萊陽(yáng)市氣候資源與萊陽(yáng)梨種植適宜性分析

馮德鋒，耿雪寒，呂浩嘉，黃選瑜，李永華

（1.萊陽(yáng)市氣象局，山東萊陽(yáng) 265200；2.萊陽(yáng)市氣象防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)中心，山東萊陽(yáng) 265200；3.曲阜市氣象局，山東曲阜 273100）

0 引言

萊陽(yáng)市地處膠東半島中心地帶，有著得天獨(dú)厚的氣候資源，萊陽(yáng)茌梨種植歷史悠久，素稱梨鄉(xiāng)。萊陽(yáng)茌梨俗稱萊陽(yáng)梨，薔薇科，梨屬，落葉性喬木，是四大經(jīng)濟(jì)栽培梨種之一白梨的優(yōu)良品種。成熟后的萊陽(yáng)茌梨，果實(shí)呈倒卵形，果皮為黃綠色，肉質(zhì)細(xì)嫩，清脆多汁，芳香濃郁，含糖量較高是水果中的佳品。因此在歷史上曾被當(dāng)成貢品進(jìn)獻(xiàn)給皇家，到現(xiàn)在為止已經(jīng)有400余年的種植歷史了。明代栽植的“梨樹(shù)王”“貢梨樹(shù)”仍然枝繁葉茂。影響萊陽(yáng)梨產(chǎn)量的因素諸多，主要有氣候、地理、人為、病蟲害等，由于氣候、土壤和地貌等氣候生態(tài)條件是制約萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)發(fā)育和形成產(chǎn)量品質(zhì)的前提和基礎(chǔ)[1]，因此科學(xué)有效開(kāi)展對(duì)萊陽(yáng)梨生態(tài)氣候的適宜性研究是非常有必要的。本研究從萊陽(yáng)梨關(guān)鍵生長(zhǎng)發(fā)育期入手，將氣溫、降水、光照、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速因子細(xì)化到逐月及各生育期，深入分析各氣象因子與萊陽(yáng)梨產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)程度，從而找出不同生育階段與萊陽(yáng)梨產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度密切的氣象因子，為萊陽(yáng)梨高產(chǎn)栽培管理提供科學(xué)依據(jù)，也為氣象部門做好農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

選取萊陽(yáng)國(guó)家基本氣象站1994～2022年逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)和萊陽(yáng)梨生育期，萊陽(yáng)梨種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源于萊陽(yáng)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心。

1.2 研究方法

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、回歸分析法和相關(guān)系數(shù)分析等方法，求出各氣象因子的氣候傾向率，并采用線性回歸分析檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)氣候傾向率是否顯著；采用線性回歸法分析萊陽(yáng)梨產(chǎn)量的年際變化趨勢(shì)，計(jì)算出氣象產(chǎn)量與各生育期氣象因子的相關(guān)系數(shù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小，找出相關(guān)顯著的氣象因子。

1.3 趨勢(shì)產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量的提取與分離

為研究氣象因素對(duì)作物產(chǎn)量的影響，農(nóng)業(yè)氣象學(xué)者常把作物產(chǎn)量分解成[2-3]實(shí)際產(chǎn)量=趨勢(shì)產(chǎn)量+氣象產(chǎn)量，為了研究分析氣象因子對(duì)萊陽(yáng)梨產(chǎn)量的影響，本文采用五年滑動(dòng)平均值法模擬出萊陽(yáng)梨的趨勢(shì)產(chǎn)量4]。

1.4 萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)發(fā)育期劃分

萊陽(yáng)梨在年生長(zhǎng)周期中，隨著氣候的變化，整個(gè)發(fā)育期劃分如下：3月中下旬為芽萌動(dòng)期、4月上中旬為開(kāi)花期、4月下旬為落花期、5月上中旬為生理落果期、5月下旬～6月上旬為花芽生理分化期、6月中下旬為幼果膨大期、7月上旬～8月下旬為果實(shí)迅速膨大期、9月上中旬為果實(shí)膨大與糖分積累期、9月下旬～10月中旬為果實(shí)成熟采摘期、10月下旬-12月上旬為落葉期、12月中旬～翌年3月上旬為休眠期[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)的氣候變化特征

2.1.1 萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)季內(nèi)氣象因子的變化

由表1可知，萊陽(yáng)市近29年萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)季內(nèi)的氣溫變化特征：平均氣溫、平均最低氣溫呈極顯著的上升趨勢(shì)，氣候傾向率分別為0.30、0.44℃/10a，生長(zhǎng)季內(nèi)多年平均氣溫為18.3℃，平均最低氣溫12.6℃。3～9月平均氣溫和最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，10月呈下降趨勢(shì)；平均最高氣溫、極端最低氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，氣候傾向率分別為0.23、0.81℃/10a，平均最高氣溫18.4℃，極端最低氣溫-16.3℃，3月溫度升高幅度較大；氣溫日較差呈下降趨勢(shì)，3月和10月呈上升趨勢(shì)，8月下降幅度較大。降水變化特征：29年來(lái)生長(zhǎng)季內(nèi)降水呈下降趨勢(shì)，8月下降幅度較大，傾向率為35.58 mm/10a，平均年降水量為669.5 mm，空氣平均相對(duì)濕度呈上升趨勢(shì)。日照變化特征：日照時(shí)數(shù)呈極顯著下降趨勢(shì)，傾向率為-80.9 h/10a，各月光照時(shí)數(shù)均呈下降趨勢(shì)，6月份下降幅度較大。平均風(fēng)速變也呈極顯著下降趨勢(shì)，春季（3～5月份）下降幅度較大。由此可知，萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)季內(nèi)氣溫升高主要是春季和初秋氣溫升高，降水減少主要是初春和夏季降水減少，日照時(shí)數(shù)減少。

表1 1994～2022年萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)季內(nèi)氣象因子的氣象傾向率

2.1.2 萊陽(yáng)梨各發(fā)育期內(nèi)氣象因子的變化

從表2可以看出，1994～2022年萊陽(yáng)梨各生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)平均氣溫、平均最低氣溫、有效積溫均呈上升趨勢(shì)；而平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)均呈減少趨勢(shì)。氣溫方面，芽萌動(dòng)期至果實(shí)成熟采收期的平均氣溫升溫幅度為0.04～0.97℃/10a。降水方面，萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)發(fā)育季前期（開(kāi)花期至花芽生理分化期）和后期（果實(shí)膨大與糖分積累期至果實(shí)成熟采收期）的降水量明顯增多，尤其是花芽生理分化期和果實(shí)膨大與糖分積累期的降水量明顯增多；而在生長(zhǎng)發(fā)育季中期（果實(shí)迅速膨大期至果實(shí)迅速膨大期）的降水量呈明顯減少趨勢(shì)。日照時(shí)數(shù)方面，整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育季均呈減少的趨勢(shì)。萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)發(fā)育季的平均有效積溫為4468.5℃·d，近29年萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)發(fā)育季的積溫明顯增多，增加速率為64.17℃·d/10a。

表2 1994～2022年萊陽(yáng)梨發(fā)育期內(nèi)各氣象因子的線性傾向率

2.2 氣象因子與萊陽(yáng)梨產(chǎn)量的相關(guān)分析

2.2.1 生長(zhǎng)季內(nèi)氣象因子與產(chǎn)量的相關(guān)分析

由表3可知，萊陽(yáng)梨氣象產(chǎn)量與溫度、降水、日照時(shí)數(shù)等密切相關(guān)。生長(zhǎng)季內(nèi)13個(gè)氣象因子中有9個(gè)氣象因子與氣象產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，其中10月氣溫日較差與氣象產(chǎn)量達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01），5月氣溫日較差和5月日照時(shí)數(shù)與氣象產(chǎn)量達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。4月極端最高氣溫、10月平均最高氣溫、10月極端最高氣溫以及8月降水量與氣象產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中10月平均最高氣溫和8月降水量與氣象產(chǎn)量達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01），4月和10月極端最高氣溫與氣象產(chǎn)量達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。

表3 生長(zhǎng)季內(nèi)氣象因子與梨氣象產(chǎn)量的相關(guān)分析

2.2.2 發(fā)育期內(nèi)氣象因子與產(chǎn)量的相關(guān)分析

由表4可知，花芽生理分化期、果實(shí)成熟采收期、果實(shí)迅速膨大期和開(kāi)花期為萊陽(yáng)梨產(chǎn)量形成的關(guān)鍵期。生育期內(nèi)14個(gè)氣象因子中有10個(gè)氣象因子與氣象產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，其中花芽生理分化期內(nèi)的平均氣溫、平均最高氣溫、有效積溫與氣象產(chǎn)量達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。果實(shí)成熟采收期內(nèi)平均氣溫、平均最高氣溫、有效積溫和生理落果期內(nèi)平均風(fēng)速與氣象產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中果實(shí)成熟采收期內(nèi)平均最高氣溫與氣象產(chǎn)量達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01）。

表4 生育期內(nèi)氣象因子與梨氣象產(chǎn)量的相關(guān)分析

3 結(jié)論與討論

1）1994年～2022年來(lái)萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)季內(nèi)氣候變化特征表現(xiàn)為：溫度方面總體上升，具體為平均氣溫、平均最低氣溫呈極顯著的上升趨勢(shì)，上升速率分別為0.30、0.44℃/10a，平均最高氣溫、極端最低氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，上升速率分別為0.23、0.81℃/10a，極端最高最低氣溫也呈上升趨勢(shì)；降水方面，降水時(shí)間分布不均，水量總體呈下降趨勢(shì)，主要是芽萌動(dòng)期、幼果膨大和迅速膨大期，具體月份為3、6和8月，而生長(zhǎng)發(fā)育季前期（開(kāi)花期至花芽生理分化期）和后期（果實(shí)膨大與糖分積累期至果實(shí)成熟采收期）的降水量明顯增多；光照方面，日照時(shí)數(shù)呈極顯著下降趨勢(shì)，下降速率為-80.9 h/10a，各生育期內(nèi)的日照時(shí)數(shù)均呈下降趨勢(shì)，但萊陽(yáng)市光照條件足以滿足梨生長(zhǎng)發(fā)育需求。其他方面，有效積溫呈上升趨勢(shì)，尤其芽萌動(dòng)期呈極顯著上升趨勢(shì)，上升速率為20.23℃·d/10a，空氣相對(duì)濕度總體呈增加趨勢(shì)，而平均風(fēng)速呈極顯著下降趨勢(shì)，下降速率為0.35（m/s）/10a。

2）不同氣象因子對(duì)產(chǎn)量的影響不同，溫度因子是萊陽(yáng)梨生產(chǎn)中重要的因子，其次是降水和日照。通過(guò)逐月、逐生育期的氣象資料來(lái)分析萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)季各氣象因子與萊陽(yáng)梨氣象產(chǎn)量的相關(guān)性，最終得出表3表4中27個(gè)相關(guān)性較好的氣象因子，以正相關(guān)為主，相關(guān)性達(dá)到極顯著水平的有4個(gè)，達(dá)到顯著水平的有11個(gè)。

3）萊陽(yáng)市氣溫和積溫較高，光照資源豐富，氣溫日較差較大，降水量適中，滿足萊陽(yáng)梨生長(zhǎng)發(fā)育期需求，有利于果實(shí)著色、糖分積累和品質(zhì)提高。