基于實況調查的河北省桃幼果期凍害氣溫指標

徐建芬，姜濤，李韜，王榮英，李月英，陳瑞敏*

（1.河北省桃氣象中心，河北 衡水 053000；2.衡水市氣象局，河北 衡水 053000；3.河北科技師范學院園藝科技學院，河北 秦皇島 066002）

2020 年4 月21～23 日我國北方出現大范圍寒潮低溫過程[1]，河北省平原到西部淺山區的國家基本氣象站最低氣溫降幅達10～16 ℃，平原區國家基本氣象站最低氣溫分別達到-0.1 ℃（廊坊市霸州）、-2 ℃（邢臺市新河）和-0.7 ℃（邢臺市新河）。

根據河北省桃氣象中心的桃物候期觀測，2020 年河北省大部分地區桃開花期為3 月28 日～4 月15 日，4月下旬進入幼果期，早于常年；北部唐山地區桃開花始期在4月中旬，4 月23 日為開花末期。此次寒潮低溫天氣是當年河北省桃開花期至幼果期最主要的低溫過程[2]。低溫出現后，河北省桃氣象中心收集最低氣溫數據，持續跟蹤調查了不同區域桃受凍情況，以期了解氣象站最低氣溫與桃減產率的對應關系，旨為桃防災防凍預警提供參考，還可為保險公司精確承保、快速理賠的氣象指數保險研究[3]提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 桃園凍害影響調查

2020 年4～12 月，通過微信、現場了解、電話、調查問卷等方式，對衡水市的深州市、冀州區、桃城區、阜城縣和景縣，以及邯鄲市臨漳縣、保定市順平縣、唐山市樂亭縣等地的桃種植戶、種植園區林業技術人員進行調查，項目包括桃園位置、地理環境、桃品種、2020 年4 月21～23 日的物候期、低溫的影響、是否因凍害減產、減產程度等。主要獲得了11 個桃園樣本，其中，保定市順平縣域內海拔高度有差異，桃園位于淺山區，海拔高度約130 m；其他桃園均位于平原區，縣（區）域內海拔高度差異不大。根據減產率，將低溫凍害對桃產量的影響分為未減產（產量與往年差異不大）、輕度減產（減產10%～30%）、中度減產（減產40%～60%）和重度減產（70%及以上）4 種。

1.2 桃幼果期最低氣溫與凍害程度的關系

最低氣溫與果樹幼果期凍害程度有關[4]。調查中雖然了解到部分桃園的自測溫度，但數量少、標準不統一，不便直接用于分析。國家基本氣象站和區域氣象站（簡稱“區域站”） 觀測數據有質量控制、缺失率低，經常被用于農業氣象研究[5]。因此，以桃園所在縣（區） 的國家基本氣象站和區域氣象站的最低氣溫為研究對象。最低氣溫數據來自河北省氣象信息中心。

觀測環境對最低氣溫有比較明顯的影響[6]。調查2020 年4 月21～23 日距離桃園最近的氣象站及縣域內氣溫最低氣象站的最低氣溫，發現在此次低溫過程中，當距離桃園最近的氣象站位于農田或果樹林區時，其最低氣溫為縣域內最低或接近最低，低溫值與桃園因凍害減產率有比較直接的對應關系；當距離最近的氣象站在較封閉院落中時，其最低氣溫在縣域內偏高，一般情況下，與桃園減產率關系不明確。因此，以桃園所在縣（區）域內氣象站最低氣溫代表桃園的低溫程度，總結縣域內出現最低值氣象站的最低氣溫與桃園減產率的關系。

2 結果與分析

2.1 桃園凍害程度

調查結果（表1）顯示，未發生凍害的桃園有2個，分別為邯鄲臨漳兵馬寨村桃園和衡水深州舊州村桃園。其中，邯鄲臨漳兵馬寨桃園品種為晚熟的寒露蜜，低溫出現時正處于幼果期，產量和收益均未受到明顯影響；衡水深州舊州村桃園品種為晚熟的深州蜜桃，低溫出現時正處于幼果期，沒有因凍害減產。進一步調查發現，舊州村桃園鄰近縣城，鄰接道路，地勢偏高，近旁有大棚，降溫前進行過澆灌。

表1 2020 年4 月21～23 日低溫對桃園的影響Table 1 Effects of low temperature on peach orchards from April 21-23，2020

輕度凍害的桃園有3 個，分別為唐山樂亭沙坨村桃園、衡水冀州西王鎮桃園和保定順平望蕊山莊桃園。其中，唐山樂亭沙坨村桃園品種為久保，低溫出現時正處于開花末期，4 月下旬低溫后調查未發現明顯凍害，5 月底調查坐果正常，6 月調查結桃小，產量和收益受影響達20%左右；衡水冀州低溫出現時正是桃幼果期，受凍害影響不大，但西南部西王鎮的部分村有幼果凍黑，品種有早熟春美桃，減產20%左右；保定順平望蕊山莊桃園品種為京紅和久保等，低溫出現時正處于幼果期，因凍害減產約20%。

中度凍害的桃園有3 個，分別為衡水桃城侯劉馬村桃園、衡水阜城馬屯村桃園和張家橋村桃園。其中，衡水桃城侯劉馬村桃園品種為春雪和永蓮，低溫出現時，春雪處于幼果期，受凍50%左右，后期桃小；永蓮開花期較春雪晚7 d 左右，其剛剛進入幼果期，因凍害基本絕收。衡水阜城西部的馬屯村桃園品種為晚熟的映霜紅，低溫出現時處于幼果期，因凍害減產60%；東部的張家橋桃園品種為金秋紅蜜，低溫出現時處于幼果期，減產60%左右。

重度凍害的桃園有3 個，分別為衡水深州西馬莊桃園和喬劉辛莊桃園，以及衡水景縣潤達公司桃園。其中，衡水深州西馬莊桃園品種為深州蜜桃，低溫出現時處于幼果期，因凍害減產90%；深州喬劉辛莊桃園品種為久保，低溫出現時處于幼果期，因凍害減產90%；衡水景縣潤達公司桃園品種為晚熟冬桃映霜紅，低溫出現時處于幼果期，受凍導致減產70%以上。

2.2 不同凍害程度桃園的最低氣溫特征

2.2.1 未發生凍害桃園 離邯鄲市臨漳縣兵馬寨桃園最近的是兵馬寨村氣象站，距其約0.9 km，為位于農田的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為5.8、3.5和1.2 ℃（表2），該站氣溫為縣域內最低（表3）。離衡水深州市深州鎮舊州村桃園最近的是深州國家基本氣象站，距其約1.7 km，位于縣城區，4 月21～23 日最低氣溫分別為5.9、3.9 和4.7 ℃，氣溫明顯偏高；而縣域內氣象站最低氣溫接近-3 ℃，與其差異較大。

表2 距離桃園最近的氣象站點特征及最低氣溫Table 2 Characteristics and minimum temperature of the nearest meteorological stations to peach orchard

表3 桃園所在縣（區）出現最低值的氣象站點特征及最低氣溫Table 3 Characteristics and minimum temperature of meteorological stations with minimum values in the county（district） where peach orchard is located

可以看出，未發生凍害桃園的最低氣溫特征有2種：4 月21～23 日，桃園所在縣域內氣象站單日最低氣溫＞1 ℃，另外2 d 的最低氣溫均＞3 ℃，幼果期桃沒有發生凍害；縣域內有最低氣溫接近-3 ℃的區域站，但桃園鄰接最低氣溫3.5 ℃以上的城區，受城市熱島效應的影響[7，8]，又疊加了道路附近空氣擾動不利氣溫下降、地勢偏高冷空氣不易堆積、建筑物遮擋減輕低溫程度、澆灌后土壤含水量增加等不利降溫因素的影響[9～11]，使該桃園最低氣溫高于縣域內其他桃園。推測該桃園最低氣溫基本在1 ℃以上，因而幼果期桃沒有明顯凍害。

2.2.2 輕度凍害桃園 離唐山樂亭沙坨村桃園最近的是羅各莊小學區域氣象站，距其約3.4km，4 月21～23 日最低氣溫分別為3.7、0.5 和4.1 ℃；縣域內最低氣溫區域站距其約10.7 km，位于龐各莊小學，22 日最低氣溫為0.2 ℃，另外2 d 最低氣溫均在2 ℃以上，即縣域內最近和最低氣溫氣象站的最低氣溫均為0～1 ℃。離衡水市冀州區西王鎮桃園最近的是西王鎮氣象站，距其約3.3 km，為位于鄉鎮的區域站，4 月21～23 日最低氣溫均在3 ℃以上；縣域內最低氣溫站徐莊鄉站距其約17.7 km，位于磚墻院落，最低氣溫除22 日為0.7 ℃外，其他日均在1.5 ℃以上，即距離最近氣象站的最低氣溫在3 ℃以上，縣域內最低氣溫為0～1 ℃。離保定市順平縣望蕊山莊桃園最近的是北康關氣象站，距其約4 km，為位于村莊的區域站，4 月21～23日最低氣溫分別為2.6、1.1 和2.3 ℃；縣域內最低氣溫區域站距其直線距離約24.7 km，位于海拔46 m的東閆家莊，與桃園海拔高度差約84 m，3 d 的最低氣溫分別為-0.6、0.8 和 1 ℃。根據 GB/T 34412—2017[12]，縣域內最低氣溫東閆家莊站與桃園海拔高度差在100 m 以內，與桃園具有氣候一致性，所以其氣溫值可以作為桃園氣溫的參考值，即距離最近氣象站的最低氣溫在1 ℃以上，而縣域內最低氣溫為-1～0 ℃。

綜上所述，開花末期和幼果期桃受到輕度凍害，減產10%～30%時，其共同特點是縣域內氣象站單日最低氣溫為-1～1℃。這接近于2013 年4 月甘肅天水一次簡易防霜棚試驗中幼果期桃輕度受凍的0.4 ℃最低溫度[13]。

2.2.3 中度凍害桃園 離衡水桃城侯劉馬桃園最近的是大麻森鄉氣象站距其約2.2 km，為位于鄉鎮的區域站，4 月 21～23 日最低氣溫分別為 6.6、1.9 和 4.0 ℃；該區最低氣溫站鄧莊鄉站距桃園約12.2 km，為位于郊外農業園區較開闊地的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為1.5、-1.4 和-1.1 ℃。離衡水市阜城縣西部馬屯村桃園最近的是古城鎮氣象站，距其約4.5 km，為位于鄉鎮的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為2.3、-0.1 和0.3 ℃；縣西部最低氣溫站，東八里距其約9 km，為位于城鎮外較開闊的水廠院內區域站，21～23 日最低氣溫分別為 2.7、-1.3 和-1.6 ℃。離衡水阜城張家橋村桃園最近的是崔廟鎮氣象站，距其約 4.9 km，為位于鄉鎮的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為1.4、-1.1 和-0.5 ℃；縣東部最低氣溫區域站王集鄉站距其約9.7 km，位于鄉鎮邊緣較開闊院落，為鐵欄桿圍墻，周邊多為樹木，4 月21～23 日最低氣溫分別為-0.3、-1.5 和-1.2 ℃。

綜上所述，幼果期桃出現中度凍害，減產40%～60%時，距離最近的氣象站最低氣溫可在1 ℃以上、-1～0 ℃、-2～0 ℃，但其共同特點是縣域內氣象站的最低氣溫連續2 d 在-2～-1 ℃。由于不同品種桃對低溫的耐受程度不同[14]，同樣條件下，不耐凍、剛進入幼果期的品種可造成重度凍害，接近絕收。

2.2.4重度凍害桃園 離衡水景縣潤達公司桃園最近的是留府鄉站，距其約3.2 km，為村莊外的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為1.3、-1.8 和-0.3℃；縣域內最低氣溫站青蘭鄉站距其約15.5km，為位于野外樹林區的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為 1.0、-2.2、-2.3 ℃。

4 月22～23 日，衡水深州西馬莊桃園自測溫度分別為-2 和-4 ℃，與其最近的是穆村鄉站，距其約0.7 km，位于蜜桃種植區，4 月21～23 日最低氣溫分別為-0.2、-2.3和-2.7 ℃。深州市喬劉辛莊桃園連續3 d 自測最低溫度為-5～-3℃，與其最近的是兵曹鄉站，距其約2km，為位于鄉小學的區域站，4 月21～23 日最低氣溫分別為2.0、-0.6和-0.1 ℃。深州縣域內最低氣溫區域站唐奉鄉氣象站距西馬莊、喬劉辛莊分別約為15.2 和11.7 km，位于果樹區，在三面為鐵圍欄的較開闊院中，3 d 的最低氣溫分別為-0.6、-2.4 和-2.8℃，其中22～23 日的最低氣溫為河北平原到淺山區氣象站的日最低值。

綜上所述，幼果期桃出現嚴重凍害，減產＞7%及以上時，距離最近的氣象站最低氣溫在-3～0 ℃，其共同特點是縣域內氣溫最低氣象站連續2 d 最低氣溫低于-2 ℃。

3 結論與討論

3.1 結論

（1）當沒有統一標準的桃園氣溫時，對位于平原或淺山區的野外、遠離建筑物的桃園，可使用縣（區）域內出現最低氣溫氣象站的最低氣溫值作為桃園低溫程度的評價依據。

（2） 低溫過程中，縣域內出現最低氣溫的氣象站，其最低氣溫均在1 ℃以上時，幼果期桃凍害不明顯，對產量沒有明顯影響；單日最低氣溫-1～1 ℃，幼果期桃出現輕度凍害，可因凍害減產10%～30%；最低氣溫連續2 d 在-2～-1 ℃，幼果期桃出現中度凍害，可因凍害減產40%～60%；最低氣溫連續2 d 低于-2 ℃，幼果期桃出現重度凍害，可因凍害減產70%或以上。

（3）當桃園位于縣城區邊緣，距最低氣溫在3.5 ℃以上的城區氣象站2 km 以內，桃園具有地勢偏高、有建筑物遮擋、鄰接道路等不利出現低溫的環境因素，有過澆灌等人工干預降溫措施時，園區最低氣溫可基本在1 ℃以上，對幼果期桃凍害不明顯，對產量影響不大。當縣（區）域內氣象站最低氣溫連續2 d為-2～-1 ℃時，品種不耐凍且剛剛進入幼果期的桃可出現重度凍害，減產70%以上甚至絕產。

3.2 討論

總結氣象站數據特征，可以充分利用氣象監測、預測系統，為桃農提供更及時的服務；也可以有效降低農業保險查勘定損成本，使多數農戶在政策性農業保險中得到更公平的待遇，有利于我國農業保險的發展[17，18]。本文總結的桃開花末期、幼果期-1～1 ℃的輕度凍害最低氣溫值高于相關文獻中桃花期-2.7 ℃和幼果期-1.1 ℃的受凍臨界溫度[15，16]，主要原因可能是在縣（區）域內桃園的最低氣溫往往為最低[8]，氣象站最低氣溫高于桃園溫度值；調查樣本中，桃園的自測溫度低于氣象站最低氣溫也在一定程度上佐證了這一點。本次調查的桃園樣本數量有限，在河北省范圍內分布不夠廣泛，有待今后進一步積累樣本、訂正結果。盡管如此，通過這次低溫過程對桃凍害和產量影響的調查分析，還是得到了氣象站最低氣溫對以幼果期為主的桃因凍害減產率的初步結論，對農業氣象人員進行春季晚霜凍害預報預警、對桃農主動防御春季凍害以及桃氣象指數保險產品制作[17，18]可以提供一定幫助和參考。