成都地區(qū)藍(lán)莓果期氣象災(zāi)害的時(shí)空特征分析

熊毅維

成都市雙流區(qū)氣象局，四川成都 610200

全球氣候變化愈加頻繁，由此導(dǎo)致的氣象災(zāi)害也極大地影響了作物的生長發(fā)育。溫度和降水量是藍(lán)莓生長發(fā)育過程中極其關(guān)鍵的氣候因子，因此，了解藍(lán)莓生長發(fā)育的適宜條件十分必要。

不同生長階段的藍(lán)莓對氣溫和降水有著不同的、較為敏感的要求，加之受氣象條件的影響較大，故掌握氣象條件變化趨勢對藍(lán)莓產(chǎn)量和因地制宜地采取適應(yīng)性策略有著重要意義。目前，國內(nèi)對藍(lán)莓生長氣候條件的研究多聚焦于黑龍江等東北地區(qū)，沒有針對西南地區(qū)藍(lán)莓主要物候期氣象災(zāi)害時(shí)空分布特征的研究，故對成都地區(qū)藍(lán)莓果期氣象災(zāi)害時(shí)空分布的研究，將有效為預(yù)防藍(lán)莓在果期生長發(fā)育受災(zāi)提供有效的科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

此處所用氣象資料和藍(lán)莓生育期資料來源于成都市各區(qū)(縣)氣象觀測站，主要包括1961—2020年的逐日最低氣溫、最高氣溫、降水量、累計(jì)日照時(shí)數(shù)等資料。按照連陰雨持續(xù)天數(shù)，將成都地區(qū)在藍(lán)莓果期的連陰雨分為輕度、中度、重度3個(gè)等級(jí)，其中，3～4 d為輕度，5～7 d為中度，8 d及以上為重度。成都地區(qū)藍(lán)莓果期大致為3月10日—5月20日，期間較適宜氣溫為18～26 ℃，最佳氣溫為26～28 ℃，氣溫18 ℃以下或28 ℃以上則會(huì)受害[1-4]。利用成都地區(qū)14個(gè)站點(diǎn)近60年藍(lán)莓果期氣象要素觀測資料，建立一次線性方程，分析藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害、高溫災(zāi)害及連陰雨的空間及時(shí)間分布，對其進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，并構(gòu)建1個(gè)無量綱定量指標(biāo)，比較具有不同氣候特征、不同地理?xiàng)l件區(qū)域的低溫災(zāi)害、高溫災(zāi)害和連陰雨災(zāi)害下的受災(zāi)程度，計(jì)算藍(lán)莓主要物候期氣象災(zāi)害發(fā)生頻率。

2 藍(lán)莓果期氣象災(zāi)害的時(shí)空分布

2.1 藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害的時(shí)空分布

2.1.1 藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害的空間分布統(tǒng)計(jì)成都地區(qū)逐站1961—2020年藍(lán)莓果期受害極端低溫，利用ArcGIS反距離權(quán)重插值繪制1961—2020年成都地區(qū)藍(lán)莓果期受害極端低溫空間分布(圖1)，成都地區(qū)受害極端低溫為7.3～9.1 ℃，最低值7.3 ℃出現(xiàn)在西北部都江堰市，最高值9.1 ℃出現(xiàn)在東部金堂縣和簡陽市；其中，8.3～8.9 ℃主要分布在研究區(qū)南部、中部和西南部，7.3～8.3℃主要分布在研究區(qū)北部、東北部及西北部。由于成都地形呈西北向東南傾斜狀，簡陽市和金堂縣地區(qū)海拔較低使得該地區(qū)氣溫較高，受害溫度均高于8.7 ℃，故研究區(qū)中低溫受害較嚴(yán)重區(qū)域主要位于研究區(qū)中部和西部，而研究區(qū)東南部和東部地區(qū)受害較輕。

圖1 成都地區(qū)1961—2020年藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害的空間分布

2.1.2 藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害的時(shí)間變化通過SPSS26和Python軟件對近60年成都地區(qū)14個(gè)測站逐年受害極端低溫和年份作顯著性檢驗(yàn)，利用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重插值對成都地區(qū)藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，將通過0.05顯著性檢驗(yàn)的站點(diǎn)篩選出計(jì)算氣候傾向率。在14個(gè)觀測站中，有2個(gè)測站未通過0.05的顯著性檢驗(yàn)，說明其余12個(gè)測站受極端低溫有明顯變化或變化趨勢是可信的，這12個(gè)測站主要分布在研究區(qū)北部、西部及中部。

12個(gè)測站氣候傾向率均為正值，其中，北部和中部地區(qū)氣候傾向率介于0.34～0.40 ℃/10年，最大值在龍泉驛，為0.70 ℃/10年，次大值位于彭州和雙流，為0.42 ℃/10年，最小值在溫江，為0.25 ℃/10年。表明該測站所屬地區(qū)受害極端低溫均呈升高趨勢，即藍(lán)莓果期低溫受害程度處于減輕趨勢，研究區(qū)南部和北部有顯著變暖趨勢，而西部變化趨勢不明顯。

為研究成都地區(qū)藍(lán)莓果期低溫受害隨時(shí)間變化規(guī)律，計(jì)算藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害指數(shù)LTI，分析1961—2020年成都地區(qū)藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害指數(shù)年際變化趨勢可得：1961—2020年低溫災(zāi)害指數(shù)總體呈起伏較大的下降趨勢，低溫災(zāi)害呈現(xiàn)減輕趨勢；20世紀(jì)60～70年代中期，指數(shù)呈現(xiàn)先漲后跌趨勢；自70年代中期至90年代末，指數(shù)總體呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，1975年前后藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害指數(shù)最大值，此時(shí)低溫受災(zāi)最為嚴(yán)重；20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)10年代，指數(shù)維持平穩(wěn)，但1996年前后有極為明顯的下降趨勢；21世紀(jì)10～20年代指數(shù)呈明顯下降趨勢，并于2013年前后達(dá)到藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害指數(shù)的最小值0.15，但在2010年出現(xiàn)極大值。由藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害指數(shù)總體下降趨勢可知，研究區(qū)在近60年呈現(xiàn)增溫趨勢。

2.2 藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害的時(shí)空分布

2.2.1 藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害的空間分布利用1961—2020年成都地區(qū)共14個(gè)測站藍(lán)莓果期逐站逐年逐日最高氣溫資料，統(tǒng)計(jì)逐站1961—2020年藍(lán)莓果期受害極端高溫，利用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重插值，繪制1961—2020年成都地區(qū)藍(lán)莓果期受害極端高溫空間分布圖(圖2)。

圖2 成都地區(qū)1961—2020年藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害的空間分布

第一，成都地區(qū)受害極端高溫為24.2～26.9 ℃，最低值24.2 ℃出現(xiàn)在都江堰市和溫江區(qū)，最高值26.9 ℃在東南部簡陽市；其中，24.2～25.1 ℃主要分布在研究區(qū)北部、西部和中部方向，25.4～26.6 ℃主要分布在研究區(qū)東部和東南部。

第二，同樣是由于一定程度的地形作用，簡陽市地區(qū)高溫受害較研究區(qū)西北部、中部和西南部更嚴(yán)重，即研究區(qū)東南部受害高溫普遍高于研究區(qū)其他區(qū)域。

2.2.2 藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害的時(shí)間變化利用1961—2020年成都地區(qū)共14個(gè)測站藍(lán)莓果期逐站逐年逐日最高氣溫資料，通過SPSS 26和Python軟件對每個(gè)測站逐年受害極端高溫和年份做顯著性檢驗(yàn)，利用ArcGIS軟件的反距離權(quán)重插值對1961—2020年成都地區(qū)藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，將通過0.05顯著性檢驗(yàn)的站點(diǎn)篩選出計(jì)算氣候傾向率，成都地區(qū)14個(gè)觀測站有3個(gè)未測站通過0.05顯著性檢驗(yàn)，這代表這11個(gè)測站受害高溫有明顯變化或變化趨勢是可信的。

成都地區(qū)11個(gè)測站的氣候傾向率均為正值，通過顯著性檢驗(yàn)的測站的氣候傾向率主要介于0.15～0.30之間，所得氣候傾向率最大值位于彭州市為0.40，最小值位于雙流區(qū)為0.15。表明該測站所屬地區(qū)受害高溫均呈現(xiàn)升高趨勢。結(jié)合受害低溫的顯著性空間分布和氣候傾向率分布可知，在研究區(qū)北部有較為顯著的變暖趨勢，而研究區(qū)中部和東南部暫無明顯變化趨勢。

1961—2020年成都地區(qū)藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害指數(shù)呈現(xiàn)起伏較大的上升趨勢，總體可稱高溫災(zāi)害呈加強(qiáng)趨勢；20世紀(jì)60～70年代指數(shù)較低但呈現(xiàn)波動(dòng)式增幅上升趨勢；70～80年代呈現(xiàn)波動(dòng)小幅度下降趨勢，在1978年左右到達(dá)最小值0.05；20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)00年代呈現(xiàn)波動(dòng)較大上升趨勢，且在1992年左右高溫災(zāi)害指數(shù)出現(xiàn)極小值，隨后指數(shù)又增長，21世紀(jì)00～20年代處于波動(dòng)平緩期，沒有明顯上升趨勢，于2020年左右出現(xiàn)近60年來的藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害指數(shù)最大值1.00，此后仍呈現(xiàn)增長趨勢。由藍(lán)莓果期高溫災(zāi)害指數(shù)總體上升趨勢可知，近60年來，研究區(qū)在藍(lán)莓果期有增溫趨勢，且該結(jié)果符合藍(lán)莓果期低溫災(zāi)害指數(shù)下降趨勢所得結(jié)論。

2.3 藍(lán)莓果期連陰雨災(zāi)害的時(shí)空分布

利用1961—2020年成都地區(qū)共14個(gè)測站藍(lán)莓果期逐站逐年逐日最低氣溫資料，計(jì)算藍(lán)莓果期連陰雨災(zāi)害1～3等級(jí)的頻率，通過ArcGIS軟件中的反距離權(quán)重插值分析繪制1961—2020年成都地區(qū)藍(lán)莓果期連陰雨發(fā)生頻率空間分布圖(圖3)。

圖3 成都地區(qū)1961—2020年藍(lán)莓果期1級(jí)連陰雨發(fā)生頻率的空間分布

由圖3可知：(1)1級(jí)連陰雨災(zāi)害發(fā)生頻率為0%～4%，最大頻率4%發(fā)生在都江堰市，位于研究區(qū)西北部，最小頻率0%發(fā)生在新津區(qū)，位于研究區(qū)南部；(2)災(zāi)害頻率≥2%的測站集中在研究區(qū)中部和西北部，災(zāi)害頻率＜1%的測站主要位于研究區(qū)南部和東南部。

由圖4可知：(1)2級(jí)發(fā)生頻率為2%～5%，相比于1級(jí)連陰雨災(zāi)害有所增大，最大頻率位于都江堰市和蒲江縣，位于研究區(qū)的西北部，最小頻率2%出現(xiàn)在龍泉驛和金堂地區(qū)；(2)災(zāi)害頻率＜4%的測站主要位于研究區(qū)中部、東北部和中南部。

圖4 成都地區(qū)1961—2020年藍(lán)莓果期2級(jí)連陰雨發(fā)生頻率的空間分布

由圖5可知：(1)相較于1級(jí)和2級(jí)連陰雨災(zāi)害，3級(jí)災(zāi)害更為嚴(yán)重，3級(jí)發(fā)生頻率為0%～6%，最大值位于新津區(qū)，最小頻率0%主要分布在龍泉驛、青白江、新都、金堂區(qū)域；(2)災(zāi)害頻率大于3%的測站主要分布在研究區(qū)的西部，而災(zāi)害頻率小于1%的測站主要分布在研究區(qū)的東南部。

圖5 成都地區(qū)1961—2020年藍(lán)莓果期3級(jí)連陰雨發(fā)生頻率的空間分布

3 結(jié)論

(1)低溫災(zāi)害變化趨勢。在成都地區(qū)藍(lán)莓果期，受害極端低溫范圍為7.3～9.1 ℃，14個(gè)測站中，新都區(qū)和蒲江縣沒有通過0.05顯著性檢驗(yàn)，其余測站的氣候傾向率范圍為0.025～0.070，最大0.070在雙流區(qū)，有明顯的氣候變暖趨勢；通過低溫災(zāi)害指數(shù)發(fā)現(xiàn)，低溫災(zāi)害趨于減輕；在研究區(qū)北部和南部有顯著變暖趨勢，而研究區(qū)西部變化趨勢不明顯，故研究區(qū)中低溫受害較嚴(yán)重區(qū)域主要位于研究區(qū)中部和西部，而研究區(qū)東南部和東部地區(qū)受害較輕。

(2)高溫災(zāi)害變化趨勢。在成都地區(qū)藍(lán)莓果期，成都地區(qū)藍(lán)莓果期受害高溫為24.2～26.9 ℃，1961—2020年藍(lán)莓果期中，14個(gè)新都、蒲江、邛崍測站未通過0.05顯著性檢驗(yàn)，且測站氣候傾向率范圍為0.015～0.040，最大值0.040在彭州市，通過高溫災(zāi)害指數(shù)發(fā)現(xiàn)高溫災(zāi)害趨于加重；在研究區(qū)東南部有較為顯著的變暖趨勢，而研究區(qū)西部暫無明顯變化趨勢。其中簡陽市地區(qū)高溫受害較研究區(qū)西北部、中部和西南部更為嚴(yán)重，即研究區(qū)東南部受害高溫普遍高于研究區(qū)其他區(qū)域。

(3)連陰雨災(zāi)害變化趨勢。干河谷地區(qū)藍(lán)莓果期，成都地區(qū)藍(lán)莓果期連陰雨災(zāi)害1級(jí)發(fā)生頻率為0%～4%，最大頻率6%發(fā)生在都江堰市，2級(jí)發(fā)生頻率為2%～5%，最大值位于都江堰市和蒲江縣，3級(jí)發(fā)生頻率為0%～6%，最大值位于新津區(qū)。且3級(jí)連陰雨頻率達(dá)6%，大于1級(jí)的4%和2級(jí)的5%。

4 結(jié)束語

根據(jù)成都地區(qū)藍(lán)莓生長氣象條件指標(biāo)和連陰雨指標(biāo)，結(jié)合藍(lán)莓在果期的災(zāi)害發(fā)生天數(shù)、災(zāi)害發(fā)生頻率，分析了成都地區(qū)低溫災(zāi)害、高溫災(zāi)害、連陰雨災(zāi)害空間及時(shí)間變化特征規(guī)律。其結(jié)果與全球氣候變暖的大背景一致。但由于時(shí)間久遠(yuǎn)，測站數(shù)據(jù)難免有缺失，重新補(bǔ)全數(shù)據(jù)則會(huì)導(dǎo)致分析的不準(zhǔn)確性。因此，為提高對藍(lán)莓主要物候期氣象災(zāi)害時(shí)空分布特征分析的準(zhǔn)確性，需要更加完整的逐日觀測資料。