2019年歷史罕見的高溫干旱對婺源綠茶的影響分析

黃京平，程 丹，陶 瑤*

(1.江西省上饒市氣象局，江西 上饒 334000；2.江西省婺源縣農業農村局，江西 婺源 333200)

江西省婺源縣地處贛、浙、皖三省交界處，擁有“中國最美鄉村”之譽，是中國綠茶金三角核心產區，獨特的氣候和地理條件造就了婺源綠茶顏色碧而天然、口味香而濃郁、水葉清而潤厚的優異品質[1]。婺源綠茶歷史悠久，早在唐代茶葉專家陸羽所著的《茶經》一書中，就有“歙州茶生于婺源山谷”的記載。近年來，婺源融入國家“一帶一路”茶業發展戰略，深挖茶業發展潛力，讓“千年茶鄉”香飄海內外，遠銷歐盟，竭力打造成國際知名品牌和茶業扶貧婺源樣板[2]。婺源榮獲2019年度中國茶業百強縣，并且婺源綠茶入選中國農業品牌目錄、江西農產品“十大區域公用品牌”。截止2019年底，婺源縣茶園面積13133.3 hm2，茶葉產量18500 t，婺源綠茶品牌價值20.63億元。

在全球氣候變暖的背景下，夏季極端高溫、干旱等災害性天氣頻繁發生，嚴重影響茶樹的生長發育，致使茶葉品質和產量下降，甚至最終使茶樹死亡，給茶葉生產帶來了嚴重的影響[3-4]。楊躍華等[5]報道，當茶樹遭受干旱影響時，茶樹葉片碳氮合成代謝減弱，新梢中茶多酚、氨基酸、咖啡堿和水浸出物等品質成分減少，而且兒茶素品質指數降低，氨基酸組成也發生變化。姜燕敏等[6]采用趨勢分析方法和Mann-Kendall檢驗，分析了1971～2017年浙南茶樹高溫熱害日數的氣候變化特征。何辰宇等[7]分析了茶樹高溫干旱災害產生的原因、對茶葉生產的影響及應對措施。姜燕敏等[8]研究了2013年7～8月麗水市高溫干旱的發生發展情況及其對茶葉生產的影響。目前，關于江西省茶葉高溫干旱災害的研究還鮮見報道，開展茶葉氣象災害保障服務工作缺乏相關技術及理論指導。因此，我們以婺源綠茶為例，研究了2019年夏秋季高溫干旱的氣候變化特征及其對茶葉生產生長的影響，以期為提高茶葉氣象服務的專業性和針對性提供科學依據和技術支撐。

1 資料與方法

1.1 資料與來源

根據2019年婺源縣各鄉鎮的茶園面積和產量，以及氣候對茶葉生產的影響評估，選取11個種植面積超過350 hm2的茶葉主產鄉(鎮)作為研究對象(圖1)。以2019年7～12月婺源縣國家氣象自動觀測站逐日最高氣溫、降水量、日照時數、平均相對濕度數據和鄱陽、德興、玉山和信州區現有的4個國家自動氣象觀測站的蒸發量，以及婺源縣11個鄉鎮的區域自動氣象觀測站逐日最高氣溫、降水量的觀測資料為基礎，研究婺源縣高溫、干旱的發生發展情況。

1.2 茶樹高溫熱害氣象指標

茶樹高溫熱害是指氣溫上升到30 ℃以上、最高氣溫上升到35 ℃以上，使茶樹芽葉、枝條等受到損害的一種農業氣象災害。根據前人的研究成果[9-11]，采用日最高氣溫及其持續時間將茶樹高溫熱害劃分為輕度、中度和重度3個等級(表1)。

表1 茶樹高溫熱害等級劃分

1.3 茶樹干旱氣象指標

當茶樹水分長期處于不平衡狀態時，就會引起植株體內水分虧缺，代謝活動受到影響，生長發育受到抑制。降水量距平百分率是表征某時段降雨量較常年同期偏多或偏少的指標之一，可直觀反映降水異常引起的干旱。綜合前人的研究成果[12]，本研究采用降水量距平百分率將茶樹干旱劃分為5個等級(表2)。

表2 茶樹干旱等級劃分

2 要素特征分析及對茶葉生產的影響

2.1 婺源縣高溫干旱的氣候變化特征

2.1.1 高溫持續時間長、強度大 受穩定的副熱帶高壓脊控制，2019年7月17日～10月5日婺源縣出現了46 d日最高氣溫≥35 ℃的高溫天氣，高溫日數比常年偏多1倍。持續高溫時段主要集中出現在7月23日～8月3日、8月5～9日、8月13～28日、9月10～15日，其中以8月13～28日高溫天氣最為顯著，不僅持續時間長，而且強度大。圖2為各鄉鎮不同等級的高溫日數分布情況(大鄣山無高溫觀測項)，思口鎮的高溫日數最多，強度最強，日最高氣溫≥35 ℃、≥38 ℃和≥40 ℃的高溫日數分別為62、37和7 d，極端最高氣溫達40.4 ℃(出現在7月31日)；其次為紫陽鎮，日最高氣溫≥35 ℃、≥38 ℃的高溫日數分別為54和15 d。從最高氣溫的空間分布來看，除了秋口鎮33 ℃外，其余9個茶葉主產區都被高溫占據，其中以思口鎮的高溫強度最強(圖3)。據統計，全縣茶葉主產區最高氣溫≥35 ℃的區域占90%，≥38 ℃和≥40 ℃的區域分別占50%和10%。

2.1.2 降水量、雨日數異常偏少 2019年婺源縣干旱時段集中在7月17日～12月18日，降水量為86.8 mm，為1959年有歷史氣象記錄以來的最低值，降水量距平百分率為-0.78，達到中度茶樹干旱氣象等級。由圖4可知，婺源縣2019年7月下旬～12月上旬逐旬累計降水量均少于常年，其中以8月份降水偏少最為顯著，較常年偏少83.7%；全縣雨日數為30 d，比常年偏少20.2 d，尤其是9月6日～10月11日，全縣連續36 d無降水。圖5給出了婺源縣各茶葉主產區2019年7月17日～12月18日降水量和雨日數的分布情況(秋口和賦春兩鎮降水量缺項)。由圖5可知，大鄣山降水量最少，僅為26.3 mm，其次為江嶺30.1 mm；降雨日數以大鄣山最少，僅15 d，其次為思口鎮和浙源鄉(18 d)。

圖5 2019年7月17日～12月18日婺源縣茶葉主產區降水量和雨日數的分布

2.1.3 平均相對濕度低，蒸發量大 婺源縣2019年7月下旬～12月上旬逐旬日平均相對濕度的變化，如圖6所示。2019年婺源縣除了7月下旬日平均相對濕度略高于常年外，其他時間段的日平均相對濕度均低于常年同期，并且在9月中下旬、11月上中旬，日平均相對濕度較常年顯著偏低，差值均在15%以上，尤其是9月下旬，日平均相對濕度低至57.7%，較常年偏低21.6%。

圖6 2019年7月下旬～12月上旬婺源縣逐旬日平均相對濕度的變化

上饒市現有4個國家自動蒸發量氣象觀測站，分別是鄱陽、德興、玉山和信州區，圖7為這4個自動氣象觀測站在2019年7月17日～12月18日降水量和蒸發量的變化特征。圖7表明，全市蒸發量最大的為信州區的632.5 mm，蒸發量是降水量的9.3倍，降水蒸發差為-564.3 mm；蒸發量最小的為德興的556.8 mm，蒸發量是降水量的3.9倍，降水蒸發差為-413.9 mm。由此可見，2019年7月17日～12月18日，受高溫和持續少雨的影響，蒸發量長期持續大于降水量，全市水量處于嚴重虧欠狀態。

圖7 2019年7月17日～12月18日上饒市蒸發量與降水量的差異

2.1.4 日照時數顯著偏多 2019年7月17日～12月18日婺源縣日照時數為1119 h，比常年偏多258.3 h，位列有完整氣象記錄以來的第一高值。婺源縣2019年7月下旬～12月上旬逐旬日照時數的變化特征，如圖8所示。2019年婺源縣除了10月下旬和11月下旬日照時數略少于常年外，其他時間段日照時數一致偏多，而且在8月中旬、9月中旬和下旬、11月和12月上旬，日照時數較常年顯著偏多，差值均在20 h以上，尤其是9月中旬，日照時數高達96 h，較常年偏多42.4 h。

圖8 2019年7月下旬～12月上旬婺源縣逐旬日照時數的變化

2.2 婺源縣高溫干旱對茶葉生產的影響分析

2.2.1 茶葉高溫干旱的氣象特征 2019年7月17日以來，婺源縣出現了持續高溫天氣。茶葉主產區以思口鎮高溫最為顯著，38 ℃以上的高溫日數達37 d，其中有7 d最高氣溫高于40 ℃。婺源縣茶葉主產區的高溫熱害等級情況如圖9所示。由圖9可以看出，西部的思口、紫陽、清華和賦春鎮出現了重度高溫熱害，日最高氣溫≥35 ℃的高溫熱害持續天數分別長達24、18、17和16 d；江灣鎮高溫熱害天數為14 d，達到中度高溫熱害指標；其余5個鄉鎮最高氣溫≥35 ℃的持續天數少于10 d，沒有達到高溫熱害指標。持續的高溫、日灼、少雨天氣，造成全縣水量處于嚴重虧欠狀態。據統計，7月17日～12月18日，婺源縣降水量距平百分率為-0.78，達到中度茶樹干旱氣象等級。

圖9 2019年7～10月婺源縣茶葉主產區高溫熱害等級分布

綜上所述，婺源縣的西部地區高溫熱害強于東北部地區。分析其原因可能是西部的思口、紫陽、清華和賦春鎮等地地勢低而平坦，太陽光的反射率和吸收率高，這使得地表能夠吸收較多的太陽短波輻射和紅外長波輻射，熱量傳導較快，而輻射散失熱量較慢，增加潛熱，更易達到重度高溫熱害指標；東北部的秋口、沱川等地由于處于黃山和懷玉山脈地帶，海拔高度和植被覆蓋率較高，夜間地面輻射降溫快，有利于相對濕度和水汽的增加，其獨特的地理位置和特殊的地形地貌有效地減輕了高溫熱害。因此，下墊面屬性差異導致高溫干旱的空間分布有所不同。

2.2.2 高溫干旱對茶葉生產造成的影響 2019年7月17日～10月5日，婺源縣出現了4個階段的持續集中高溫天氣，部分茶葉主產區達到重度茶樹高溫熱害指標，加上少雨天氣一直持續到12月18日，造成婺源縣出現中度茶樹干旱災害。茶葉受害特征主要表現為：幼齡茶樹由于根系較淺、樹冠分枝少、茶園行間裸露面積大，受災程度明顯重于成齡茶樹；缺少遮陰樹的茶園，由于受到更多陽光直射，土壤蒸發和植株蒸騰量較大，受災相對較重；南坡茶園由于受到的太陽直射較多，受害程度重于北坡茶園。

此次高溫干旱災害嚴重影響夏茶、秋茶的產量和茶樹生長機理，對沒有受害的茶葉品質形成也不利。高溫會導致茶葉生長發育減退，進而影響到茶葉的生化成分，其中決定茶葉滋味和香氣的氨基酸含量因溫度過高而降低，而具有苦澀刺激味的茶多酚、粗纖維含量則呈上升趨勢，從而導致茶葉品質下降[4]。由于部分受損嚴重的茶園需要重新栽種新樹，受損較輕的茶樹生命力下降，這都將影響2020年的春茶的生長、產量和品質。

2.2.3 茶葉高溫干旱災害的防御對策 近年來，受全球氣候變暖的影響，高溫、干旱等氣象災害頻發，這必然影響茶樹的生長發育和生理代謝，最終影響茶葉的產量和品質。如何應對高溫干旱災害，增加茶葉產量以及提高茶葉的品質是茶農最為關心的問題，建議從以下5個方面采取措施做好防御工作。

(1)茶園灌溉。有灌溉條件的茶園要千方百計調度水源，在有利的時間段對茶園進行節水灌溉。從整體角度考慮，噴灌效果好；從節水角度考慮，滴灌效果最好[13]。

(2)合理覆蓋。在茶園行間利用稻草、落葉等進行覆蓋，不僅可以降溫保水，還可以保土保肥。茶園鋪草，可以有效縮短高溫和干旱時間，顯著增加茶葉產量，已被多項研究證明[14-16]。

(3)適當施肥。茶園適當施肥能提高茶樹的抗旱能力。茶園施肥提倡開溝施肥，一則可以減少肥料的表面逸失和雨水沖刷，二則使吸收根及時獲取養分。施肥時適當地在基肥中增加磷、鉀肥，以提高抗旱能力[17]。

(4)建蓄水池。在水源不足的山坡地茶園上方開截洪溝、瀉洪溝；在茶園內開截水竹節溝；在山坡坡段徑流匯合處建“濾”沙土水池(一級水池)和蓄水池(二級水池)，徑流雨水經一級水池凈化后存貯到二級水池[18]。

(5)茶園間作。科學合理的茶園間作能減少土壤裸露、水分蒸發，有利于創造小氣候條件，增強抗旱能力。如肖潤林等[19]使用間作方式，合理搭配種植，提高了茶葉的產量和品質，同時增強了茶樹的抗旱能力。

3 結論與討論

2019年7月17日～10月5日婺源縣出現了4個階段的持續集中高溫天氣，且持續時間長、強度大，部分茶葉主產區達到重度高溫熱害指標，其中以8月13～28日的高溫天氣最為顯著。7月17日～12月18日全縣降水量、雨日數顯著偏少，達到中度茶樹干旱氣象指標，其中以8月份降水偏少最為顯著。日平均相對濕度偏低且蒸發量大，9月中下旬的日平均相對濕度偏低最為顯著。日照時數異常偏多，主要集中在9月中下旬。

從空間分布上來看，由于西部氣溫高、高溫持續時間長，高溫強度明顯強于東部。西部的思口、紫陽、清華和賦春鎮，高溫強度較強，均達到重度高溫熱害指標，其中以思口鎮高溫熱害日數最多；東部的秋口、沱川等地高溫強度偏弱。

在氣候變暖的背景下，加強茶葉高溫干旱災害的防御，是提高茶樹產量和品質的關鍵因素之一。首先，新建茶園和改造茶樹時盡量選擇抗逆性強的茶樹品種，因地制宜開展茶園間作和蓄水池建設。其次，在高溫、干旱來臨之際，積極采取茶園灌溉、合理覆蓋、適當施肥等應對措施，以降低高溫、干旱對茶葉產量和品質的影響。