密云區主要果樹春季低溫凍害規律分析及建議

李翔宇，李秋月，徐柳溪

（1.北京市密云區氣象局，北京 101500；2.北京市氣候中心，北京 100089）

春季低溫是我國華北地區常見的一種氣象災害，會對農業生產造成一定不利影響[1]。春季處于早期生長發育階段的植物對溫度變化非常敏感，氣溫小幅波動就可能會對其產生嚴重影響[2]。近年來，國內開展了針對春季低溫凍害天氣的一系列研究。韓秀君等發現冷渦是遼寧省春季持續低溫產生的主要原因[3]。蔡廣珍等從天氣學特征和農業災情角度對甘肅省臨夏回族自治州的春季低溫凍害進行分析，提出關于臨夏的春季低溫凍害防御措施建議[4-5]。趙玉兵[6]、張淑敏[7]、商佳胤[8]等研究華北地區春季低溫對蘋果、葡萄、桃、杏、櫻桃等果樹的凍害影響，提出合理種植建議。

密云區地處北京市東北部，面積廣闊，土地肥沃，水源充足，農產品資源豐富，近些年大力打造精品、特色農業，2020年密云區果園總面積4 778.1 hm2，果品年產量4.2萬噸，產值達4.6億元。但是，密云地區林果業種植在很大程度上受到氣象條件制約，以2018年為例，3月下旬密云平均氣溫穩定通過10℃，各種果樹進入展葉期、花期，4月4日至8日，受冷空氣影響，密云出現大范圍低溫天氣，大部分地區最低氣溫降至0℃以下，持續時間長達5 d，直接導致當年蘋果、梨、桃、杏等果樹大面積減產，果品年產量較2017年降低20%。因此，針對影響密云主要果樹春季低溫凍害天氣特征研究亟待展開，探究其發生、分布、變化規律，提出合理區劃與種植建議。

1 資料與方法

1.1 資料來源

按照地理位置，將密云地區劃分為西北區域、北部區域、東北區域、西南區域、東南區域5個果樹種植區，分別選取能夠代表果樹種植區域氣象條件的馮家峪氣象站、上甸子大氣本底站、新城子氣象站、密云國家基準氣候站、大城子氣象站觀測數據進行分析。統計所選氣象觀測站2006-2020年春季（3-5月）氣溫數據，研究中所選用的其他分析指標如果樹種類、產值、產量等資料自2006-2020年《密云年鑒》中獲取。

1.2 春季低溫凍害的選取

密云地區春季冷空氣活動頻繁，氣溫變化較為劇烈，有些年份前期氣溫持續偏高，但后期受冷空氣影響氣溫顯著降低，出現“倒春寒”天氣。密云地區主要果樹（蘋果、梨、桃等）的春季低溫凍害常發生在植物展葉期、花期，也就是春季氣溫回暖之后植物開始生長的初始階段。因此，本研究將2006-2020年密云春季滑動平均氣溫序列連續5天大于10℃（10℃是大部分喜溫植物適宜生長的起始溫度）對應的第一個大于10℃日期定義為起始日期（表1），在起始日期后出現最低氣溫小于果樹凍害溫度臨界值的情況定義為出現春季低溫凍害。

表1 2006-2020年密云主要果樹展葉期、花期起始時間

2 結果與分析

2.1 密云區主要果樹種類、產量、區域分布分析

2006-2020年果品產量統計資料顯示（表2），密云各類果品平均年產量約7.1萬噸，包括：梨（23.4%）、蘋果（19.4%）、板栗（17.3%）、山楂（7.7%）、核桃（5.6%）、杏（6.4%）、李子（4.9%）、桃（4.8%）、柿子（4.1%）、葡萄（4.1%）、其他（2.4%），其中，密云地區梨、蘋果、板栗的產量較高，比重之和約為60.0%。

表2 2006-2020年密云主要果樹平均年產量與產量占比

由于密云區主要果樹在不同時期的種植面積存在一定差異，因此選取2016-2020年果品產量統計資料，分別計算五個劃分區域中，各主要果樹平均年產量在全區果品總產量中的占比。計算結果顯示（表3），比重超過1%的果樹有西北區域的梨、板栗、山楂、杏；北部區域的梨、板栗；東北區域的梨、蘋果、板栗、山楂；西南區域的蘋果、板栗、核桃、杏、桃、柿子、葡萄；東南區域的梨、蘋果、板栗、山楂、核桃、杏、李子、桃、柿子、葡萄。密云區3種產量較高的果樹，梨的主產區在東南區域（產量占比12.3%），蘋果的主產區在東北區域（產量占比10.1%）；板栗的主產區在北部區域、東南區域（產量占比7.4%、6.3%）。

表3 2016-2020年密云各區域主要果樹產量百分比 單位：%

2.2 密云區主要果樹發生春季低溫凍害規律分析

密云地區春季冷空氣活動頻繁，主要果樹在展葉期、花期容易遭受低溫凍害。密云區主要果樹中板栗、山楂、柿子、葡萄的物候期相對偏晚，花期在5月前后，基本不受春季低溫影響，故以蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子這6種主要果樹作為研究對象，對2006-2020年密云區春季低溫凍害情況進行分析研究。通過實地調查密云地區春季低溫凍害發生情況，結合相關文獻資料，分別判定密云地區6種主要果樹展葉期、花期受凍臨界溫度（表4）。

表4 密云6種主要果樹低溫凍害臨界溫度 單位：℃

總體而言，2006-2020年密云區主要果樹在大多數年份并未遭受春季低溫凍害（2007年、2009年），或春季低溫凍害出現日數較少，但2010年、2018年、2020年頻繁出現春季低溫凍害，造成當年果品產量明顯降低。據統計，2010年、2018年、2020年密云6種主要果樹（蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子）的產量相較前一年度（2009年、2017年、2019年），分別減少9.6%、21.1%、22.5%。

2006-2020年，密云地區蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子平均每年出現春季低溫凍害日數為2.1日、2.7日、3.5日、2.1日、4.5日、4.5日，密云區6種主要果樹春季低溫凍害出現日數從多到少依次為：杏、李子＞桃＞梨＞蘋果、核桃，其中杏和李子受災日數是蘋果與核桃的2.1倍（圖1）。

圖1 2006-2020年密云6種主要果樹發生春季低溫凍害日數

選取密云地區果品產量最高的梨作為研究對象，計算2006-2020年5個劃分區域中，梨在各旬遭受低溫凍害日數以及占全年總受災日數的比重。計算結果顯示（表5），密云地區春季低溫凍害出現時間主要集中在3月下旬至4月下旬，其中3月下旬至4月上旬時段受災最為頻繁（5個劃分區域在這一時段的受災比例分別為：70.0%、92.3%、68.8%、55.6%、77.8%），梨在北部區域出現春季低溫凍害的時間段幾乎集中在該時期。3月下旬至4月上旬，梨在密云西南區域出現低溫凍害日數最少，在密云西北區域、北部區域、東北區域受災日數相對偏多，受災日數分別是西南區域的2.8倍、2.4倍、2.2倍。

表5 2006-2020年梨在各時段發生春季低溫凍害日數與日數占比

計算2006-2020年5個劃分區域中密云6種主要果樹發生春季低溫凍害的日數，結果顯示（表6），低溫凍害出現日數存在較為明顯的地理性差異，北部區域、西南區域、東南區域的春季低溫凍害出現較少，西北區域、東北區域則是低溫凍害高發區，密云區6種主要果樹在西北區域受災日數為西南區域的1.6～2.2倍，在東北區域受災日數為西南區域的1.3～1.9倍。

表6 2006-2020年各劃分區域密云6種主要果樹發生春季低溫凍害日數 單位：d

3 討論與結論

密云區主要果樹為梨、蘋果、板栗、山楂、核桃、杏、李子、桃、柿子、葡萄。其中梨、蘋果和板栗的產量較高，比重之和約為60.0%，梨的主產區在東南區域，蘋果的主產區在東北區域，板栗的主產區在北部區域、東南區域。密云區主要果樹中，板栗、山楂、柿子、葡萄基本不會受到春季低溫凍害影響，蘋果、梨、桃、核桃、杏、李子容易在展葉期、花期遭受春季低溫凍害，杏和李子受災日數最多，蘋果、核桃受災日數最少。由于桃、杏、李子在春季“先開花，后展葉”，受凍臨界溫度較“先展葉，后開花”的蘋果、梨、核桃偏高，故造成其受凍日數明顯偏多。密云區主要果樹春季低溫凍害出現時間主要集中在3月下旬至4月下旬，其中3月下旬至4月上旬受災最為頻繁。3-4月密云地區多短波槽活動，氣溫起伏較大，3月下旬至4月上旬密云地區氣溫整體偏低，容易出現氣溫降至果樹受凍臨界溫度以下的情況，造成果樹低溫凍害。

密云地區春季低溫凍害出現日數存在較為明顯的地理性差異，北部區域、西南區域、東南區域的低溫凍害出現較少，西北區域、東北區域為受災高發區。密云西北區域、東北區域地形基本為山地，晝夜溫差大，夜間最低氣溫下降明顯，如遇寒潮天氣過程，極端最低氣溫大多出現在西北區域、東北區域，受春季低溫凍害影響最為嚴重。建議西北區域、東北區域種植低溫凍害發生日數較少的蘋果、核桃，以及物候期較晚、合適山區種植的板栗、山楂、柿子，適當減少梨、杏的種植。密云北部區域、西南區域、東南區域平原、山地兼具，受春季低溫凍害影響小，適合種植密云各類主要果樹。

4 結束語

本研究僅針對密云區主要果樹發生春季低溫凍害情況，提出合理區劃種植建議。春季低溫只是一個影響密云區主要果樹品質、產量、商品性的重要致災因子，其他致災因子例如干旱、暴雨、寡照等也會在一定程度上造成不利影響，下一步，還需繼續開展多種氣象要素對果樹影響的研究，助力密云區農業產業發展。