干熱河谷區元謀氣候變化對葡萄物候期的影響

徐凌 林坤 仲增福 王壽芹 文志聰 羅玉玲

（1.楚雄州氣象局 云南楚雄 675000；2.元謀縣氣象局 云南元謀 651300；3.元謀縣農業農村局 云南元謀 651300）

近年來，地處金沙江流域干熱河谷地帶的元謀縣充分利用“天然溫室”氣候資源優勢，進行葡萄品種選育、改良，種植技術的試驗、示范、推廣。葡萄是一種外觀與風味具佳、營養豐富的果品，除鮮食外，其制品具有很好的醫療保健功效[1]。云南省元謀縣早熟葡萄進入發展最快時期，種植面積2 067 hm2，產量2 700 t，產值3億元[2]，成為了元謀縣又一個新興富民產業。物候期是進行農業生產的重要依據，也是作物對氣候變化響應的最敏感的指標之一[3]。物候期變化可以直接或間接反映氣候變化情況，是氣候變化研究不可或缺的指示標志[4]。元謀縣全年無霜，光熱資源充足，屬南亞熱帶干熱季風氣候，年平均氣溫 21.9℃，全年大于或等于 12℃的持續天數349 d，積溫 7 796℃；年均降雨量 612 mm，且86.5%集中在 6—10月；年太陽總輻射量為153.3 kcal/cm2，太陽日照時數2 670.4 h，日照率60%。因其獨特的地理環境和氣候資源優勢，許多喜溫作物在這里可進行秋冬反季節露地栽培。根據近50年來氣象觀測資料，地處干熱河谷區的元謀縣氣候變化，植物物候期也隨之發生了變化。尹翠等[5]研究認為，適當提高土壤溫度可以提早打破葡萄的生態抑制性休眠，提前解除休眠，氣溫是影響物候始末期變化最重要的因素，特別是同期日均溫的升高對物候期的提前及末期的推遲具有主導控制作用[6]。地溫是一個重要的氣象指標，春季地溫對樹體萌芽和花期等有明顯影響。郭淑萍等[7]認為，云南元謀干熱河谷區 8個葡萄品種的萌芽期差異不大，萌芽率差異較大，充分利用冬季光溫條件，采用光熱資源結合簡易的保溫促早設施，能夠縮短克瑞森無核葡萄的生長周期，使其提早上市[8]。李建查[9]認為，應該注意微量元素的補充，以促進土壤養分的平衡[10]。采用單氰胺人為打破葡萄休眠，促進提早萌芽。長期以來，對中國物候變化與氣候關系的認識建立在統計分析基礎上，缺少機理性的解釋[11]，研究掌握氣候變化對葡萄物候期的影響，找出關鍵栽培技術，充分利用氣候資源優勢，在減輕或避免氣候變化對葡萄產業發展的不利影響下，通過品種選育、耕作制度改革、保溫設施栽培、品種熟期搭配，達到葡萄高產優質，促進農民增收和農業可持續發展。

1 材料與方法

1.1 材料

文中涉及氣溫、降水、日照等氣象資料和葡萄物候觀測資料均來源于云南省元謀縣氣象局。

1.2 方法

利用線性傾向估計[12]，對元謀干熱河谷區葡萄物候期、1971—2019年≥10℃活動積溫、平均氣溫，最高（低）氣溫、降水、日照時數、地溫等氣象要素進行線性趨勢分析，得出它們隨時間變化的總體趨勢。利用回歸分析葡萄物候期（將各個物候出現日期轉化為距1月1日的天數）與氣候要素間的相關性，進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 1971—2019年元謀干熱河谷區氣候變化特征

重點分析葡萄萌芽前期至果實成熟期（頭年12月至次年5月）這一時段元謀縣光、熱、水條件變化情況。

2.1.1 ≥10℃活動積溫、有效積溫分析49年來元謀≥10℃活動積溫（表1）：全年、冬春季都呈現出減少趨勢。其中，變化最明顯的是冬春季≥10℃活動積溫，氣候傾向率為-41℃/10a（p＜0.01）。

表1 1971—2019年元謀≥10℃積溫、有效積溫變化相關系數及傾向率

元謀≥10℃有效積溫呈增加趨勢，冬、春季平均氣溫呈現減少趨勢，均未通過顯著性檢驗。

2.1.2 氣溫從年平均最高氣溫看，冬、春季及全年均呈上升趨勢，年平均最高氣溫氣候傾向率為 0.22℃/10a（p＜0.01），冬季最高氣溫上升，氣候傾向率為 0.26℃/10a（p＜0.05）。元謀年平均最低氣溫,全年、冬季、春季均為降低趨勢，春季最低氣溫降低最明顯，氣候傾向率為-0.3℃/10a（p＜0.01），其次是冬季最低氣溫，氣候傾向率為-0.18℃/10a（p＜0.01）（表2）。

表2 1971—2019年元謀氣溫變化相關系數及傾向率

2.1.3 地面溫度從表3可知，元謀縣49年來平均地面溫度（0 cm，下同）、平均最高（低）地面溫度均呈上升趨勢。春季平均地面溫度上升未通過檢驗，其余均通過p＜0.01顯著性檢驗。

表3 1971—2019年元謀地面0 cm溫度變化相關系數及傾向率

2.1.4 水份條件由表4看，元謀年降水呈減少趨勢，氣候傾向率為-7.63 mm/10a（未通過檢驗），但冬春季降水呈現增加趨勢，氣候傾向率為6.08 mm/10a（未通過檢驗）。

表4 1971—2019年元謀水份、日照條件變化相關系數及傾向率

相對濕度總體呈增加趨勢，年平均相對濕度變化氣候傾向率為0.68%/10a(p＜0.01)。

2.1.5 日照條件由表4可知，元謀日照時數總體呈減少趨勢，年日照時數氣候傾向率為-27 t/10a(p＜0.01)。

2.2 近 30年干熱河谷區（元謀縣）葡萄物候期變化情況

觀測的葡萄樹是從新疆引進的品種—康貝爾葡萄，屬于歐美雜交早熟種，與元謀縣種植的早熟葡萄（無核白雞心）習性基本一致。觀測樹種1985年5月種植，并作為物候期觀測對象，1989年春天葡萄開花結果。從1990年開始觀測葡萄物候期到2019年，至今有30年物候期觀測資料。所觀測的葡萄樹不做任何人工干擾生長處理，處于自然生長狀態。

由表5可知，近30年來葡萄平均萌芽期在2月20日，3月10日展葉，3月26日開花，平均成熟期在5月31日。元謀干熱河谷區葡萄物候期最明顯的變化是：萌芽至成熟期間隔日數縮短；生育期均有延遲現象，以萌芽期延遲最為明顯。90年代末，萌芽在2月上旬中期，到2011年后萌芽出現在3月初，平均延遲25 d；展葉盛期在3月份，平均延遲13d；開花盛期出現在3月下旬，平均延遲 5 d左右；成熟期從 5月下旬延遲到 6月上旬中期，平均延遲8 d。其中葡萄最早萌芽出現在1991年1月7日，最晚萌芽在2015年3月14日；最早成熟為1991年5月20日，最晚成熟為2015年6月16日。

表5 1990—2019年元謀干熱河谷區葡萄物候期（平均）

2.3 氣候變化對葡萄物候期的影響分析

葡萄在年發育期中需要有一個低溫期，主要是在生長結束的越冬準備時期，此階段的氣溫不宜高過12℃，并要求逐漸下降，這是能否通過休眠的關鍵時期[13]。元謀縣春季氣候變化，葡萄萌芽、展葉、花期和成熟期發生變化，春季葡萄展葉、開花等物候主要受春季溫度波動的影響，1990—2019年間由于春季氣溫降低使萌芽期延期19～24 d，展葉期延期11～13 d，開花盛期延期2～7 d，果子成熟延期 6～8 d。

萌芽期 在選取的積溫、氣溫、0 cm地溫、降水、相對濕度、日照幾個要素中，葡萄萌芽期與冬季的平均最低0 cm地溫相關性最顯著，相關系數為0.514 4（p＜0.01），表明地溫增加，萌芽期延遲。其次與12月平均最低氣溫呈正相關，相關系數為0.500 7（p＜0.01），表明平均最低氣溫上升，萌芽延遲。萌芽期與冬春季≥10℃積溫、有效積溫均呈負相關，積溫、有效積溫減少，萌芽期延遲，但未通過顯著性檢驗。

展葉期 展葉期與 1月份的有效積溫、1月平均最高地溫及冬春季的平均最低地溫相關性較好。其中與相對濕度相關最顯著，相關系數r=0.429 9（p＜0.01），表明1月份相對濕度的增加，展葉期提前。與1月平均最高0 cm地溫負相關r= -0.387 3（p＜0.01），1月份平均最高0 cm地溫增加，展葉期延遲。與冬春季平均最低地溫呈正相關r=0.383 3(p＜0.05)，冬春季平均最低地溫增加，展葉提前。

花期 在所選因子中，花期與2—4月的平均最低氣溫相關性較好，均呈負相關。元謀2—4月最低氣溫呈降低趨勢且均通過檢驗，表明隨2—4月最低氣溫降低，導致開花期延遲。

成熟期 成熟期最明顯是與 5—6月光熱條件呈正相關，與水分呈負相關。表明成熟期多雨高濕，會導致葡萄生育期延遲。

3 討論

葡萄各個物候期均有延遲現象，以萌芽期延遲最為明顯。對葡萄物候期延遲影響最明顯的是冬春季平均最低地面溫度變化，隨冬春季平均最低地面溫度的增加，葡萄萌芽、展葉和成熟物候期延遲。

元謀縣49年來年平均氣溫呈增加趨勢，年降水呈減少趨勢（未通過檢驗），年日照時數呈減少趨勢。葡萄主要物候期（冬春季）平均氣溫、最低氣溫呈降低趨勢；≥10℃積溫、≥10℃有效積溫、日照均呈減少趨勢，降水變化趨勢不明顯，平均地面溫度、平均最高（低）地面溫度呈增加趨勢。元謀氣候變化與全球氣候變暖不一致的是冬春季平均氣溫呈降低趨勢，它是在特殊地形條件下，興修水利設施、植樹造林、地表植被增加下墊面性質和狀態改變影響的結果[14]。

對葡萄物候期延遲影響最明顯的是冬春季平均最低地面溫度，除了開花期以外，冬春季平均最低地面溫度與萌芽、展葉、成熟3個物候期均呈現較好的正相關，且均通過顯著性檢驗，表明隨著冬春季平均最低地面溫度的增加，葡萄萌芽、展葉、成熟3個物候期均延遲。萌芽、展葉與有效積溫均呈負相關，隨著有效積溫的減少，萌芽、展葉延遲。開花期與2—4月的平均最低氣溫呈負相關，隨2—4月最低氣溫降低，花期延遲。成熟期與5—6月光熱條件呈正相關，與水分條件呈負相關。葡萄果實成熟期主要決定于果實生長期的積溫，元謀縣4—6月的高溫干燥氣候條件有利于葡萄的成熟。

葡萄果實膨大處理多在盛花末期和盛花期15 d左右進行，果子成熟主要取決于果實生長期的積溫，全年增暖可使果實生長期縮短，物候現象提前[15]，物候變化的驅動因子主要是氣候變化和農業管理措施變化兩大影響因子，氣候變化是主動驅動因子，對作物物候變化起決定作用[16]，在葡萄栽培果實處理環節，隨著葡萄開花期延遲，葡萄果實膨大處理應當相應延遲。

品種區域化優化布局是云南葡萄產業能否順利發展的關鍵問題之一[17]。干熱河谷地區種植葡萄，要選擇極早熟、早熟和中熟葡萄品種種植，如元謀縣種植早熟品種無核白雞心，充分利用冬季光熱資源，結合簡易的保溫促早設施，10月下旬修剪，11月初用單氰胺進行破眠，3月下旬果實成熟，4月份上市，填補市場空白。