桐廬縣冬春季氣溫對春茶的影響及防凍措施探討

孟永軍，沈 桑，章瑩菁

(浙江省桐廬縣氣象局，浙江 桐廬 311500)

桐廬縣冬春季氣溫對春茶的影響及防凍措施探討

孟永軍，沈 桑，章瑩菁

(浙江省桐廬縣氣象局，浙江 桐廬 311500)

利用Morlet小波分析方法對桐廬縣1959年以來冬春季氣溫進行詳細的分析，發現桐廬縣冬春季氣溫存在周期性變化，年際間存在明顯波動，但總體呈現升高的趨勢，特別是20世紀90年代中期起暖冬暖春趨勢異常明顯。桐廬縣日平均氣溫穩定通過10℃回暖日80%保證率的初日在3月16日前后，但年際間波動較大，近幾年回暖日明顯偏早，春茶萌發提早。結合桐廬縣氣候變化特點分析發現，在氣候變暖的背景下，茶葉春季凍害明顯重于冬季凍害，春季晚霜凍是影響桐廬縣春茶產量和品質的主要災害性天氣。加強茶葉凍害的防御措施，特別是春季凍害的防御，是提高春茶產量和品質的關鍵因素之一。

冬春季氣溫;小波分析;春茶凍害;防御措施

茶樹原產熱帶雨林之中，性喜溫暖濕潤，耐陰而不耐干旱與嚴寒。實踐表明，氣象條件是影響茶樹生長發育的主要環境條件，溫度是茶樹生命活動的基本條件，它影響著茶樹的地理分布，也制約著茶樹生育速度，氣溫變化是影響春茶產量和品質的主要因子。對茶樹的每個生命過程來說，有最低、最適和最高3個基點溫度，茶樹不同品種和生育期，3個基點溫度有所不同［1］。一般年平均氣溫＞13℃，全年≥10℃有效積溫4 000℃以上，年最低氣溫在 －10℃以上的地區，可以種茶樹［2］。桐廬縣地處浙西北中低山丘陵區，境內群山疊峰、溪流縱橫，屬亞熱帶南緣季風區，四季分明，溫和濕潤，土壤以黃壤亞類的山地黃泥土為多，pH值在4.3～5.5間，年平均氣溫16.5℃，最低氣溫－6.1℃，茶樹生長的自然條件十分優越。茶葉是桐廬縣六大農業主導產業之一，而春季名優茶特別是名茶“雪水云綠”更是桐廬縣茶葉的金名片。由于氣候變暖，近年來早生茶快速發展，但春季容易出現寒潮，造成春茶凍害嚴重。目前國內學者關于茶樹與氣象條件關系的研究較多［2－8］。我們重點對桐廬縣冬春季的氣溫變化進行分析，揭示其演變規律，以提高桐廬縣春茶生產的防災減災能力。

1 資料來源及分析方法

1.1 資料來源

為桐廬縣氣象臺觀測站日常觀測資料，取1959年12月至2010年時段共52 a，以常規的季節劃分為標準，即冬季12－2月、春季3－5月。

1.2 分析方法

1.2.1 距平

對每年的冬春季氣溫進行距平計算預處理，即:X'i=Xj－ˉXi=1，52;其中，Xi為第i年冬季或春季氣溫，ˉX為52 a平均值。這樣預處理所得要素既能反映氣溫升高或下降趨勢，又能得到一定的量化值，利于實際分析應用。

1.2.2 小波

利用小波分析方法的伸縮和平移等運算功能對函數或信號序列進行多尺度細化分析。Morlet小波變換可用來判別氣候變化不同尺度下的突變點，并且這種判別是具有嚴格的數理意義的，是其他統計方法不具備的［9］。

2 結果與分析

2.1 冬季氣溫的年際變化及多尺度分析

小波分析結果 (圖1)表明，自20世紀60年代以來，桐廬縣冬季的平均氣溫變化存在多尺度變化周期。在較大時間尺度上存在一個準30 a左右的年代際變化周期 (實線為暖中心，虛線為冷中心，下同)，冬季平均氣溫經歷了由低到高的變化周期，突變點在1987年，即1987年以前為氣溫偏低年，1987年以后為氣溫偏高年。另外還存在著準12 a的中周期變化，其中在1980年以前12 a的周期明顯，1980年以后周期有縮短的趨勢，周期變化在10 a左右。在中周期下還存在一個5 a左右的小周期，同時小周期規律不明顯，變化頻繁。

另外從圖2中發現，20世紀80年代后期起冬季平均氣溫正距平的年份明顯增多，特別是90年代中期起正距平明顯增大，2010年冬季氣溫回落。

圖1 桐廬縣冬季平均氣溫小波分析

圖2 桐廬縣冬季平均氣溫距平

2.2 春季氣溫的年際變化及多尺度分析

圖3是桐廬縣春季平均氣溫的 Morlet小波變換，分析發現春季平均氣溫同樣存在著一個準30年左右的大周期，7 a左右的中周期和3 a左右的小周期變化。主要突變點在1997年，目前桐廬處在相對的暖中心附近。

從圖4中可以明顯看出，20世紀90年代中期以前春季氣溫波動明顯，正負距平交替出現，總體偏低。1997年起春季氣溫明顯偏高，為持續的正距平，而且正距平明顯增大。但2010年春季氣溫有大幅度的回落。

2.3 冬春季的極端最低氣溫

極端氣溫反映了某地溫度高低變化的范圍和程度。我們以1月及3月的極端最低氣溫分別代表冬季和春季的極端最低氣溫。分析圖5發現，自20世紀80年代后期起，除個別年份1月的平均最低氣溫在0℃以下外，其余均在0℃以上。從趨勢線上也可明顯看出，最低氣溫呈現明顯的升高趨勢。

圖3 桐廬縣春季平均氣溫小波分析

圖4 桐廬縣春季平均氣溫距平

圖5 桐廬縣1月平均極端最低氣溫

桐廬縣春季4月起極端最低氣溫均在1℃以上，多年平均值為4.9℃。但3月由于冷空氣活動頻繁，而西南暖濕氣流開始活躍，氣溫變化幅度大，極端最低氣溫波動較大 (圖6)。

圖6 桐廬縣3月平均極端最低氣溫

2.4 日平均氣溫穩定通過10℃的初日

影響春季茶芽萌動和伸育速度因子很多，歸納起來可分環境因子和植物學因子2類［9－10］。在我國春季雨水比較多的南方，氣溫是主導因子。一般認為，茶樹新梢萌動的起始溫度是日平均氣溫穩定通過10℃，但各品種有所不同［3］。氣溫14～16℃開始伸長，葉片逐漸展開;17～30℃生長迅速。如氣溫降到10℃［8］以下時，茶芽停止生長。在桐廬縣日平均氣溫穩定通過10℃的初日多年平均為3月27日，保證率80%的初日為3月16日。資料分析發現，桐廬縣日平均氣溫穩定通過10℃的回暖初日年際間波動較大，近10 a回暖明顯偏早，這也表明氣候變暖，使得優質茶開采期提早。

3 氣溫變化對春茶的影響

從以上分析發現，桐廬縣冬春季氣溫年際間存在明顯的波動，但總體呈現升高的趨勢，特別是90年代中期起暖冬暖春趨勢異常明顯。分析桐廬縣冬春季的氣溫變化與春茶產量關系發現，自20世紀90年代中期起冬春季氣溫明顯升高，茶樹冬季的凍害出現機率很小，優質茶的開采期明顯提早。桐廬縣茶葉站提供的資料表明，2004年以來的近7 a里優質茶 (不包括特早生茶)的開采期平均在3月24日左右，較往年提早6 d。但由于暖冬明顯，茶樹的受凍及耐寒能力下降，加上初春氣溫高，春茶萌發早，當有寒潮侵襲時，往往產生倒春寒和晚霜凍天氣。自2002年起每年均有不同程度的春季凍害發生，嚴重影響春茶的產量和品質。

低溫凍害主要指冬季大雪后的嚴重冰凍、春季低溫晚霜凍。

3.1 冬季嚴重冰凍和大雪對春茶的影響

冬季低溫凍害是由寒潮侵襲，出現大雪及之后引起的嚴重低溫冰凍天氣而造成。從上面的分析我們發現，由于氣候變暖，冬季最低氣溫呈現明顯的升高趨勢，近20 a來嚴重冰凍引起的凍害相對較少，僅在1991年12月底和2008年2月初分別出現過。由于大雪低溫出現的時間及強度不同，受凍程度也不同。1991年12月底，受寒潮侵襲，由持續2個月的晴暖少雨天氣轉入多雨雪天氣，12月26－28日全縣普降大到暴雪，積雪深度在11 cm以上，24－29日的過程降溫幅度達14.6℃，29日極端最低氣溫出現創紀錄的 －9.5℃，山區在－14℃左右。大雪之后出現的嚴重冰凍天氣，導致全縣有60%以上的茶園受凍，1992年春茶產量銳減。2008年2月1－2日出現歷史罕見的暴雪，積雪深度達27 cm，山區達40 cm，雪后出現了平原－4～－6℃，山區 －8～－10℃的低溫冰凍天氣，部分茶園遭雪壓和低溫凍害受損，春茶較上年減產10%。分析上面2次凍害個例發現，1991年嚴寒發生時在初冬，此時茶樹剛剛結束第3次根系生長高峰，漸趨冬眠，尚處半休眠狀態，抗寒能力較弱。加上前期氣溫偏高，氣候干燥土壤表層濕度小墑情差，致使嚴寒發生時降溫幅度增大，降低了極端最低氣溫值，更減弱了茶樹的抗寒能力，使凍害加重。2008年2月初的凍害發生的前期為持續的低溫陰雨雪天氣，因此雖然積雪深度較1991年明顯加大，但由于降溫幅度小，極端最低氣溫值較1991年高，并且雪后低溫冰凍天氣沒有1991年12月的那么嚴重，加上大雪冰凍天氣出現在隆冬季節，茶樹耐寒能力較初冬強，因此這次凍害相對較1991年輕。

3.2 春季大雪和低溫晚霜凍對春茶的影響

春季低溫凍害主要發生在3－4月，由于天氣逐漸回暖，此時當有寒潮侵襲時，出現倒春寒或晚霜凍天氣而引起。在春季回暖過程中，乍暖還寒，氣溫呈現出顯著不穩定性，日際變幅 (前后2 d的日平均氣溫差)在四季中最大，加上早生良種的增加和肥培管理水平的提高，以及先進科學技術的推廣應用，茶葉發芽日趨提早。由于茶芽已經萌動，幼嫩芽葉含水量顯著提高，細胞汁濃度降低，原被魚葉、鱗片包裹的芽葉暴露在外，茶芽自身防凍能力減弱。加上葉溫晝高夜低，日變幅大，尤其是平展的樹冠面，遇到較強冷空氣的侵襲，易導致細胞內水分凍結，原生質遭到機械破壞，使茶汁外溢而紅變，出現麻點，以致芽葉尖端呈“赤枯狀”，還造成一些腋芽或頂芽在短時間內停止萌發。從上面的分析發現，雖然春季氣溫總體呈現偏高的趨勢，但近幾年氣溫波動幅度大，特別是在暖冬明顯的情況下，茶樹耐寒能力弱，初春回暖早。因此晚霜凍對名優茶的危害也越來越重。從晚霜凍個例分析發現，晚霜凍一般發生在冷空氣影響造成的降水天氣過程結束后，夜間天氣晴朗，氣溫快速降低而出現的一種短時間低溫災害。由于冷空氣的入侵，出現陰雨天氣，地面的熱能相對減少，降水天氣停止，夜間天氣晴朗，大氣長波輻射使近地面層空氣輻射冷卻，從而形成晚霜凍天氣過程。前面我們已經分析，近幾年桐廬春季平均氣溫正距平明顯增大，氣候變暖趨勢明顯，這使得春茶的萌發期也明顯提早，但春季過程性的冷空氣影響仍較頻繁，因此春茶的受凍率也明顯提高。資料表明，自2002年以來，桐廬每年都有不同程度的春季凍害發生。如2005年3月12日受寒潮侵襲，日平均氣溫從10日的13.9℃下降到12日的 －0.2℃，11日夜里出現大到暴雪天氣，12日8時的積雪深度達7 cm，13日、14日早晨分別出現了 －3.1和－1.5℃，山區－5℃左右的冰凍天氣，全縣0.1萬hm2春茶受凍，嚴重影響產量和品質。2010年3月上旬出現歷史同期最低氣溫－3.9℃，早生茶受低溫凍害影響較嚴重。

4 茶樹凍害的綜合防御措施

4.1 選用抗寒性良種

茶樹品種間抗寒力相差懸殊，而且凍后返青也有明顯差別。因此在發展新茶園時，要大力推廣抗寒性強的無性系茶樹良種。

4.2 茶園鋪草

鋪草可采用稻草、雜草、修剪的茶樹枝條等等。每畝茶園約需鋪草1 500 kg左右，鋪草既可抗旱，又能防凍。鋪草茶園地溫可提高2～3℃，可減輕凍土程度和深度，保持土壤水分，對對增強茶樹抗寒防凍能力和增加茶葉產量效果明顯。

4.3 熏煙驅霜

熏煙的作用是在茶園空間形成煙霧，防止熱量的輻射擴散，利用“溫室效應”預防晚霜凍，效果明顯。在易受凍地點 (如洼地、北坡)的上風方，氣溫降至2℃左右時進行點火熏煙，既防晚霜凍又積肥。

4.4 加強肥培管理

施足基肥，增強樹勢，提高茶樹本身的抗凍能力。施入有機肥或氮磷鉀化肥，以利提高土溫和土壤肥力。

4.5 加客土，增厚活土層

在茶園行間加些從山坡邊、四周圍挖出的新客土，適當加入茶行間，有利土壤的保溫。

4.6 重視寒潮預報，及早做好防御措施

在暖冬和氣溫回升較快的早春季節，應特別注意收聽天氣預報，做好各項防凍準備工作。了解那些最易受凍的品種及地理位置，因地制宜，就地取材，做好防凍措施。同時對已萌發茶芽，在凍害來臨前，及時組織人員上山采茶，盡可能將已萌發的芽葉采下山，減少損失。

對于已受凍的茶樹，必須及時采取補救措施，以減輕凍害造成的損失。整枝修剪是常用的凍害后補救措施之一。對遭受越冬期受害較重的茶樹，應進行深修剪或重修剪甚至臺刈，重新培養茶樹骨架和采摘面。對遭受晚霜凍凍害程度較輕和原來有良好采摘面的茶園，采用輕修剪，清理篷面，以利茶芽萌發。修剪程度寧輕勿深，盡量保持采摘面。在整枝修剪的同時，應及時噴施葉面肥，對恢復茶樹生機和茶芽萌發及新梢生長均有促進作用。

5 小結與討論

根據Morlet小波分析，桐廬縣冬春季氣溫存在周期性變化，年際間存在明顯的波動，但總體呈現升高的趨勢，特別是90年代中期起暖冬暖春趨勢異常明顯。桐廬縣日平均氣溫穩定通過10回暖日80%保證率的初日在3月16日前后，但年際間波動較大，近幾年回暖日明顯偏早，春茶萌發提早。

分析表明，在氣候變暖的背景下，桐廬縣冬季最低氣溫升高趨勢明顯，但春季最低氣溫波動明顯，變化幅度大。茶葉春季凍害明顯重于冬季凍害。春季晚霜凍是影響桐廬縣春茶產量和品質的主要災害性天氣。

冬季凍害以雪后的嚴重低溫冰凍為主，相對初冬較隆冬更易受凍。

加強茶葉凍害的防御措施，特別是春季凍害的管理，是提高春茶產量和品質的關鍵因素之一。

［1］ 黃壽波.我國茶樹氣象研究進展 (綜述) ［J］.浙江農業大學學報，1985，11(1):87-96.

［2］ 高麗娥，邱雪清.大田縣高山優質茶葉的氣候可研性探討［J］ .福建氣象，2002，28(3):35－37.

［3］ 胡來林.茶葉產量與環境因子關聯分析 ［J］.中國農業氣象，1996，17(1):21－22.

［4］ 蔣宗孝，林森知，魏榮源，等.三明市茶樹氣候條件分析及氣候區劃 ［J］.氣象科技，2004，32(增刊):87－90.

［5］ 黃壽波.浙江茶區茶樹旱熱害的氣候分析 ［J］.茶葉，1981(2):8－11.

［6］ 黃壽波.氣候與茶芽的伸育 ［J］.中國茶葉，1980(2):13－14.

［7］ 龐振潮.杭州春茶產量和品質與氣候的關系 ［J］.氣象，1981(2):30－31.

［8］ 黃壽波.浙江茶區主要氣候及農業氣候特征分析 ［J］.茶葉科學，1965(1):54－60.

［9］ 林振山，鄧自旺.子波氣候診斷技術的研究 ［M］.北京:氣象出版社，1999:235－251.

［10］ 黃壽波.鮮葉采摘量的月分布與氣象條件的關系 ［J］.中國茶葉，1982(6):37－38.

S 577.1，S 161.2

A

0528-9017(2011)03-0547-04

文獻著錄格式:孟永軍，沈桑，章瑩菁.桐廬縣冬春季氣溫對春茶的影響及防凍措施探討 ［J］.浙江農業科學，2011(3):547－551.

2011-03-18

孟永軍 (1966－)，男，浙江桐廬人，助理工程師，從事應用氣象研究工作。

(責任編輯:吳益偉)