1進行評價可知，2020年枇杷各生育期的平均氣溫較常年相比皆處于±2℃的正常范圍內(nèi)，整體的氣溫條件較為適宜，而2019年枇杷的花期、幼果期和果實膨大期的平均氣溫較常年高2.2、2.8、2.1℃，達到了偏高的程度，2021年枇杷的花期和幼果期的平均氣溫較常年偏高2.6、2.2℃，同樣較常年偏高。由于枇杷喜暖畏寒，尤其是枇杷花期和幼果期防凍能力差，因此從氣溫的整體氣候條件上來看，2019—2021年的條件皆較為適宜。

圖1 2020、2019年成熟枇杷各生育期的氣溫距平與日照距平百分率

從日照條件上可以很明顯的看出，2019年的花期和幼果期的日照距平百分率明顯偏低，達到了-51%和-48%，分別達到了顯著偏少和偏少的程度，對枇杷的生長發(fā)育是及其不利的。2020年除果實膨大期日照較常年偏多31%外，其余生育期皆在正常范圍內(nèi)。2021年除幼果期日照較常年偏多27%外，其余生育期也在正常范圍內(nèi)。因此，從日照的整體氣候條件上來看，2019—2021年中，2019年枇杷花期和幼果期顯著偏少和偏少的日照對枇杷的生長發(fā)育造成了不利影響，2020年和2021年的整體日照條件較為適宜，分別在果實膨大期和幼果期偏多的日照容易導致日灼病，對枇杷果實造成了一定程度的不利影響。

在分析了氣候平均值后再對逐旬的氣溫、日照條件進行分析。從圖2中可以看出，在旬平均氣溫較常年偏低方面，2019年成熟枇杷的7月中旬、下旬和5月下旬的平均氣溫較常年相比達到了偏低程度，其中7月中旬和下旬的氣溫偏低處于枇杷生長發(fā)育的夏梢期，會對枇杷抽梢產(chǎn)生不利影響，5月下旬處于采摘期末，對枇杷生長發(fā)育影響不大。2020年成熟枇杷的逐旬平均氣溫較常年相比皆未達到偏低程度，這對枇杷的正常生長發(fā)育是有利的。2021年成熟枇杷的7月中旬和1月上旬平均氣溫較常年相比達到了偏低程度，其中7月中旬偏低的氣溫會對枇杷抽梢產(chǎn)生一定程度的不利影響，而1月上旬處于枇杷的花期和幼果期間，偏低的氣溫會對枇杷的坐果產(chǎn)生嚴重的不利影響，是導致2021年成熟枇杷的花、果遭受凍害進而減產(chǎn)的主要原因。在旬平均氣溫較常年偏高方面，2021年成熟枇杷的幼果期和果實膨大期分別出現(xiàn)了3旬和1旬較常年偏高的氣溫，2019年同期分別各出現(xiàn)了1旬，2020年果實膨大期出現(xiàn)了1旬。綜上所述，從枇杷生長的氣溫條件上來看，2021年條件最差，2019年次之，2020年影響不大。

圖2 2019、2020、2021年成熟枇杷生育期內(nèi)逐旬氣溫距平

圖3 2019、2020、2021年成熟枇杷生育期內(nèi)逐旬日照距平百分率

從逐旬的日照距平百分率上來看，2019年成熟枇杷的11月中旬、12月上旬、1月上旬、2月上旬、中旬、下旬和4月下旬共7旬的日照時數(shù)較常年顯著偏少，其中除了4月下旬外，其余時間皆出現(xiàn)在枇杷的花期和幼果期，對枇杷的生長發(fā)育極其不利。另一方面，日照顯著偏多的時間出現(xiàn)在6月中旬、7月中旬和3月中旬，分別處于枇杷的抽梢期和果實膨大期，其中果實膨大期顯著偏多的日照會對枇杷產(chǎn)生一定程度的不利影響。2020年成熟枇杷僅有1月上旬的日照顯著偏少，會對枇杷產(chǎn)生一定程度的不利影響，日照偏多的有3月中旬、4月上旬和下旬，其中3月中旬更是達到了異常偏多的程度，這是導致2020年枇杷果日灼病的重要原因[16-17]（圖4左）。2021年成熟枇杷日照顯著偏少的時間有7月中旬、9月中旬、11月上旬和下旬，分別處于枇杷的抽梢期和花期，其中出現(xiàn)在花期顯著偏少的日照對枇杷的生長發(fā)育產(chǎn)生了不利影響，但這一情況明顯好于2019年的。另外，2021年成熟枇杷日照顯著偏多的時間有8月中旬、9月上旬、1月中旬和3月下旬，分別處于枇杷的秋梢期、幼果期和果實膨大期，其中1月中旬的幼果期日照量更是達到了異常偏多的程度，這也導致了2021年成熟的枇杷產(chǎn)生了日灼病[16-17]（圖4右）。綜上所述，從枇杷生長的日照條件上來看，2019年條件最差，2020年與2021年條件相差不大，除偏多的日照會導致日灼病外未見嚴重不利影響。

圖4 2019年（左）和2021年（右）枇杷日灼病

2.2 降水

從降水條件來看，2019—2021年的逐年總降水量依次為1230.4、1402.4、1360.2 mm，皆較常年平均降水量1176.3 mm偏高，有研究表明枇杷即不耐旱也不耐澇[19]，這表明了枇杷對于水分盈虧的敏感性較高，需要時間分辨率更高的降水條件對其進行分析評價，但由于干旱與澇漬災害是長期不利天氣導致的，且枇杷在不同生育期內(nèi)對水分的需求并不相同，因此在使用降水資料來對枇杷進行氣候適應性評價時，僅使用不同生育期的總降水量距平百分率進行分析。

對比2019—2021年枇杷在各生育期的總降水量距平百分率可發(fā)現(xiàn)（圖5），所有生育期皆未出現(xiàn)顯著偏少的情況，這表明2019—2021年成熟的枇杷未遭受干旱災害。而降水量偏多的情況中，2019年的花期降水量達到了異常偏多的程度，這對枇杷的結(jié)果和成熟是不利的，持續(xù)的連陰雨天氣和偏多的降水量的共同作用下導致了枇杷花腐病的發(fā)生[20]（圖6）。此外，2021年采摘期顯著偏多的降水量為枇杷的生產(chǎn)造成了一定程度的不利影響。相比之下，2020年的整體降水條件是最適宜的。

圖5 2019、2020、2021年枇杷各生育期內(nèi)的降水量距平百分率

圖6 2019年成熟枇杷花腐病

3 災害性天氣過程對枇杷的影響

3.1 低溫與高溫

由于枇杷高于35℃會導致嫩葉邊緣干枯，低于0℃會產(chǎn)生凍害[10-12]，因此在研究過程中對2019—2021年成熟的枇杷在生長過程中遭受最高氣溫和最低氣溫的影響進行對比分析，結(jié)果如表4所示。

表4 2019—2021年成熟的枇杷生長期內(nèi)高溫與低溫情況

表中可以看出，2019年僅有1天日平均氣溫低于0℃，另有5天的極端最低氣溫低于0℃，對枇杷的花果產(chǎn)生了不利影響，出現(xiàn)了較為嚴重的花腐病，但與未出現(xiàn)花腐病的2021年成熟枇杷的低溫條件對比發(fā)現(xiàn)，導致花腐病的主要原因中低溫凍害并不是主要成因，其原因主要是第二節(jié)中所述長期的連陰雨、極端偏少的日照導致的。2020年成熟枇杷僅有1天出現(xiàn)極端最低氣溫低于0℃的情況，而日平均最低的為2.5℃，表明了2020年的枇杷并未遭受低溫凍害的影響。2021年成熟的枇杷共有16天日最低氣溫、6天平均氣溫低于0℃，極端最低氣溫達到了-7.0℃，這其中包含了2019年12月29日到2021年1月2日的寒潮級別天氣過程和2021年1月6日下午到9日的強寒潮級別天氣過程，過程最低氣溫分別達到了-5.7℃和-7.0℃，并伴有冰凍，此外2019年12月29日—2021年1月2日的過程中伴有3天的降雪天氣并產(chǎn)生了1天的積雪，持續(xù)的低溫冰凍天氣過程對處于花期和幼果期的枇杷造成了嚴重的低溫凍害[21-2（2]圖7左），并導致了枇杷幼果栓皮病的發(fā)生[2（3]圖7右）。從高溫日數(shù)上來看，2019年高溫日數(shù)為14天，較常年偏多2天；2020年與2021年分別偏多4天和10天，因此，2021年異常偏多的高溫日數(shù)對枇杷的生長產(chǎn)生了不利影響，2019年與2020年影響不大。

圖7 2021年成熟枇杷遭受低溫凍害（左）和栓皮?。ㄓ遥?/p>

3.2 其他不利天氣

此外，從霜凍災害、雪災和大風災害統(tǒng)計表中可以看出，2021年成熟的枇杷霜日最少，其余兩年相差不大；積雪日數(shù)和深度方面，2019年和2021年成熟枇杷在幼果期都存在積雪現(xiàn)象，其中2019年積雪4天，最大積雪深度3 cm，對枇杷生長產(chǎn)生了不利影響，2021年僅有1天積雪深度為0 cm，影響不大；大風災害方面，2019—2021年大風日數(shù)相差不大，且極大風速皆為7級，對枇杷苗或有一定不利影響，單對枇杷整體產(chǎn)量影響不大。

4 結(jié)論與討論

總體來講，氣溫條件方面，2019—2021年的逐年平均氣溫皆較常年偏高，降水量偏多，日照除2019年較常年偏低為枇杷生長帶來了不利影響外，其他年份皆為正常，較為適宜枇杷的生長。根據(jù)枇杷不同生育期以及氣象上逐旬的氣象條件上來看，氣溫條件方面，2019年的抽梢期和采摘期偏低的氣溫會對枇杷產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響，評價為氣溫條件較為適宜；2020年逐旬和各生育期內(nèi)的平均氣溫均未出現(xiàn)偏低或偏高的情況，評價為適宜；2021年花期和幼果期存在氣溫偏低的情況，會為枇杷的生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響，評價為氣溫條件不利。日照條件方面，除了2019年成熟枇杷在花期和幼果期存在異常偏少的日照外，其余兩年整體情況較為適宜，因此2019年成熟枇杷的日照條件被評價為嚴重不利，其余兩年為較為適宜。降水條件方面，2019年成熟枇杷同樣在花期存在異常偏多的降水量，評價為降水條件嚴重不利，此外，與2020年降水條件在各生育期皆為正常相比，2021年在采摘期存在偏多的降水量，因此2020年評價為降水條件適宜，而2021年評價為降水條件較為適宜。在災害性氣象條件方面，2021年出現(xiàn)了16天最低氣溫低于0℃以及-7℃的極端最低氣溫，兩次降溫過程分別達到了氣象意義上的寒潮和強寒潮級別，配合3天有雪且出現(xiàn)1天積雪現(xiàn)象，導致了枇杷花出現(xiàn)凍害，幼果出現(xiàn)了栓皮病，這為枇杷生產(chǎn)帶來了嚴重的不利影響。其余兩年，2020年未出現(xiàn)日平均氣溫低于0℃的天氣，評價為適宜；2019年出現(xiàn)了1天低溫，評價為較為適宜。其他災害性氣象條件中，2019—2021年枇杷遭受的大風皆為7級，大風日數(shù)相差不大；2021年僅有1天存在霜凍，其余兩年分別為16天和18天；2019年出現(xiàn)了4次積雪，最大積雪深度達到3 cm，相比其他兩年該條件不利，據(jù)此，2019年其他災害性氣候條件評價為不利，2020年為較為適宜，2021年為適宜。此外，研究中還發(fā)現(xiàn)，導致枇杷花腐病的主要氣象因子是長期連陰雨天氣，就目前掌握的資料來看，枇杷花期是否出現(xiàn)了兩旬的日照距平百分率低于-50%的情況或是判斷枇杷是否受災的閾值。

表5 2019—2021年成熟枇杷生長期內(nèi)的霜、積雪和大風情況

下一步將繼續(xù)對枇杷的生長、受災情況和同期氣象資料進行持續(xù)監(jiān)測，對不利于東山枇杷生長發(fā)育的氣象條件進行更細致的研究，確定不同生育期的致災條件和閾值，并利用氣象條件對枇杷的產(chǎn)量進行預測、品質(zhì)進行評級，為東山枇杷的生長提供更好的氣象服務和保障。

表6 2019—2021年成熟枇杷氣候條件利弊影響評價