資陽市低溫災(zāi)害特征分析及檸檬凍害指標(biāo)研究

摘 要：利用四川省資陽市三縣（區(qū)）1978—2020年的逐日最低溫度、平均溫度、天氣現(xiàn)象數(shù)據(jù)，全國氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險普查成果及安岳縣檸檬產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心2001—2020年災(zāi)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對檸檬冬季凍害調(diào)查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。結(jié)果顯示：資陽市三縣（區(qū)）低溫災(zāi)害分為低溫寡照型、冷空氣型和霜凍型3種類型；霜凍型低溫災(zāi)害過程最容易造成檸檬凍害，具體指標(biāo)為極端最低氣溫在-2.5 ℃以下，或連續(xù)3 d及以上平均最低氣溫在-1.5 ℃以下，或連續(xù)7 d及以上日平均氣溫低于1 ℃時。

關(guān)鍵詞：低溫災(zāi)害；檸檬；凍害；指標(biāo)

中圖分類號：S426 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

在我國，低溫凍害是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要災(zāi)害之一。它具有大尺度性、綜合性及地區(qū)差異性等特點。當(dāng)前對作物低溫、凍害的研究多為影響評價及災(zāi)害評估，如趙藝等[1]對四川盆區(qū)油菜花期低溫陰雨災(zāi)損的評估；張利平等[2]對四川渠江中上游羊肚菌低溫冷害的風(fēng)險分析；楊貴川等[3]對南充市晚熟柑橘產(chǎn)業(yè)受低溫災(zāi)害影響的研究；付世軍等[4]對南充晚熟柑橘低溫凍害指標(biāo)體系進行研究。而對低溫凍害指標(biāo)的研究較少。

四川省資陽市盛產(chǎn)檸檬。東部轄區(qū)安岳縣素有“中國檸檬之都”的美稱，檸檬種植規(guī)模、產(chǎn)量、市場占有率均占全國的80%以上，是中國唯一檸檬商品生產(chǎn)基地縣。其特產(chǎn)安岳檸檬，不僅是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，還入選了《中歐地理標(biāo)志協(xié)定》保護名錄。安岳縣檸檬產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心2001—2020年檸檬產(chǎn)業(yè)災(zāi)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在這20年間，出現(xiàn)了18次對檸檬生長影響較為嚴(yán)重的低溫天氣。對此，研究檸檬凍害指標(biāo)有助于提前預(yù)警，減低損失，趨利避害，提高轄區(qū)內(nèi)主要經(jīng)濟作物產(chǎn)量，保障集體經(jīng)濟收入，為鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興添磚加瓦。

1 資陽市自然條件與低溫災(zāi)害概況

資陽市位于四川盆地中部，海拔247.0～551.2 m，整體地勢西高東低，地形地貌多低山、丘陵、河流沖積壩，屬于盆周淺丘地貌。資陽市屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫17 ℃，年平均降水量1 100 mm，年日照時數(shù)1 300 h，年平均無霜期長達300 d，云霧多、日照少，空氣濕度大，晝夜溫差小。

2022年資陽市順利完成全國第一次自然災(zāi)害綜合風(fēng)險普查，統(tǒng)計出資陽市1978—2020年三縣（區(qū)）低溫過程為788～884次，補足了低溫凍害歷史資料短板。結(jié)合楊勝才等[5]對風(fēng)險普查成果轉(zhuǎn)化經(jīng)驗，將該地低溫災(zāi)害普查記錄進行分析，得出該地低溫災(zāi)害特征，為檸檬凍害指標(biāo)研究打下基礎(chǔ)，有利于開展精細化的專業(yè)為農(nóng)氣象服務(wù)。

2 資料與方法

2.1 資料來源

選取四川省資陽市三縣（區(qū)）1978—2020年逐日最低溫度、平均溫度、天氣現(xiàn)象數(shù)據(jù)，全國氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險普查成果及數(shù)據(jù)，安岳縣檸檬產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心2001—2020年檸檬災(zāi)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)，安岳縣氣象局檸檬冬季凍害調(diào)查數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 低溫過程統(tǒng)計

對1978—2020年共計43年三縣（區(qū)）逐日溫度數(shù)據(jù)，按照溫度變化統(tǒng)計出低溫過程。根據(jù)過程降溫幅度、過程發(fā)生時間、最低極端溫度等不同特征。按照單站出現(xiàn)強冷空氣（48 h降溫幅度≥6 ℃），且持續(xù)2 d及以上，作為冷空氣過程指標(biāo)；日最低氣溫≤2 ℃作為霜凍過程指標(biāo)；日平均氣溫＜12 ℃，持續(xù)3 d及以上，過程平均日照時數(shù)＜3 h作為低溫寡照陰雨過程指標(biāo)。將低溫過程按低溫寡照型、冷空氣型、霜凍型3種低溫災(zāi)害類型進行分類統(tǒng)計。

2.2.2 低溫災(zāi)害特征分析

根據(jù)3種低溫災(zāi)害各自特點進行統(tǒng)計分析，并參照全國氣象綜合風(fēng)險普查技術(shù)規(guī)范。根據(jù)各個低溫過程溫度、降水、持續(xù)時間、日照時數(shù)、冬夏半年出現(xiàn)比率特征，得出3種低溫災(zāi)害的主要分析要素，便于進行特征分析。

（1）低溫寡照型。低溫災(zāi)害按照過程持續(xù)時間、過程日平均溫度、過程平均日照時數(shù)、過程累計降水量4個要素進行分析。

（2）冷空氣型。按照過程持續(xù)時間、過程最大降溫幅度、累計降溫幅度、夏半年（4—9月）出現(xiàn)比率4個要素進行分析[6-7]。

（3）霜凍型。按照過程持續(xù)時間、霜凍期平均氣溫、霜凍期平均最低氣溫3個要素進行分析[8-11]。

2.2.3 檸檬凍害指標(biāo)分析

對安岳縣檸檬產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心2001—2020年檸檬災(zāi)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，將此期間18次相對嚴(yán)重低溫天氣影響事件，按照過程持續(xù)時間、降溫幅度、最低溫度、日均溫度，檸檬植株受災(zāi)情況等特征進行統(tǒng)計分析，歸納共同特征。結(jié)合安岳縣氣象局檸檬凍害調(diào)查數(shù)據(jù)，與分析得出的資陽市低溫災(zāi)害特征相比對，得出主要影響安岳檸檬凍害的低溫災(zāi)害類型，分析得出安岳檸檬凍害指標(biāo)。

3 結(jié)果與分析

3.1 低溫過程特征

根據(jù)過程降溫幅度、過程發(fā)生時間、最低極端溫度不同，將低溫過程按低溫寡照型、冷空氣型、霜凍型3種低溫災(zāi)害類型。統(tǒng)計1978—2020年資陽市三縣（區(qū)）低溫過程為（表1），安岳縣最少，雁江區(qū)最多；按低溫災(zāi)害類型統(tǒng)計，全市低溫寡照型出現(xiàn)次數(shù)最多（為

1 080次），冷空氣型出現(xiàn)次數(shù)最少（為691次）。樂至縣緯度高于安岳縣、雁江區(qū)，出現(xiàn)低溫寡照型低溫災(zāi)害的次數(shù)也高于其他兩縣（區(qū)）；三縣（區(qū)）冷空氣型低溫災(zāi)害出現(xiàn)次數(shù)差異較??；雁江區(qū)出現(xiàn)霜凍型低溫災(zāi)害的次數(shù)明顯高于其他兩縣（區(qū)）。

表1" 1978—2020年資陽市三縣（區(qū)）低溫災(zāi)害頻次統(tǒng)計

縣（區(qū)） 低溫災(zāi)害類型

低溫寡照型/次 冷空氣型/次 霜凍型/次

雁江 367 225 292

樂至 392 235 246

安岳 321 231 236

合計 1 080 691 774

3.2 低溫災(zāi)害特征

如表2所示，低溫寡照型低溫災(zāi)害三縣（區(qū)）過程平均持續(xù)時間為10.4～12.6 d，在3種低溫類型中持續(xù)時間最長，其中雁江區(qū)低溫寡照災(zāi)害過程平均持續(xù)時間最短，與樂至縣大致相當(dāng)，安岳縣低溫災(zāi)害過程平均持續(xù)時間最長；三縣（區(qū)）過程日平均溫度為8.4～8.6 ℃，

三縣（區(qū)）大致相當(dāng)；過程平均日照時數(shù)為1.1～1.7 h，安岳縣平均日照時數(shù)最短，雁江區(qū)平均日照時數(shù)最長。

冷空氣型低溫災(zāi)害過程平均持續(xù)時間為3.4～3.5 d；

過程平均最大降溫幅度5.5～5.7 ℃；累計降溫幅度7.5～7.9 ℃，其中樂至縣最高，安岳縣次之，雁江區(qū)最低；樂至縣緯度較高，低溫夏半年出現(xiàn)比率51%，超過冬半年，明顯高于雁江區(qū)、安岳縣。

霜凍型低溫災(zāi)害過程平均持續(xù)時間1.7～2.0 d，在3種低溫災(zāi)害類型中持續(xù)時間最短；霜凍期平均氣溫為4.4～5.2 ℃，樂至最低，雁江最高；霜凍期平均最低氣溫為0.8～1.0 ℃，雁江最低，樂至最高。

表2" 資陽市三縣（區(qū)）低溫災(zāi)害特征

縣（區(qū)） 低溫寡照型 冷空氣型 霜凍型

過程持續(xù)時間/d 過程日平均溫度/℃ 過程平均日照時數(shù)/h 過程累計降水量/mm 過程持續(xù)時間/d 過程最大降溫幅度/℃ 累計降溫幅度/℃ 夏半年出現(xiàn)比率/% 過程持續(xù)時間/d 霜凍期平均氣溫/℃ 霜凍期平均最低氣溫/℃

雁江 10.4 8.5 1.7 6.1 3.4 5.5 7.5 42 1.7 5.2 0.8

樂至 10.5 8.4 1.3 7.5 3.5 5.7 7.9 51 2.0 4.4 1.0

安岳 12.6 8.6 1.1 10.1 3.5 5.5 7.8 44 1.7 4.9 0.9

如圖1所示，冷空氣型低溫災(zāi)害夏半年出現(xiàn)概率42%～51%，雁江區(qū)和安岳縣夏半年冷空氣型低溫災(zāi)害略少于冬半年，分別為42%、44%，樂至冬夏半年冷空氣型低溫災(zāi)害大致相當(dāng)，明顯高于其他兩縣（區(qū)）。

圖1" 1978—2020年資陽冷空氣型低溫災(zāi)害冬夏半年的

發(fā)生概率

3.3 檸檬凍害指標(biāo)個例分析

低溫對檸檬的影響主要體現(xiàn)在冷害和凍害兩個方面。冷害是指0 ℃以上的低溫對檸檬造成的損害。冷害首先改變細胞的膜相，進而導(dǎo)致代謝紊亂，最終引起細胞死亡。雖然冷害在0 ℃以上發(fā)生，外觀上無明顯變化，但其對檸檬的生理活動造成障礙，嚴(yán)重時會導(dǎo)致某些組織遭到破壞，引起植株減產(chǎn)甚至死亡。

凍害則是指氣溫0 ℃以下的低溫對檸檬造成的傷害。?當(dāng)檸檬遭受凍害時，細胞結(jié)冰是造成傷害的主要原因。結(jié)冰首先在細胞間隙中形成冰晶，隨著溫度降低，冰晶增多、增大，造成機械傷害。同時，細胞間隙水勢降低，細胞內(nèi)水勢較高，水分從細胞內(nèi)移到細胞外，導(dǎo)致細胞脫水。最終引起原生質(zhì)嚴(yán)重缺水，蛋白質(zhì)發(fā)生不可逆的凝聚現(xiàn)象，導(dǎo)致原生質(zhì)結(jié)構(gòu)解體和細胞死亡，使得葉片黃化、樹體落葉、產(chǎn)量下降，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致樹體死亡。

結(jié)合安岳縣檸檬產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心2001—2020年檸檬產(chǎn)業(yè)災(zāi)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對應(yīng)年份18次相對嚴(yán)重低溫天氣影響特征和個例進行分析。

1975年12月13—22日，安岳連續(xù)10 d的日最低氣溫＜0 ℃，尤其是15—17日，最低氣溫平均為-2.9 ℃，

極端最低氣溫為-3.7 ℃。這是安岳縣歷史上一次極端寒冷天氣，造成當(dāng)年生嫩枝、嫩梢大量凍傷，部分幼樹凍死，成年樹大量落葉。

1977年2月9—10日，日最低氣溫平均在-2 ℃以下，且出現(xiàn)時間在立春后，對檸檬的嫩枝、嫩梢及嫩葉造成極大凍害災(zāi)害。

1978年1月19—21日和1982年12月26—28日，兩次低溫災(zāi)害時間長度、冷凍程度均相差不大，凍害情況也相似。

1991年12月27—28日，日最低氣溫平均為-2.6 ℃，

極端最低氣溫為-3.0 ℃，屬安岳歷史上罕見的低溫，造成當(dāng)年抽生的大量秋梢凍死、凍傷，成年樹葉片大量脫落，檸檬受害嚴(yán)重。

2005、2006年2月中旬末均出現(xiàn)1～2 d的降雪或結(jié)冰天氣，但最低氣溫均在0 ℃以上且時間短，故無凍害產(chǎn)生。

2008年1月中旬至2月中旬持續(xù)低溫（同比偏低2.1 ℃），尤其1月26日—2月2日持續(xù)8 d日平均氣溫僅為1.2 ℃、日最低氣溫平均0.4 ℃、極端最低氣溫

-0.8 ℃。雖比歷史上檸檬嚴(yán)重受凍年份均偏高，但由于低溫持續(xù)時間長（持續(xù)低溫時間長達40 d），凍害異常嚴(yán)重。

通過上述檸檬低溫災(zāi)害個例可以看出，安岳檸檬受災(zāi)記錄中植株大面積受災(zāi)時，日極端最低氣溫均低于0 ℃。由此可見，凍害是主要影響安岳檸檬產(chǎn)量和植株生長的低溫災(zāi)害，而冷害對總體檸檬產(chǎn)量和植株生長的影響相對較小。

同時，歸納過程出現(xiàn)時間、持續(xù)時間、日均氣溫、過程降溫、最低溫度、日照時數(shù)，受災(zāi)程度等特征，結(jié)合資陽市霜凍型低溫災(zāi)害特征進行總結(jié)，得出3種低溫災(zāi)害類型中霜凍型低溫災(zāi)害過程最容易造成檸檬植株出現(xiàn)凍害。此外，將安岳檸檬凍害低溫過程按照最低溫度分為3個層次，對應(yīng)3種低溫過程致災(zāi)時間，得出以下3項安岳檸檬冬季凍害指標(biāo)：極端最低氣溫在-2.5 ℃以下；連續(xù)3 d及以上平均最低氣溫在-1.5 ℃以下；連續(xù)7 d及以上日平均氣溫低于1 ℃。

4 結(jié)論

此次研究利用1978—2020年歷史資料，全面分析了資陽市低溫災(zāi)害特征，并對低溫災(zāi)害過程進行分類。分析安岳低溫凍害實況，檸檬凍害災(zāi)情數(shù)據(jù)，結(jié)合凍害類型及特征，分析得出檸檬凍害指標(biāo)，有助于有針對性地開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。以下為具體結(jié)論：

（1）資陽市低溫災(zāi)害分為低溫寡照型、冷空氣型和霜凍型3種類型。低溫寡照型的低溫災(zāi)害持續(xù)時間一般為10～12 d，過程平均氣溫在8.5 ℃左右，過程日照時數(shù)為1～2 h；冷空氣型的低溫災(zāi)害夏半年出現(xiàn)比率略少于冬半年，持續(xù)時間為3～4 d，過程最大降溫幅度為5.6 ℃左右，累積降溫幅度在7.7 ℃左右；霜凍型的低溫災(zāi)害持續(xù)時間為1～2 d，霜凍期平均氣溫在4.8 ℃左右，霜凍期平均最低氣溫在0.9 ℃左右。

（2）霜凍型低溫災(zāi)害最易影響檸檬植株生長。檸檬冬季凍害指標(biāo)可參考以下3條：當(dāng)冬季極端最低氣溫在-2.5 ℃以下，或連續(xù)3 d及以上平均最低氣溫在-1.5 ℃

以下，或連續(xù)7 d及以上日平均氣溫低于1 ℃。當(dāng)出現(xiàn)以上任一情況時，資陽市安岳縣檸檬會出現(xiàn)凍害。

參考文獻

[1] 趙藝，郭翔，王鑫，等.四川盆區(qū)油菜花期低溫陰雨災(zāi)損評估及風(fēng)險區(qū)劃[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2024，45（6）：629-642.

[2] 張利平，周澤英，彭雲(yún)，等.四川渠江中上游羊肚菌低溫冷害風(fēng)險分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2020，41（12）：794-806.

[3] 楊貴川，冉晶，黎德富，等.低溫凍害對南充市晚熟柑橘產(chǎn)業(yè)的影響及凍后補救措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2021（20）：77-79.

[4] 付世軍，劉書慧，盧德全，等.基于概率回歸和信息擴散理論的南充晚熟柑橘低溫凍害指標(biāo)體系研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2024，40（12）：38-44.

[5] 楊勝才，韋宏江，黃飛，等.氣象災(zāi)害風(fēng)險普查成果在氣象服務(wù)中的應(yīng)用：以凌云縣為例[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2024，14（6）：

266-268.

[6] 柏秦鳳，霍治國，王景紅，等.中國主要果樹氣象災(zāi)害指標(biāo)研究進展[J].果樹學(xué)報，2019，36（9）：1229-1243.

[7] 李美萱，霍治國，孔瑞，等.黃淮海冬小麥春季低溫災(zāi)害等級指標(biāo)構(gòu)建[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，2024，35（1）：45-56.

[8] 趙亞星.淺析氣象因素對果樹的影響及氣象災(zāi)害防御對策[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2021，11（2）：93-94.

[9] 張維敏，王景紅，李化龍，等.基于獼猴桃園小氣候特征的高低溫災(zāi)害預(yù)測模型構(gòu)建[J].果樹學(xué)報，2021，38（12）：2236-2245.

[10] 伊德爾呼，黃文震，楊保成，等.呼倫貝爾市冬季低溫災(zāi)害時空分布特征及成因機理研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2021（3）：102-105.

[11] 冷冰，付彥兵，王冰，等.棲霞蘋果花期凍害風(fēng)險分析及精細化區(qū)劃[J].氣象災(zāi)害防御，2020，27（1）：24-28.

收稿日期：2024-08-15

作者簡介：馮渝（1981—），女，四川成都人，高級工程師，研究方向為農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。#通信作者：熊士斌（1994—），男，四川資陽人，工程師，研究方向為災(zāi)害風(fēng)險評估及區(qū)劃，E-mail：1092414210@qq.com。