2020年延安兩次蘋果花期凍害成因分析及防御措施評估

楊愛琴，李桂英，楊 麗

(延安市氣象局，陜西延安 716000)

蘋果已成為延安規模最大、覆蓋面最廣、持續效益最長、對農民增收和農村經濟發展帶動作用最強的農業第一大支柱產業。截至2020年底，延安蘋果種植面積達到27萬hm2，是中國種植蘋果面積最大的地級市；延安蘋果總產量達到370萬t，占全國總產量的1/9，全球總產量的 1/20；延安農村居民人均可支配收入12 845元，果業收入占農村居民人均收入的 65%[1]。春季蘋果花期凍害是影響蘋果產量和品質形成的主要氣象災害之一[2-3]，因此開展蘋果花期凍害成因分析具有十分重要的意義。近年來，許多學者對果樹花期凍害進行了大量研究，有的從不同角度對果樹凍害成因進行了分析[4-8]，有的從果樹凍害趨勢、凍害指標等進行了分析[9-11]，有些學者[12-15]對凍害防御進行了研究。2020年春季延安出現兩次蘋果花期凍害過程，凍害長達10 d，屬歷史少見，蘋果種植區均遭受了不同等級的凍害，造成經濟損失約1.16億元。本文分析凍害形成的氣象條件，評估延安市在蘋果花期凍害過程中采取的防御措施，以期減少凍害帶來的損失。

1 資料來源

利用2020年4月延安市國家氣象站常規氣象觀測資料、蘋果發育期觀測及凍害資料，分析蘋果花期凍害發生的氣象條件、果樹條件、凍害程度。數據均由CIMISS數據庫下載，凍害資料由延安市委農村工作領導小組辦公室專家在凍害發生48 h后實地調研所得。

2 兩次凍害概況

2020年,延安市蘋果始花期為4月5—15日，較常年提前7～10 d。受冷空氣影響，2020年4月10—13日、20—25日延安市出現了兩次低溫凍害天氣過程。其中4月10—13日極端最低氣溫為-5.4～-0.5 ℃，吳起縣、志丹縣達寒潮，其余縣(區、市)為強冷空氣和中等強度冷空氣。4月20—25日持續6 d的凍害過程中，極端最低氣溫全市為-7.8～-2.0 ℃，較歷史同期，除寶塔區排第二位外，其余縣(區、市)全部突破了歷史極值，屬歷史罕見。據延安市農業農村局調查，4月10—13日的低溫過程使得甘泉縣、志丹縣、寶塔區累計146.7 hm2果園受到輕度凍害。4月20—25日的低溫過程使得全市6 166.7 hm2果園發生了凍害，其中：輕度凍害約2 313 hm2，占37.5%；中度凍害約1 860 hm2，占30.2%；重度凍害約1 993 hm2，占32.3%。吳起縣、志丹縣、安塞區、甘泉縣凍害相對較重，其他縣(區、市)整體影響較小。

3 凍害成因分析

3.1 前期氣溫持續偏高，花期提前

2019年11月—2020年3月，延安月平均氣溫分別為3.9、-2.5、-3.6、0.5、6.6 ℃，與歷年同期比較，分別偏高1.6、1.4、2.1、2.1、2.2 ℃，氣溫持續偏高，使地溫快速回升，地面積溫滿足了蘋果樹生長需求，有助于果樹孕蕾，花期提前。毛明策等[16]研究表明，蘋果花期的遲早，與冬后≥0 ℃的積溫有關，積溫越高，花期越早。2019年11月—2020年3月，延安市≥0 ℃的平均積溫為384.1 ℃·d，較歷年同期(260.9 ℃·d)明顯偏高，造成花期較歷年(蘋果始花期在4月中下旬)提前7～10 d。

3.2 強冷空氣對花期凍害的影響

由于兩次凍害過程中均采取了防御措施，實際受凍率不能真實反映凍害程度，故只采取極端最低氣溫和持續時間確定凍害等級。

4月10—13日延安市出現的強降溫天氣過程，降溫于10日夜間開始，13日結束，極端最低氣溫出現在12日05—07時，為-5.4～-0.5 ℃，較歷史同期，偏低0.3～3.5 ℃，其中7個縣(區、市)偏低2.0 ℃ 以上。吳起縣、志丹縣48 h內最低氣溫降幅分別達10.6、10.4 ℃，達到寒潮強度，其余縣(區、市)為強冷空氣和中等強度冷空氣。志丹縣、吳起縣、富縣、甘泉縣低溫持續時間最長，其中極端最低氣溫(Tmin)≤-2 ℃最長持續了19 h,Tmin≤-5 ℃持續了3 h。參照王景紅等[17]關于蘋果花期霜凍災害氣象指標的修訂標準對本次低溫凍害過程進行評估，得出強降溫和長時間的持續低溫使志丹縣、吳起縣、富縣和甘泉縣達到重度凍害，黃龍縣、安塞區和黃陵縣達到輕度凍害(見表1)。

表1 2020年4月10—13日延安市不同強度低溫持續時間、物候期及凍害等級

4月20—25日延安市出現的持續降溫天氣過程，降溫開始于20日夜間，25日結束，持續時間長達6 d，強降溫時段為21日和23日，極端最低氣溫出現在24日05—07時，全市為-7.8～-2.0 ℃，均突破了4月歷史極值，較歷史同期偏低0.8～3.9 ℃，其中8個縣(區、市)偏低2.0 ℃以上，為歷史罕見。過程中黃龍縣、黃陵縣48 h內最低氣溫降幅最大，分別達6.7、6.4 ℃，屬中等強度冷空氣，其余縣(區、市)為弱冷空氣。此次過程中有3站Tmin≤-2 ℃的持續時間超過20 h，最長吳起縣，持續了25 h；Tmin≤-5 ℃持續了5 h。同樣參照王景紅等[17]關于蘋果花期霜凍災害氣象指標的修訂標準對本次低溫凍害過程進行評估，得出長時間的持續低溫使吳起縣、志丹縣、富縣、甘泉縣、安塞區、延長縣、黃龍縣、寶塔區達到了蘋果花期凍害重度等級標準，黃陵縣達到了蘋果花期凍害中度等級標準(見表2)。

表2 2020年4月21—25日延安市不同強度低溫持續時間、物候期及凍害等級

3.3 物候期不同對凍害程度的影響

劉志超等[18]的研究表明：不同物候期對溫度的敏感性不同，蘋果樹花蕾期抗凍害能力比開花期強。4月10—13日凍害過程中，志丹縣、吳起縣、安塞區、寶塔區處于現蕾至花蕾分離期，甘泉縣、富縣、黃龍縣和黃陵縣已進入初花期。4月20—25日凍害過程中，吳起縣、志丹縣、安塞區、子長市處于初花至盛花期，寶塔區、甘泉縣、富縣處于盛花至落花期，洛川縣、黃龍縣、黃陵縣、延川縣、延長縣和宜川縣處于落花坐果期。冷空氣強度強、持續時間長是4月20—25日的凍害過程的強度和范圍明顯強于10—13日凍害過程的一個主要原因；而且20—25日延安大部分地區的蘋果樹處于盛花期甚至是落花坐果期，冷空氣對于蘋果開花期造成的凍害影響也更為嚴重，這也是此次低溫凍害更為嚴重的一個原因。

4 防御措施評估

4月中旬是延安蘋果開花的關鍵時期，若前期氣溫偏高，開花期將會提前，該時段正逢低溫霜凍多發期，果樹發生凍害的風險高。2020年為避免和減輕凍害發生的影響，延安市氣象部門與農業果業部門加強會商，盡早組織預判，提前安排部署，綜合措施多，防凍效果好。

4.1 前期組織預判早，提前安排部署

2019年12月起，延安氣象部門聯合農業、果業部門進行氣候會商分析，預測2020年春季延安市氣溫較常年偏高，花期可能提前，建議相關部門提前儲備防凍物資及設備。4月8日和4月19日，延安市政府在收到延安市氣象臺發布的霜凍消息后第一時間發布了《關于做好霜凍天氣防御工作的緊急通知》，延安市氣象部門通過微信群、QQ群、短信、大喇叭、微博、抖音等方式發布低溫霜凍預報信息，每日向延安市委市政府及農業、果業等部門發布《農業氣象專報》一期，制作延安市蘋果花期凍害分布圖和延安市蘋果花期凍害防御作戰圖，并在降溫當晚通過微信群向市委市政府及農業、果業等部門相關人員發布逐小時氣溫實況及未來3 h天氣預報，為凍害防御工作高效有序開展提供氣象保障支撐。

4.2 綜合措施多，防凍效果好

在兩次低溫霜凍過程中，延安市通過政府主導、部門協作、群眾參與的防御方式，大大減輕了凍害對蘋果樹花期的影響。 根據聯合會商分析，延安市2020年蘋果花期較常年提前7～10 d，花期凍害風險等級中等偏重。各級政府部門提前進行安排部署，做好了防御措施。據農業農村局統計，全市共挖防凍窖451.6萬個，為防御低溫凍害做好了準備工作；降溫當晚，當溫度降至0 ℃時，各防御點開始點燃發煙物，增加了環境熱量，減少了輻射降溫，提高了園區氣溫；低溫過后，根據果樹專家的建議，及時對樹體噴布0.3%尿素+0.3%硼砂+500倍白糖+3%多抗霉素800倍液，并采取人工授粉等措施提高坐果率。根據延安市委農村工作領導小組辦公室專家在凍害發生48 h后實地調研后發現：4月10—13日過程中只有甘泉縣、志丹縣、寶塔區累計146.7 hm2果園受到輕度凍害，但并不影響產量與質量；4月20—25日過程中，全市有6 166.7 hm2果園發生了凍害，除吳起縣、志丹縣、安塞區、甘泉縣凍害相對較重外，其余縣(區、市)整體影響較小，實際災害程度低于不采取防御措施的受凍程度。

5 結論和討論

(1)延安2019年11月—2020年3月氣溫持續偏高，導致蘋果樹花期提前了7～10 d，增加了果樹花期凍害的風險。

(2)4月10—13日、20—25日兩次凍害過程均受強冷空氣侵襲，其中4月10—13日極端最低氣溫全市為-5.4～-0.5 ℃，Tmin≤-2 ℃最長持續了19 h,Tmin≤-5 ℃持續了3 h，4月20—25日極端最低氣溫全市為-7.8～-2.0 ℃，Tmin≤-2 ℃最長持續了25 h,Tmin≤-5 ℃持續了5 h，相比較4月10—13日的凍害過程，20—25日的凍害過程中冷空氣持續的時間更長、強度更強、影響范圍更廣。

(3)4月10—13日凍害過程中，延安果區從北到南處于現蕾至初花期，而4月20—25日凍害過程中，延安大部分果區處于盛花至落花坐果期，果樹的抗凍能力更弱。

(4)兩次凍害過程中，延安市氣象部門提早預判，精細服務，與各相關部門聯合防御，使得實際災害程度低于不采取防御措施的受凍程度。