閩東氣候變化與龍眼寒凍害影響分析

余會康，徐宗煥

（1.福建省寧德市氣象局,福建寧德 352100；2.福建省氣象科學研究所,福建福州 350001）

閩東氣候變化與龍眼寒凍害影響分析

余會康1，徐宗煥2

（1.福建省寧德市氣象局,福建寧德 352100；2.福建省氣象科學研究所,福建福州 350001）

通過對閩東沿海縣市年代際氣候資料的統計分析,從溫、光、水3個方面和5個代表性氣候變化指標說明閩東沿海氣候變暖特征,結合閩東晚熟龍眼生長環(huán)境條件,闡述自20世紀90年代以后,閩東氣候變暖趨勢明顯,熱量條件改善,氣溫升高和積溫增加以及充足的光照降水更適合龍眼生長發(fā)育需要。但隨氣候變暖,冬季寒凍害仍然對閩東龍眼生產產生很大的影響,主要表現為年代際寒凍害多發(fā),龍眼遭受寒凍害影響程度與不同的立地條件密切相關。通過分析寒凍害影響特點,提出有效防御建議與措施,從而提高防災減災能力。

閩東；氣候變化；龍眼；寒凍害；影響；分析

寧德市（26°18′-27°4′N,118°32′-120°44′E）位于臺灣海峽西北岸,福建省東北部,俗稱閩東（地區(qū)）,下轄4個沿?？h市區(qū)和5個山區(qū)縣,屬中亞熱帶海洋性季風氣候,是全國荔枝龍眼的北緣產區(qū)［1］。受全球氣候變化影響,閩東氣候變暖趨勢明顯,主要體現為年平均溫度和冬季平均氣溫升高,低溫日數減少,荔枝可采收到8月中旬,晚熟龍眼最遲可采收到11月中旬,沿海部分地區(qū)芒果種植可收獲等,反映了氣候變暖與地區(qū)物候變化間的密切關系。

龍眼是福建特色優(yōu)勢水果之一,產量約占全國60%,居全國首位。閩東龍眼是福建采收期最長、最遲的品種（8-11月）,區(qū)域經濟產量已經形成規(guī)模,2010年被列入國家荔枝龍眼產業(yè)技術體系,并設立寧德綜合試驗站,2012年寧德市荔枝種植面積達3 933.3 hm2,主栽品種為福眼、松風本、立冬本等,年產量達3.08萬t。閩東龍眼主要分布在蕉城、福安、霞浦、福鼎等沿海地帶,受內、外海大水體的影響,形成了龍眼自然晚熟的獨特資源優(yōu)勢,是全國晚熟龍眼經濟栽培區(qū)的北限。在諸多外界環(huán)境條件中,溫度對龍眼生長發(fā)育的影響最大,是限制龍眼地理分布的最主要氣象因子［2］。為此,對閩東沿海氣候變化以及寒凍害對龍眼枝生長的影響進行分析,以期為閩東發(fā)展龍眼生產提供科學依據。

1 材料與方法

選擇閩東（圖1）沿海4個市縣區(qū)（蕉城區(qū)、福安市、霞浦縣、福鼎市,以下簡稱閩東沿?？h市,圖2）氣象站1961-2010年氣候觀測資料,以10年期分為5個年代際,即60年代（1961-1970年）、70年代（1971-1980年）、80年代（1981-1990年）、90年代（1991-2000）、21世紀初（2001-2010年）進行統計分析。數據取年代內10年平均值代表年代平均狀況；從滿足作物生長主要的溫、光、水3個方面,采用5個代表性氣候變化指標,即年平均氣溫、≥10℃年均積溫、冬季（12月到翌年2月）月均氣溫、年均降水量和年均日照時數等。從近20年（1991-2010年）氣候變化下冬季寒凍害發(fā)生特點對閩東沿海的龍眼生產影響進行分析。龍眼生產數據主要來源于寧德綜合試驗站和寧德市統計年鑒。

2 閩東年代際氣候變化特征

2.1 熱量條件變化

2.1.1 年均氣溫與≥10℃積溫變化

對閩東沿?？h市1961-2010年5個年代際年均氣溫進行統計分析,20世紀60-80年代,閩東

4縣年均氣溫變化不大,80年代氣溫還略有下降, 90年代起氣溫上升明顯。除北部福鼎市外,至20世紀90年代中期,閩東沿海3縣市年均氣溫超過19℃,進入21世紀閩東沿海3縣市年均氣溫平均已達19.7℃,蕉城、福安超過20℃（圖3）。

≥10℃年均積溫是衡量作物生長期長短,以及某一地區(qū)可提供給農業(yè)利用熱量多寡的重要標志。從圖4可以看出,≥10℃年均積溫年代際變化與年均氣溫相似,總體呈現上升趨勢,20世紀80年代≥10℃年均積溫比60-70年代還略低,但從90年代起≥10℃積溫明顯增加,沿海各縣市中,以福鼎市最低,接近6 500℃,其余各縣均超過6 700℃,較之于80年代,90年代積溫的年代際遞增率約3.4%～5.0%,增加217～321℃,其中以霞浦縣增加最多,達321℃。進入21世紀以后,積溫持續(xù)增加,蕉城、福安超7 000℃,霞浦、福鼎也超過了6 700℃（圖2）。積溫增加意味著冬天減短,對農業(yè)生產熱量狀況的改善有積極作用。

2.1.2 冬季月均氣溫變化

熱帶水果最怕冬季遭受低溫寒凍害,從年代際冬季溫度變化（圖5）可知,自20世紀60年代至21世紀初,年代際冬季溫度是緩慢上升的,其中, 80年代冬季溫度略偏低,90年代除福鼎市外,其余閩東沿海3縣冬季平均溫度≥11℃。相較于60-80年代,20世紀90年代以后冬季氣溫的上升明顯,冬季變暖顯著。

綜合以上分析,閩東沿海地區(qū)在20世紀60-80年代間年均溫度、≥10℃年均積溫、冬季月均氣溫這3個熱量代表指標上變化不明顯,甚至在80年代還出現偏冷偏低現象。但是自20世紀90年代起,這3個熱量指標呈現明顯增加趨勢,表明熱量增加,熱量條件明顯改善,能夠為熱帶水果的生長發(fā)育創(chuàng)造更加有利的條件。

圖1 福建省及寧德市（閩東）地理位置

圖2 閩東沿海4縣市區(qū)地理位置

圖3 閩東沿海4縣市年代際年平均氣溫變化

圖4 閩東沿海4縣市年代際≥10℃年積溫變化

2.2 降水條件變化

閩東沿海4縣年代際降水量變化表現為微弱增加趨勢,從20世紀60年代的1 585.5 m m增加到21世紀初的1 716.5 m m,平均每年代際遞增2%

左右。各縣年代際間變化不盡相同,霞浦縣降水量相比其他3縣最小,為1 354～1 444 m m（圖6）。

圖5 閩東沿海4縣市年代際冬季氣溫變化

圖6 閩東沿海4縣市年代際年降水量氣溫變化

2.3 光照條件變化

閩東沿海4縣年代際日照變化如圖7所示,除蕉城外,其他3縣在研究時段內,年代際日照時數呈遞減趨勢,其中以90年代日照時數最少,進入21世紀后,日照時數相較20世紀90年代平均增加183 h。

圖7 閩東沿海4縣市年代際年日照時數變化

3 閩東氣候變化對龍眼生長的影響

3.1 熱量變化對龍眼生長的影響

龍眼是喜溫怕凍忌寒的熱帶水果。龍眼對溫度和熱量條件要求很高,福建主要龍眼產區(qū)年平均氣溫在20～24℃,冬季氣溫12～14℃,≥10℃積溫在7 000℃左右。20世紀90年代以前,閩東沿海4縣市中,只有蕉城、福安年平均氣溫超過19℃,但不足19.5℃,霞浦、福鼎年平均氣溫低于19℃；蕉城、福安≥10℃積溫為6 600℃,霞浦、福鼎≥10℃積溫不足6 400℃。蕉城、福安兩地冬季氣溫可以達到10℃,而霞浦、福鼎兩地不足10℃。從上述3個指標上來看,閩東沿海4縣市的熱量條件與龍眼生長要求差異較大,因此限制了其種植范圍和面積。

自20世紀90年代起,蕉城、福安年平均氣溫由19.5℃上升到20℃,霞浦超過19℃達到19.5℃,福鼎由不足19℃上升到接近19.5℃；蕉城、福安≥10℃積溫由6 800℃上升至超過7 000℃,霞浦由6 700℃增加到6 800℃,福鼎超過6 400℃增加到6 700℃。蕉城、福安的冬季氣溫超過10℃上升至接近12℃,而霞浦、福鼎超過10℃上升到接近11℃,冬季5～14℃的低溫有利于龍眼枝的花芽分化?？梢?自20世紀90年代起,閩東沿海縣市由南到北溫度上升明顯,積溫明顯增加,冬季溫度明顯升高,溫度和熱量條件接近福建龍眼適宜的溫熱條件,寧德市龍眼種植面積由1995年的2 806 hm2增加到2010年的3 979.3 hm2,產量由2 400 t增加到1.09萬t。同一品種龍眼的成熟期較兩廣和閩南主產區(qū)晚15～30 d,一般要在8-11月中旬成熟采收。

3.2 降水變化對龍眼生長的影響

龍眼生長要求年降水量在1 200 m m以上［3］,參照這一指標,閩東沿海4縣市的年均降水量能夠滿足龍眼生長需要。從四季降水分布情況來看,閩東沿海各縣冬季降水占全年降水的11%～12%,時值龍眼花芽分化期,降水少有利于其花芽分化；春季（3-6月）降水最多,占全年降水的45%～50%,有利于果樹生長和營養(yǎng)吸收；夏季（7-9月）降水占全年降水的30%～35%,可以為果實膨大成熟提供充沛的水分；秋季（10-11月）降水最少,占全年降水的7%～9%,有利于果實成熟采收。個別年份如果遇到冬季高溫多雨、春季開花期低溫陰雨、或夏季果實發(fā)育早期高溫干旱就會明顯造成減產歉收。

3.3 光照變化對龍眼生長的影響

盡管閩東沿海4縣年代際年均日照時數呈遞減趨勢,但年均日照時數都在1 500 h以上,平均接

近1 700 h,能夠滿足龍眼生長需要；而且自20世紀90年代起,閩東沿海4縣年均日照時數又有所增加,日照條件改善。此外,日照時數與天氣、云量、地理地貌等關系很大,閩東沿海龍眼種植區(qū)一般處于臨海地帶,地界開闊,光照條件好,實際年均日照時數高于氣象觀測站數據,更加有利于龍眼生長發(fā)育。

4 寒凍災害影響

受全球氣候變化影響,寧德市年均氣溫升高,低溫日數減少,冬季變暖顯著,年降水略增多,日照時數下降；氣候變化的同時也造成極端氣候事件多發(fā),而且氣候變暖并不意味著冬季不會劇烈降溫,寒凍害仍時有發(fā)生,甚至可能出現比較罕見的極端冬季寒凍災害,危脅閩東沿海地區(qū)的龍眼生產。

4.1 冬季寒凍害年代特點

閩東作為晚熟龍眼栽培區(qū)的北緣地帶,龍眼生產中最主要的氣象災害就是冬季的寒凍害,寒凍害輕者會使龍眼葉片枝條受凍,重者植株凍死,造成減產歉收甚至絕收。從寧德市氣象災害時空分布分析,近20年凍害（≤0℃）天數的年際變化在總體上呈波動下降趨勢,但凍害發(fā)生還比較頻繁,凍害較為明顯的年份有1991,1993,1994,1999, 2003,2004,2009,2011年；從月際分布來看,1月發(fā)生頻率最高,達38.2%,其次為12月,占31.7%,再次為2月,占20.6%。根據實地調查結果,1990-2011年間閩東龍眼有6次凍害顯著,其中3次為特大凍害（分別是1991-1992年冬、1999-2000年冬、2010-2011年冬）。

龍眼在冬季遇到0～5.0℃的低溫天氣即為寒害,以綜合寒害指數（H i）和龍眼寒害等級指標為標準［4］,對閩東龍眼寒害情況進行統計分析,從20世紀90年代起,龍眼受到重寒害的年份為1992-1993年冬、1995-1996年冬、1999-2000年冬、2003-2004年冬、2004-2005年冬。其中1992-1993年冬遭遇了自1975年以來最強的一次寒潮天氣,龍眼受到嚴重危害；1995-1996年冬遭遇強寒潮襲擊,低溫陰雨過程次數之多、范圍之廣、持續(xù)時間之長,終日之遲為歷史罕見,也給龍眼帶來嚴重危害；1999-2000年冬閩東出現了2次強寒潮天氣過程；2003-2004年冬遭受多次強冷空氣影響,氣溫下降明顯,出現陰寒、降雪天氣；2004-2005年冬受強冷空氣南下影響,出現強降溫天氣,龍眼遭受嚴重寒凍害。

4.2 冬季寒凍害發(fā)生地特點

閩東沿海依靠北面和西面的雁蕩山、武夷山、鷲峰山和太姥山圍成的天然山脈屏障,在冬季可以有效阻滯和消減部分來自北面和西面的冷空氣侵襲強度,減弱冬季南下冷空氣的影響。但福建的最低氣溫大多數是由平流降溫后的晴夜輻射降溫引起的［5］,龍眼遭受寒凍害的影響程度與不同的立地條件密切相關。緊挨海邊、海灣的龍眼園受海洋（水體）調節(jié)增溫影響作用明顯,比遠離海邊的果園極端最低氣溫高0.5～1℃,受寒凍害影響輕微。

從小地形坡向調查情況看,果園地形、坡度、坡向與遭受寒凍害的影響差異明顯。在北面、西面有山體地形屏障的丘陵山地果園,不論處在南坡、西坡或東坡,龍眼樹的凍害發(fā)生情況均較輕；而南面有山脈阻擋,易造成大面積冷氣流沉積產生凍害。坡地果園中坡及中坡以上,冷空氣沉積少、流動快,龍眼樹受害輕,受凍植株比例較小,特別是坡度大的陡坡,受凍植株比例更??；而坡度平緩的緩坡地形,冷空氣隨山坡下降,使強冷空氣沉積,留滯時間長,龍眼樹受害較重,受凍植株比例較大,特別是坡底,由于逆溫作用,形成冷湖現象,凍害嚴重。山壟地的凍害與坡地相似,山壟兩邊的山坡地凍害較輕,但冷空氣易沉積在壟溝,因此沿壟溝順坡種植的龍眼凍害嚴重；在山壟口開口大的地形,通風情況良好,龍眼受寒凍害就較輕；相反在山壟口開口小的地形,由于通風不好,冷空氣沉積,壟底寒凍害就嚴重。海拔高度在20～150 m山坡地的凍害較20 m以下的山坡地凍害輕,低洼地、坡底凍害嚴重。一些地方海拔高度在200 m的山坡地,凍害也較輕。因此,對于作為龍眼經濟栽培的北緣地區(qū)的閩東,加強龍眼種植區(qū)氣候區(qū)劃尤為重要。

5 小結與建議

20世紀90年代以來,受全球變暖影響,閩東沿海地區(qū)年代際年平均氣溫和冬季氣溫升高、≥10℃年均積溫增加顯著,溫度與熱量條件更加適合龍眼生長發(fā)育要求,2000年以后溫熱條件進一步改善,氣候變暖為龍眼在閩東沿海地區(qū)的種植生產創(chuàng)造了有利條件。

閩東沿海地區(qū)年代際降水量變化不大,略有增加；日照時數略有減少趨勢,但其降水與日照條件能夠滿足龍眼生長需求。

近20年來閩東沿海地區(qū)冬季寒凍害多發(fā),對該區(qū)域的龍眼生產有很大影響,而且龍眼遭受寒凍害的影響程度與當地立地條件密切相關。

針對氣候變暖的現狀,要充分利用寧德市沿海熱量條件發(fā)展具有特色的晚熟龍眼,并加強氣候區(qū)劃和科學規(guī)劃,加強對冬季寒凍災害的監(jiān)測預報預警服務,不斷完善果園基礎設施建設,提高氣象災害防御能力,減少生產風險。

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（責任編輯：高 峻）

S 16文獻標志碼：A文章編號：0528-9017（2014）05-0748-05

2014-01-21

科技部農業(yè)科技成果轉化資金項目（2012G B24160607）；寧德市科技計劃項目（20130004）；東南沿海主要農業(yè)災害預警及減災模式技術推廣項目

余會康（1969-）,男,高級工程師,研究方向為農業(yè)氣象及氣候變化。E-mail：hi ka n@163.com。

徐宗煥,正高級工程師,研究方向為農業(yè)氣象。E-mail：f j x z h121@163.com。

文獻著錄格式：余會康,徐宗煥.閩東北氣候變化與龍眼寒凍害影響分析［J］.浙江農業(yè)科學,2014（5）：748-752.