奉賢區2021年氣溫特征及氣溫對當地農業生產的影響

徐相明 顧艾節 顧品強* 張樂 過霽冰

（1上海市奉賢區氣象局，上海 201403；2上海市奉賢區農業技術推廣中心，上海 201499）

近年來，隨著全球氣候變暖，氣象因子對自然生態、城市運行等的影響日趨明顯，尤其是對農業的影響更為顯著（氣候變化顯著增加了農業生產的不穩定性和致災風險）。例如，龐麗英等[1]發現，遼寧省鐵嶺市具有顯著的氣候暖化趨勢，農作物春播期有所提前，耕作制度由一年一熟逐漸轉向一年兩熟，低溫冷害天氣減少，農作物病蟲害發生幾率增加；楊文艷等[2]發現，遼寧省盤錦地區春季氣溫呈明顯的上升趨勢，作物熱量資源雖有所增加，但干旱及農作物病蟲害等風險也有所增加；張翠英等[3]發現，溫度是影響山東省菏澤市油用牡丹始花期的主要氣象因子之一，且與花期呈顯著負相關；黃仕君[4]發現，福建省南安市各鄉鎮松墨天牛誘捕數量的年變化趨勢與氣溫變化趨勢相同；趙龍龍等[5]發現，中國梨木虱年發生代數與年平均溫度呈顯著正相關，溫度每增加1 ℃，梨木虱發生代數增加1.2代。

上海市奉賢區地處長江三角洲，是上海市的農業大區，氣候變化（尤其是氣溫變化）對當地農業生產影響較大。例如，2015年奉賢蜜梨花期遭遇異常高溫，導致花期縮短，座果率大幅減少[6]；2020年蔬菜越冬期氣溫異常偏高，導致蔬菜病蟲害普遍發生，且部分田塊的青菜出現了提前抽薹現象，造成產量減少、品質下降等[7]。為了應對氣溫變化，提升奉賢區農業生產的抗風險能力，徐相明[8]、李軍[9]、顧品強[10]等基于春季首日建立了桃始花期的長期預報模型，同時基于桃關鍵生育期的氣溫等氣象因子進行了采摘期預測，為提前有效應對氣象致災風險提供了依據[8-11]。與此同時，奉賢區2021年氣溫表現為總體偏高。在此背景下，筆者擬對奉賢區2021年氣溫特征及氣溫對當地農業生產的影響進行分析，以期為今后降低氣溫變化帶來的農業生產風險提供參考。

1 數據來源及說明

本文的氣溫相關數據來源于奉賢區氣象臺，農作物生長及病蟲害發生的監測數據來源于奉賢區農業技術推廣中心、奉賢區蔬菜技術推廣站等發布的苗情簡報和病蟲情報等。

數據說明：（1）氣溫資料采用跨年度統計，即以上年12月至當年11月作為一個自然年度，本文中2021年的氣溫實際統計日期為2020年12月至2021年11月。（2）當某日日最高氣溫≥35 ℃，該日稱為高溫日；當某日日最低氣溫≤-5 ℃，該日稱為低溫日。（3）以連續5日日平均氣溫≥10 ℃、≥22℃、＜22 ℃、＜10 ℃的第1天，作為氣象意義上的春季、夏季、秋季、冬季的季節首日，初冰日是指10月以后首次出現日最低氣溫≤0 ℃的日期。（4）夏熟積溫為上一年11月11日至5月25日夏熟作物生長期＞3 ℃的有效積溫；夏秋積溫為6月1日至10月31日秋熟作物生長期＞10 ℃的有效積溫；年積溫為夏熟積溫、夏秋積溫之和。（5）本文中常年是指1981年—2010年，近10年是指2011年—2020年。

2 結果與分析

2.1 奉賢區2021年氣溫變化特征

2.1.1 年平均氣溫

由圖1可知，奉賢區1960年—2021年的氣溫整體呈升高趨勢，尤其是20世紀90年代之后，增溫明顯，但20世紀末至21世紀10年代中期（1998年—2015年）氣溫維持高位振蕩，其均值為16.6 ℃，之后再次恢復升溫的趨勢。奉賢區2021年的年平均氣溫為17.7 ℃，接近2020年的17.6 ℃，比常年均值和近10年均值分別高1.6、0.8 ℃，且創奉賢區有氣象觀測記錄（1960年）以來的歷史新高。

圖1 奉賢區1960年—2021年年平均氣溫變化

2.1.2 月平均氣溫

由表1可知，奉賢區2021年各月的月平均氣溫均高于常年均值，其中，差異值最大達4.1 ℃（2月）、最小為0.4 ℃（11月），且2月、9月、10月的月平均氣溫均創奉賢區歷史新高。2021年8月、11月的月平均氣溫均低于近10年均值（其中11月的月平均氣溫較近10年均值低1.0 ℃），其他各月的月平均氣溫均接近或略高于近10年均值。綜合來看，奉賢區2021年冬末至春季、秋季前中期的氣溫明顯偏高，盛夏期及深秋的氣溫接近或略偏低于近10年均值。

表1 奉賢區2021年、常年和近10年各月的月平均氣溫比較 （單位：℃）

2.1.3 日平均氣溫

據統計，奉賢區2021年的日平均氣溫高于近10年均值（≥0.1℃）的天數有235 d（占比為64.38%）、低于近10年均值（≤-0.1 ℃）的天數有126 d（占比為34.52%），即奉賢區2021年的日平均氣溫多為偏高，這與本文上述的年平均氣溫和月平均氣溫的變化特征基本一致。

由圖2可知，2021年1月中旬及之前、10月中旬及之后的日平均氣溫呈現劇烈波動的勢態，這幾個時期的日平均氣溫與近10年均值的差值變化幅度較大；1月下旬至2月、8月下旬至9月初、9月下旬至10月上旬各有1次溫度持續偏高的過程，這幾個時期的日平均氣溫大多高于近10年均值；12月中旬中期至1月中旬前期、5月中旬后期至下旬、7月下旬至8月中旬、10月中旬后期至11月下旬中期等出現冷暖交替現象，這幾個時期的日平均氣溫大多低于近10年均值。同時，據統計，奉賢區2021年的低溫日數明顯偏多（低溫日為8 d，近10年均值為2.8 d）、極端最低氣溫偏低（最低氣溫為-8.3 ℃，為2011年以來的最低值）、高溫日數偏少（高溫日為1 d，近10年均值為8.6 d）。經分析，上述日平均氣溫的變化情況與奉賢區2021年冬季冷空氣前強后弱、5月出現連續降水、盛夏期間及秋初出現臺風“煙花”等相關。其中，冷空氣是影響奉賢區氣溫變化的主要因子，其強弱程度直接決定奉賢區秋冬季及初春氣溫的變化態勢。例如，受冷空氣勢力偏強的影響，2021年初冰日（11月24日）為近10年最早，比近10年均值提早了13 d。

圖2 奉賢區2021年日平均氣溫與近10年均值的差值變化

通過對2021年日最高氣溫、日最低氣溫的日際溫差變化進行分析可知，冬季、春季及初夏的日際溫差大，盛夏至秋季的日際溫差小，晚秋的日際溫差又呈增大的趨勢。另外，日最高氣溫的日際溫差超過10 ℃的日期分別有12月29日—30日（為-13.7 ℃）、1月15日—16日（為-10.9 ℃）、2月22日—23日（為-13.9 ℃）、4月15日—16日（為10.1 ℃）、11月7日—8日（為-13.4 ℃），共5 d，比近10年均值偏多3.3 d。

2.2 奉賢區2021年季節首日和季節長度

由表2可知，奉賢區2021年冬季、春季、秋季的季節首日均偏晚，比近10年均值分別推遲9 d、5 d、10 d，而夏季的季節首日比近10年均值提早21 d。分析季節長度發現，奉賢區2021年的季節長度呈現“3短1長”的特征，其中，冬季、春季、秋季的季節長度分別比近10年均值偏短6 d、26 d、10 d，而夏季的季節長度比近10年均值偏長31 d。另據分析，奉賢區2021年冬春夏秋四季的季節長度與其首日的相關系數分別為-0.261、-0.477、-0.972（P＜0.01）、-0.754（P＜0.05），表明各季節的季節首日越早，則該季節的季節長度越長，尤其是夏秋兩季。

表2 奉賢區2011年—2021年的季節首日和季節長度比較

統計奉賢區2011年—2021年的年積溫發現，奉賢區2021年的夏熟積溫、夏秋積溫、年積溫分別為1 774.7 ℃、2 400.4 ℃、4 175.1 ℃。其中，夏熟積溫、夏秋積溫均在2011年—2021年中排名第2，分別略低于2020年（1 778.0 ℃）和2013年（2 439.8℃）；年積溫在2011年—2021年中排名第1，高于2011年—2020年（3 604.9～4 035.2 ℃）。

2.3 奉賢區2021年氣溫對當地農業生產的影響

奉賢區2021年冬季氣溫總體偏高，呈前低后高的變化趨勢，這對當地冬季農業生產造成了顯著影響。據奉賢區農業技術推廣中心調查，受2020年12月底至2021年1月中旬的低溫影響，綠肥（蠶豆）凍害發生嚴重，3月20日平均每667 m2總苗數僅3.1萬苗，比2020年同期和2018年—2020年同期均值每667 m2分別減少0.8萬苗和0.7萬苗，蠶豆的苗高、綠葉數、分枝數也均受到了不同程度的影響。由于2月起氣溫偏高，黃桃、蜜梨等主要果樹于3月10日即始見梨小食心蟲越冬代成蟲，比2018年—2020年偏早1～5 d；同時，氣溫偏高使梨樹、桃樹的芽苞萌動提前，始花期均比常年提早，與冬季平均氣溫歷史最高年（2020年）接近。由于冬季前期溫度變化劇烈，且連續出現低溫凍害天氣，大棚草莓凍害發生明顯，影響了其正常的開花座果；同時氣溫異常導致灰霉病等真菌性病害局部偏重發生，嚴重影響了草莓的產量及綠色生產。

奉賢區2021年盛夏期間氣溫較近10年均值略低，導致夏季作物熱害有所減輕，這有利于蔬菜的夏季生長及草莓等經濟作物的安全越夏；造成了水稻分蘗期延長，光合作用積累養分不足，這不利于水稻幼穗分化及大穗形成；影響了設施大棚的悶棚滅菌效果和黃桃產量等。同時，奉賢區2021年夏末秋初氣溫持續偏高，再加上受臺風等的影響，不僅造成奉賢區樹體衰弱、提前落葉的蜜梨出現了二次開花及座果現象，影響了蜜梨2021年秋季的營養積累及2022年的有效花芽發生，加大了2021年秋冬季的果園管理難度，而且對常規水稻和雜交水稻制種花期的抽穗揚花和結實率造成一定影響。

總體來看，奉賢區2021年氣溫偏高，造成了蜜梨、黃桃、葡萄等主要水果的花期、成熟期以及水稻的成熟期，均明顯提前，例如，蜜梨和黃桃分別在7月下旬前期、8月上旬后期進入采摘高峰，水稻在11月中旬之前基本完成收割歸倉，采收（收割）時間比往年提前5～7 d。同時，奉賢區2021年的初冰期比近10年均值大幅提前，造成綠肥（蠶豆）出苗遲、冬前生長量偏小，大棚草莓果實生長慢、上市時間推遲7～10 d。此外，由于奉賢區2021年冬季氣溫波動大，這對習慣依據上一年經驗安排水稻生產的農戶來說，應提前做好當年的水稻收割等相關農事準備工作。

3 結論及討論

通過分析奉賢區2021年氣溫特征可知，奉賢區2021年的年平均氣溫為17.7 ℃，且年平均氣溫和2月、9月、10月的月平均氣溫均創奉賢區歷史新高；2021年冬季、春季、秋季的季節首日均偏晚，比近10年均值分別推遲9 d、5 d、10 d，而夏季的季節首日比近10年均值提早21 d；2021年的夏熟積溫、夏秋積溫均為2011年以來的次多，而年積溫（4 175.1 ℃）則為2011年以來的最多；2021年1月中旬及之前、10月中旬及之后的氣溫出現劇烈波動；2021年低溫日數明顯偏多、極端最低氣溫偏低，2021年的初冰日為2011年以來的最早；1月下旬至10月上旬的氣溫以偏高為主，最熱季節（7月下旬至8月中旬）的氣溫偏低，高溫日數偏少；2021年冬春季和夏初的日際溫差大，盛夏至秋季的日際溫差小，晚秋的日際溫差又呈增大趨勢，日最高氣溫的日際溫差變化超過10 ℃的有5 d。

奉賢區2021年氣溫偏高，對當地農業生產造成了較大影響，增加了農民應對氣候風險及氣象災害的難度。例如，冬季及秋季的溫度變化劇烈，多次出現持續性低溫天氣，初冰期也大幅度提前，這不僅不利于綠肥（蠶豆）的正常生長，還增加了草莓等設施大棚作物秋冬季的管理難度。2021年冬末、夏末及秋初的氣溫偏高，增強了梨小食心蟲等病蟲害的發生程度，誘導蜜梨出現了二次開花現象，再加上奉賢區秋季一般氣溫偏高時，還伴有干旱無雨，這會導致秋季青菜等蔬菜出現生長減緩、果樹出現提前落葉的現象。2021年氣溫偏高，會引起梨、桃、水稻等的花期和成熟期提前，不僅需提前宣傳引導人們適時進園賞花、采摘，還需提前提醒農戶做好果實采收和水稻收割等相關農事的準備工作。