資陽市低溫災害特征分析及檸檬凍害指標研究

2024-12-31 00:00:00馮渝熊士斌澤夢娜劉杭其賀月

農業災害研究 2024年10期

摘要：利用四川省資陽市三縣（區）1978—2020年的逐日最低溫度、平均溫度、天氣現象數據，全國氣象災害綜合風險普查成果及安岳縣檸檬產業發展中心2001—2020年災情統計數據，對檸檬冬季凍害調查數據進行統計分析。結果顯示：資陽市三縣（區）低溫災害分為低溫寡照型、冷空氣型和霜凍型3種類型；霜凍型低溫災害過程最容易造成檸檬凍害，具體指標為極端最低氣溫在-2.5 ℃以下，或連續3 d及以上平均最低氣溫在-1.5 ℃以下，或連續7 d及以上日平均氣溫低于1 ℃時。

關鍵詞：低溫災害；檸檬；凍害；指標

中圖分類號：S426 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

在我國，低溫凍害是影響農業生產持續穩定發展的重要災害之一。它具有大尺度性、綜合性及地區差異性等特點。當前對作物低溫、凍害的研究多為影響評價及災害評估，如趙藝等[1]對四川盆區油菜花期低溫陰雨災損的評估；張利平等[2]對四川渠江中上游羊肚菌低溫冷害的風險分析；楊貴川等[3]對南充市晚熟柑橘產業受低溫災害影響的研究；付世軍等[4]對南充晚熟柑橘低溫凍害指標體系進行研究。而對低溫凍害指標的研究較少。

四川省資陽市盛產檸檬。東部轄區安岳縣素有“中國檸檬之都”的美稱，檸檬種植規模、產量、市場占有率均占全國的80%以上，是中國唯一檸檬商品生產基地縣。其特產安岳檸檬，不僅是中國國家地理標志產品，還入選了《中歐地理標志協定》保護名錄。安岳縣檸檬產業發展中心2001—2020年檸檬產業災情統計數據顯示，在這20年間，出現了18次對檸檬生長影響較為嚴重的低溫天氣。對此，研究檸檬凍害指標有助于提前預警，減低損失，趨利避害，提高轄區內主要經濟作物產量，保障集體經濟收入，為鄉村產業振興添磚加瓦。

1 資陽市自然條件與低溫災害概況

資陽市位于四川盆地中部，海拔247.0～551.2 m，整體地勢西高東低，地形地貌多低山、丘陵、河流沖積壩，屬于盆周淺丘地貌。資陽市屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫17 ℃，年平均降水量1 100 mm，年日照時數1 300 h，年平均無霜期長達300 d，云霧多、日照少，空氣濕度大，晝夜溫差小。

2022年資陽市順利完成全國第一次自然災害綜合風險普查，統計出資陽市1978—2020年三縣（區）低溫過程為788～884次，補足了低溫凍害歷史資料短板。結合楊勝才等[5]對風險普查成果轉化經驗，將該地低溫災害普查記錄進行分析，得出該地低溫災害特征，為檸檬凍害指標研究打下基礎，有利于開展精細化的專業為農氣象服務。

2 資料與方法

2.1 資料來源

選取四川省資陽市三縣（區）1978—2020年逐日最低溫度、平均溫度、天氣現象數據，全國氣象災害綜合風險普查成果及數據，安岳縣檸檬產業發展中心2001—2020年檸檬災情統計數據，安岳縣氣象局檸檬冬季凍害調查數據。

2.2 研究方法

2.2.1 低溫過程統計

對1978—2020年共計43年三縣（區）逐日溫度數據，按照溫度變化統計出低溫過程。根據過程降溫幅度、過程發生時間、最低極端溫度等不同特征。按照單站出現強冷空氣（48 h降溫幅度≥6 ℃），且持續2 d及以上，作為冷空氣過程指標；日最低氣溫≤2 ℃作為霜凍過程指標；日平均氣溫＜12 ℃，持續3 d及以上，過程平均日照時數＜3 h作為低溫寡照陰雨過程指標。將低溫過程按低溫寡照型、冷空氣型、霜凍型3種低溫災害類型進行分類統計。

2.2.2 低溫災害特征分析

根據3種低溫災害各自特點進行統計分析，并參照全國氣象綜合風險普查技術規范。根據各個低溫過程溫度、降水、持續時間、日照時數、冬夏半年出現比率特征，得出3種低溫災害的主要分析要素，便于進行特征分析。

（1）低溫寡照型。低溫災害按照過程持續時間、過程日平均溫度、過程平均日照時數、過程累計降水量4個要素進行分析。

（2）冷空氣型。按照過程持續時間、過程最大降溫幅度、累計降溫幅度、夏半年（4—9月）出現比率4個要素進行分析[6-7]。

（3）霜凍型。按照過程持續時間、霜凍期平均氣溫、霜凍期平均最低氣溫3個要素進行分析[8-11]。

2.2.3 檸檬凍害指標分析

對安岳縣檸檬產業發展中心2001—2020年檸檬災情統計數據進行分析，將此期間18次相對嚴重低溫天氣影響事件，按照過程持續時間、降溫幅度、最低溫度、日均溫度，檸檬植株受災情況等特征進行統計分析，歸納共同特征。結合安岳縣氣象局檸檬凍害調查數據，與分析得出的資陽市低溫災害特征相比對，得出主要影響安岳檸檬凍害的低溫災害類型，分析得出安岳檸檬凍害指標。

3 結果與分析

3.1 低溫過程特征

根據過程降溫幅度、過程發生時間、最低極端溫度不同，將低溫過程按低溫寡照型、冷空氣型、霜凍型3種低溫災害類型。統計1978—2020年資陽市三縣（區）低溫過程為（表1），安岳縣最少，雁江區最多；按低溫災害類型統計，全市低溫寡照型出現次數最多（為

1 080次），冷空氣型出現次數最少（為691次）。樂至縣緯度高于安岳縣、雁江區，出現低溫寡照型低溫災害的次數也高于其他兩縣（區）；三縣（區）冷空氣型低溫災害出現次數差異較小；雁江區出現霜凍型低溫災害的次數明顯高于其他兩縣（區）。

表1" 1978—2020年資陽市三縣（區）低溫災害頻次統計

縣（區）低溫災害類型

低溫寡照型/次冷空氣型/次霜凍型/次

雁江 367 225 292

樂至 392 235 246

安岳 321 231 236

合計 1 080 691 774

3.2 低溫災害特征

如表2所示，低溫寡照型低溫災害三縣（區）過程平均持續時間為10.4～12.6 d，在3種低溫類型中持續時間最長，其中雁江區低溫寡照災害過程平均持續時間最短，與樂至縣大致相當，安岳縣低溫災害過程平均持續時間最長；三縣（區）過程日平均溫度為8.4～8.6 ℃，

三縣（區）大致相當；過程平均日照時數為1.1～1.7 h，安岳縣平均日照時數最短，雁江區平均日照時數最長。

冷空氣型低溫災害過程平均持續時間為3.4～3.5 d；

過程平均最大降溫幅度5.5～5.7 ℃；累計降溫幅度7.5～7.9 ℃，其中樂至縣最高，安岳縣次之，雁江區最低；樂至縣緯度較高，低溫夏半年出現比率51%，超過冬半年，明顯高于雁江區、安岳縣。

霜凍型低溫災害過程平均持續時間1.7～2.0 d，在3種低溫災害類型中持續時間最短；霜凍期平均氣溫為4.4～5.2 ℃，樂至最低，雁江最高；霜凍期平均最低氣溫為0.8～1.0 ℃，雁江最低，樂至最高。

表2" 資陽市三縣（區）低溫災害特征

縣（區）低溫寡照型冷空氣型霜凍型

過程持續時間/d 過程日平均溫度/℃ 過程平均日照時數/h 過程累計降水量/mm 過程持續時間/d 過程最大降溫幅度/℃ 累計降溫幅度/℃ 夏半年出現比率/% 過程持續時間/d 霜凍期平均氣溫/℃ 霜凍期平均最低氣溫/℃

雁江 10.4 8.5 1.7 6.1 3.4 5.5 7.5 42 1.7 5.2 0.8

樂至 10.5 8.4 1.3 7.5 3.5 5.7 7.9 51 2.0 4.4 1.0

安岳 12.6 8.6 1.1 10.1 3.5 5.5 7.8 44 1.7 4.9 0.9

如圖1所示，冷空氣型低溫災害夏半年出現概率42%～51%，雁江區和安岳縣夏半年冷空氣型低溫災害略少于冬半年，分別為42%、44%，樂至冬夏半年冷空氣型低溫災害大致相當，明顯高于其他兩縣（區）。

圖1" 1978—2020年資陽冷空氣型低溫災害冬夏半年的

發生概率

3.3 檸檬凍害指標個例分析

低溫對檸檬的影響主要體現在冷害和凍害兩個方面。冷害是指0 ℃以上的低溫對檸檬造成的損害。冷害首先改變細胞的膜相，進而導致代謝紊亂，最終引起細胞死亡。雖然冷害在0 ℃以上發生，外觀上無明顯變化，但其對檸檬的生理活動造成障礙，嚴重時會導致某些組織遭到破壞，引起植株減產甚至死亡。

凍害則是指氣溫0 ℃以下的低溫對檸檬造成的傷害。?當檸檬遭受凍害時，細胞結冰是造成傷害的主要原因。結冰首先在細胞間隙中形成冰晶，隨著溫度降低，冰晶增多、增大，造成機械傷害。同時，細胞間隙水勢降低，細胞內水勢較高，水分從細胞內移到細胞外，導致細胞脫水。最終引起原生質嚴重缺水，蛋白質發生不可逆的凝聚現象，導致原生質結構解體和細胞死亡，使得葉片黃化、樹體落葉、產量下降，嚴重時甚至導致樹體死亡。

結合安岳縣檸檬產業發展中心2001—2020年檸檬產業災情統計數據，對應年份18次相對嚴重低溫天氣影響特征和個例進行分析。

1975年12月13—22日，安岳連續10 d的日最低氣溫＜0 ℃，尤其是15—17日，最低氣溫平均為-2.9 ℃，

極端最低氣溫為-3.7 ℃。這是安岳縣歷史上一次極端寒冷天氣，造成當年生嫩枝、嫩梢大量凍傷，部分幼樹凍死，成年樹大量落葉。

1977年2月9—10日，日最低氣溫平均在-2 ℃以下，且出現時間在立春后，對檸檬的嫩枝、嫩梢及嫩葉造成極大凍害災害。

1978年1月19—21日和1982年12月26—28日，兩次低溫災害時間長度、冷凍程度均相差不大，凍害情況也相似。

1991年12月27—28日，日最低氣溫平均為-2.6 ℃，

極端最低氣溫為-3.0 ℃，屬安岳歷史上罕見的低溫，造成當年抽生的大量秋梢凍死、凍傷，成年樹葉片大量脫落，檸檬受害嚴重。

2005、2006年2月中旬末均出現1～2 d的降雪或結冰天氣，但最低氣溫均在0 ℃以上且時間短，故無凍害產生。

2008年1月中旬至2月中旬持續低溫（同比偏低2.1 ℃），尤其1月26日—2月2日持續8 d日平均氣溫僅為1.2 ℃、日最低氣溫平均0.4 ℃、極端最低氣溫

-0.8 ℃。雖比歷史上檸檬嚴重受凍年份均偏高，但由于低溫持續時間長（持續低溫時間長達40 d），凍害異常嚴重。

通過上述檸檬低溫災害個例可以看出，安岳檸檬受災記錄中植株大面積受災時，日極端最低氣溫均低于0 ℃。由此可見，凍害是主要影響安岳檸檬產量和植株生長的低溫災害，而冷害對總體檸檬產量和植株生長的影響相對較小。

同時，歸納過程出現時間、持續時間、日均氣溫、過程降溫、最低溫度、日照時數，受災程度等特征，結合資陽市霜凍型低溫災害特征進行總結，得出3種低溫災害類型中霜凍型低溫災害過程最容易造成檸檬植株出現凍害。此外，將安岳檸檬凍害低溫過程按照最低溫度分為3個層次，對應3種低溫過程致災時間，得出以下3項安岳檸檬冬季凍害指標：極端最低氣溫在-2.5 ℃以下；連續3 d及以上平均最低氣溫在-1.5 ℃以下；連續7 d及以上日平均氣溫低于1 ℃。

4 結論

此次研究利用1978—2020年歷史資料，全面分析了資陽市低溫災害特征，并對低溫災害過程進行分類。分析安岳低溫凍害實況，檸檬凍害災情數據，結合凍害類型及特征，分析得出檸檬凍害指標，有助于有針對性地開展農業氣象服務。以下為具體結論：

（1）資陽市低溫災害分為低溫寡照型、冷空氣型和霜凍型3種類型。低溫寡照型的低溫災害持續時間一般為10～12 d，過程平均氣溫在8.5 ℃左右，過程日照時數為1～2 h；冷空氣型的低溫災害夏半年出現比率略少于冬半年，持續時間為3～4 d，過程最大降溫幅度為5.6 ℃左右，累積降溫幅度在7.7 ℃左右；霜凍型的低溫災害持續時間為1～2 d，霜凍期平均氣溫在4.8 ℃左右，霜凍期平均最低氣溫在0.9 ℃左右。

（2）霜凍型低溫災害最易影響檸檬植株生長。檸檬冬季凍害指標可參考以下3條：當冬季極端最低氣溫在-2.5 ℃以下，或連續3 d及以上平均最低氣溫在-1.5 ℃

以下，或連續7 d及以上日平均氣溫低于1 ℃。當出現以上任一情況時，資陽市安岳縣檸檬會出現凍害。

參考文獻

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