基于CMIP6氣候模式的華南區(qū)域荔枝成花誘導預估

中圖分類號：S667.1 文獻標志碼：A 文章編號：1009-9980（2025）08-1797-1

Abstract： 【Objective】Litchi is an important economic fruit crop in the tropics and subtropics of Southern China， playing a vital role in promoting local specialty industries and rural revitalization. In China， litchi is primarily distributed in the low-latitude regions of South China and is extensively cultivated in coastal areas， with the production period extending from March to August. Due to the diverse climate and terrain，the layout oflitchicultivation in China exhibits avaried development trendand has resulted in the formation of several key production areas. Under the trend of global warming， insuficient accumulation of low temperature and extreme high temperature are important factors leading to the instability of litchi flowering and low yield. In recent years，the flowering rate of medium-late maturing litchi varieties in the low-latitude regions of South China has generally been low， resulting in a pronounced altchi flower induction under future climate scenarios can help to plan in advance for the selection and breeding of climatically suitable varieties and rationally adjust the planting layout and other strategies to cope with the climate change.【Methods】 In this study， we selected the early-maturing variety Feizixiao and the medium-late maturing Varieties Seedless litchi and Ziniangxi as test subjects. We investigated the climatic factors influencing the induction of litchi flowering in planting bases across six cities and counties （Haikou， Chengmai， Danzhou， Baisha，Qionghai，and Lingshui），over a span of five consecutive years （2019—2023）.To identify the key climatic factors affecting litchi flower formation， we calculated chilling accumulation for low temperature thresholds of 10^°C ， 12^°C ， 15^°C ， 18^°C ，and 20^°C. ，as well as heat accumulation for high temperature thresholds of 25^°C 28^°C and 30^°C .We then constructed a florescence climate index model， correlating it with the litchi flower formation rate for both early-maturing and medium-late maturing Varieties. Additionally， we selected the average ensembleof four climate models （CanESM5， FGOALS- ^g3 ，GFDL-CM4，and IPSL-CM6A-LR） from CMIP6 to assess the spatial and temporal evolution characteristics of the commercial cultivation limits and flower formation induction of litchi under two climate scenarios，comparing the base period with future projections in the South China region.【Results】 Early-maturing Variety ‘Feizixiao’needs litle chilling for flower induction，and low temperature below 20^°C can promote induction， while medium-late maturing varieties Ziniangxi and Sedless litchi need much chilling，and effective low temperature is below 15^°C for induction，and the high temperature of 25^°C or above has a counteracting effect on the induction of flower formation. Based on the induction of accumulated chilling and harmful heat accumulation，we constructed the litchi florescence climate index （FCI），，which is strongly corelated with the flower formation rate，and it can be used as a reference for the measurement of the degree of difficulty in the flower formation of litchi. In the baseline period （1979—2014）， extreme low temperatures above 0^°C were concentrated in southern Yunnan， south-central Guangdong and Guangxi， Southern Fujian， Hainan island and Sichuan Basin. These regions represented the current main areas for commercial litchi cultivation in China， with 25^°C serving as the demarcation line. There is a significant temperature difference between the southern and northern regions. The 0°C dividing line is projected to shift northward in future periods，leading to a gradual fragmentation and reduction of areas experiencing sub- 0°C temperatures. The SSP_585 scenario evolves more rapidly compared to the SSP_245 scenario，and by 2080，the potential planting areas will encompass all regions except for the high-altitude areas in the northwest. In future climate scenarios， extreme high temperatures exhibit a significant upward trend. The warming amplitude of the SSP_585 scenario is notably faster and more pronounced. By 2080， extreme high temperatures in the coastal areas of South China under the SSP_585 scenario are generally expected to exceed 27^°C ，with temperatures nearing 30^°C along the northwestern and southern coasts of Hainan.January is a crucial time for litchias it transitions from the induction stage to the differentiation stage.The significant increase in extreme high temperatures expected in January will greatly heighten the risk of disrupting litchi flower formation.In the baseline period，the region experiencing challenging flowering conditions was limited to Hainan Island. As time progresses， this area wil gradually migrate to higher latitudes，with the most significant northward expansion of diffcult flowering conditions projected for 2080 and 2100 under the SSP_585 scenario，reaching approximately 25^°N latitude， and covering almost all of the central and southern regions of Guangdong and Guangxi. 【Conclusion】 The pattern of winter temperature distribution in South China is expected to change significantly under future climate scenarios，with the 0^°C isotherm shifting northward and the boundaries of litchi cultivation expanding to higher latitudes. Over time，the cumulative cold required for flower formation in low-latitude regions will gradually decrease， while harmful cumulative heat will increase.As a result，the stability of flower formation in medium-late maturing litchi varieties in the coastal low-latitude regions wil be at a greater risk. In contrast，large production areas for early-maturing and extra-early maturing litchi Varieties are likely to emerge. The selection and breeding of low-cold-demanding extra-early-maturing litchi varieties，along with the scientific and rational planning of high-cold-demanding medium- and late-maturing litchi， will be the focus of many scholars and fruit growers in the coming decades.

KeyWords：Litchichinensis Sonn;Flower induction; Climate change;Prediction

荔枝（LitchichinensisSonn.）作為重要的熱帶和亞熱帶經(jīng)濟水果作物，在全球種植面積約 8.0× 10⁵hm² ，產(chǎn)量高達 4.0×10⁶t ，種植區(qū)域主要分布在南北緯 17^°～32^°[1] 。中國是世界上最大的荔枝產(chǎn)銷國，荔枝種植面積和產(chǎn)量分別占全球總量的 62.8% 和77.4% ，產(chǎn)值高達290.2億元2。當前，荔枝品種數(shù)量超過300個，且新品種仍在加快培育，但真正實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模種植的僅有10余種，包括妃子笑、紫娘喜、白糖罌和桂味等。華南作為中國最核心的荔枝產(chǎn)區(qū)，廣東、廣西和海南的荔枝種植面積分別達到了2.7×10⁵，1.9×10⁵ 和 2.3×10⁴hm² ，總和超過全國種植總面積的 92% ，緊隨其后的是四川、福建和云南等[。中國已逐步形成多個荔枝優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，包括海南特早熟產(chǎn)區(qū)、粵西早中熟產(chǎn)區(qū)、珠三角中晚熟產(chǎn)區(qū)、桂東南中熟產(chǎn)區(qū)以及四川特晚熟產(chǎn)區(qū)等，產(chǎn)期從3月一直延伸到8月。低溫是荔枝成花誘導的關鍵氣候因子，盡管部分研究認為干旱對荔枝花芽誘導有利，但低溫仍是誘導成花的必要條件，成花誘導期充足的低溫冷量積累可有效誘導花序出現(xiàn)，顯著提高成花率[4。在全球氣候變暖背景下，暖冬氣候?qū)笾Φ某苫ǚ€(wěn)定性構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)，造成華南沿海地區(qū)頻繁出現(xiàn)控梢難和成花難的問題，并逐漸成為制約荔枝產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要氣候因素?！吨袊鴼夂蜃兓{皮書（2024）》顯示，2015—2023年是自1850年有氣象觀測記錄以來最暖的9個年份，2023年中國地表平均氣溫為1901年以來的最高。同時，世界氣象組織統(tǒng)計顯示，從2023年6月到2024年6月，全球月平均氣溫已連續(xù)13個月刷新最高紀錄。2023一2024年冬季低溫冷量積累不足，造成成花誘導不充分，對荔枝成花率和產(chǎn)量影響甚大，尤其造成桂味、糯米糍等中晚熟荔枝成花率不足 30% ，產(chǎn)量相比2023年減少 45% 以上[3。

第六次國際耦合模式比較計劃（CoupledModel IntercomparisonProjectPhase6，CMIP6）由世界氣候研究計劃（World Climate Research Program，WCRP）發(fā)起，是當前模式最多、數(shù)據(jù)最豐富的氣候模式比較計劃，并已成為IPCC第6次評估報告編寫的重要參考[8]，相比較CMIP5而言，CMIP6具備更高分辨率、更小不確定性和更精準的模擬結(jié)果，是國內(nèi)外學者廣泛研究的重點，為理解氣候變化機制、極端氣候事件及中長期氣候變化預測等方面提供了關鍵支撐。目前，國內(nèi)外開展了較多有關荔枝成花誘導方面的研究，陳厚彬開展了多年荔枝物候期觀測和溫控試驗，認為 10^°C 以下低溫對糯米糍和桂味成花誘導的效應最顯著；Chen等深入研究了氣溫對荔枝開花生理的影響，建立了花序誘導模型、開花模型和花序長度模型；蘇鉆賢等基于2009—2021年對荔枝物候期、成花情況和坐果量的跟蹤調(diào)查，篩選出提高成花率和產(chǎn)量的最適末次秋稍成熟期和現(xiàn)“白點”期；Menzel等[通過溫控試驗研究了溫度對不同荔枝品種開花的影響，認為相較于較低的晝夜溫度（ 15/10°C） ，溫和的溫度 （20/15^°C） 促進了荔枝營養(yǎng)生長，減少了開花，在更高的溫度 （25/20^°C，30/ 25^°C） 下未見開花，且高活力品種通常比低活力品種開花少，證實了在低溫冷量不足的環(huán)境中選擇低活力品種的重要性；O'hare等[3]研究認為，荔枝成花率受根溫和枝梢溫度的共同影響，根溫直接影響枝稍的休眠期長短，較低的枝稍溫度是成花的必要條件；Lal等4研究認為，冬季寒冷和水分脅迫是誘發(fā)荔枝休眠和促進開花的觸發(fā)因素?，F(xiàn)有的研究多是基于試驗的氣象條件分析，而針對未來不同時期不同情景的氣候變化對荔枝成花誘導效應的預估研究非常有限，氣候變暖背景下荔枝商業(yè)化種植界限遷移問題也缺乏系統(tǒng)性分析。因此，為更好地理解氣候變化對荔枝種植界限遷移和成花誘導效應的影響，筆者基于CMIP6全球氣候模式開展未來氣候情景下華南荔枝主產(chǎn)區(qū)成花誘導風險評估，以期為應對氣候變化、加快氣候適宜性品種選育及調(diào)整種植布局提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

筆者開展了連續(xù)5a（年）（2019一2023年）的荔枝成花率觀測試驗，試驗地遍布了海南島6個市、縣（表1），覆蓋了較豐富的氣候多樣性，旨在深入分析影響荔枝成花率的關鍵氣候因子。海南島 （18^°10^′- 20^°10^′N，108^°37^′-111^°03^′E） 位于熱帶季風海洋性氣候帶，是我國光、熱、水資源豐富且唯一的熱帶島嶼，全島旱季（11月至翌年4月）和雨季（5一10月）分明，年平均氣溫 24.7^°C ，年降水量 940.8～2388.2mm ，年日照 1827.6～2558.2h 。近年來，隨著育種技術的發(fā)展，海南荔枝品種逐漸豐富，但妃子笑仍占主導地位，種植面積比例超 80% 。此外，無核荔枝、紫娘喜等中晚熟荔枝品種也占據(jù)了一定的市場份額[15]。中國荔枝產(chǎn)區(qū)主要分布在熱帶和南亞熱帶區(qū)域，降水充沛和光熱資源充足的優(yōu)越氣候條件為荔枝商業(yè)化種植提供了理想環(huán)境，氣候和地形的多樣性促使中國荔枝布局呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢。結(jié)合中國現(xiàn)有荔枝分布和氣候特征，筆者將西南地區(qū)的云南省、四川省、重慶市、貴州省，華中地區(qū)的湖南省以及華東地區(qū)的福建省和江西省一并納入研究范圍，以期深入探討未來氣候情景下荔枝種植的可能性。

表1試驗基地基本情況

Table1 Basic informationof theexperimentalbase

1.2 研究方法

筆者選取海南早熟品種妃子笑、中晚熟品種無核荔枝和紫娘喜為試驗對象，深入分析近5a（2019—2023年）成花誘導關鍵期低溫和高溫對荔枝成花率的影響。華南荔枝核心產(chǎn)區(qū)的成花誘導期為12月至翌年1月中旬，最遲不宜晚于2月，因為2月的高溫不利于荔枝花穗生長，易形成短花穗或弱花穗，且開花期易與清明節(jié)前后的陰雨天氣相遇[]。為此，筆者選定12月至翌年1月作為成花誘導關鍵期。筆者將試驗地塊劃分為3個觀測區(qū)，觀測區(qū)內(nèi)不同荔枝品種各選取20株長勢健壯的果樹標識并定株開展觀測，每株果樹選取東、南、西、北4個方位進行觀測，每個方位觀測3個枝梢。試驗區(qū)妃子笑樹齡為15～18a，株行距為 5m×6m ；紫娘喜樹齡為19～20a ，株行距同樣為 5m×6m ；無核荔枝樹齡為20a ，株行距為 4m×5m 。觀測區(qū)歷史氣象數(shù)據(jù)來源于鄰近氣象臺站，由海南省氣象信息中心提供。成花率是指荔枝開花枝數(shù)占總枝梢數(shù)的百分率，在花穗生長期進行統(tǒng)計；誘導積寒（CA）定義為逐日最低氣溫低于設定低溫閾值的有效積累，有害積熱（HA）定義為逐日最高氣溫高于設定高溫閾值的有效積累。結(jié)合海南島氣候特征，筆者選取的低溫閾值包括10，12，15，18，20^°C ，高溫閾值包括 25、28、30^°C 。積寒和積熱的統(tǒng)計時段均為12月至翌年1月。

國內(nèi)有關荔枝成花誘導的研究成果表明， 0～ 10^°C 的低溫對中晚熟品種如糯米糍、桂味等成花誘導有利，而 25^°C 以上高溫不利于成花[616-17]，鑒于此，結(jié)合研究區(qū)氣候特征，筆者將華南地區(qū)高需冷量的中晚熟荔枝品種成花誘導的低溫閾值設為 10^°C ，高溫閾值設為 25^°C 。此外，研究表明，荔枝在極端低溫低于 0^°C 時開始遭受霜凍害，在 -4^°C 時，則會被凍死[18]。為此，充分考慮到荔枝生物學特性，將冬季最冷1月極端低溫多年均值高于 0^°C 作為荔枝商業(yè)化種植的溫度界限。

1.3數(shù)據(jù)來源及處理

筆者基于周嘉月等提供的1979—2100年中國區(qū)域CMIP6降尺度溫度數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集覆蓋了中國區(qū)域 0.25^° 分辨率網(wǎng)格的逐日最高溫度和逐日最低溫度等驅(qū)動數(shù)據(jù)，以中國區(qū)域地表氣象要素驅(qū)動數(shù)據(jù)集（CMDF）格點溫度實測數(shù)據(jù)為參考，通過雙線性插值方法將模式數(shù)據(jù)插值至 0.25^° 網(wǎng)格，并采用等距離累積分布函數(shù)法對模式的日最高溫度和日最低溫度進行降尺度偏差校正。數(shù)據(jù)涵蓋了1979—2014年（歷史期）以及2015—2100年（未來期）的SSP245（中等輻射強迫）和SSP585（高輻射強迫）兩種情景。統(tǒng)計降尺度后模式最高溫度和最低溫度的平均絕對誤差大幅度下降，與實測值相關性接近于1。考慮到研究區(qū)域的尺度特性，筆者選取CanESM5、FGOALS-g3、GFDL-CM4、IPSL-CM6A-LR等4個全球氣候模式的SSP245（中等輻射強迫）和SSP585（高輻射強迫）兩種情景開展研究，并統(tǒng)計這4種模式的算術平均值來表征多模式集合平均結(jié)果。其中，極端氣溫是1月極端氣溫的多年平均，低溫是1月最低氣溫均值的多年平均。此外，中國荔枝種植面積數(shù)據(jù)通過各省、自治區(qū)和直轄市統(tǒng)計年鑒和查閱相關文獻獲取。筆者以基準期（1979—2014年）為基礎，對2015—2040年（近期）、2041—2060年（中期）、2061—2080年（遠期）和2081—2100年（長遠期）氣溫變化趨勢和荔枝成花氣候指數(shù)開展預估。氣候模式數(shù)據(jù)的篩選、分析、插值、合并、計算等操作均在Windows系統(tǒng)下通過Ubuntu的Linux子系統(tǒng)，利用cdo（ClimateDataOperators）工具實現(xiàn)，數(shù)據(jù)可視化借助ArcGISPro軟件實現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1影響海南荔枝成花率的主要氣候因子

根據(jù)近5年荔枝物候期觀測數(shù)據(jù)分析（表2），妃子笑成花率普遍較高 5% ），與 20^°C 以下積寒有較強的正相關關系，而與 25^°C 和 28^°C 以上積熱呈極顯著負相關，且 25^°C 以上積熱負相關系數(shù)最大，表明妃子笑成花誘導對低溫需求小，屬低需冷量品種， 20^°C 以下氣溫可滿足成花所需的低溫條件，而大于 25^°C 的高溫對成花誘導效應有抵消作用。相比之下，中晚熟荔枝品種紫娘喜和無核荔枝成花率與 15^°C 以下積寒呈顯著正相關，與 25^°C 以上積熱呈顯著負相關，表明紫娘喜和無核荔枝對低溫需求大，屬高需冷量品種， 15^°C 以下低溫對成花誘導有利， 25^°C 以上高溫不利于成花誘導。

表2不同熟制荔枝成花率與積寒量和積熱量的相關性

Table2 Correlationoffloweringrate withchilland heataccumulation in litchis of different ripening seasons

注：CA為最低氣溫小于相應低溫閾值的積寒量，HA為最高氣溫大于相應高溫閾值的積熱量。*表示顯著相關 （Plt;0.05 ；**表示極顯著相關 （Plt;0.01） 。

Note：CAistllusssldd cumulatiowenteatempatureisaterantoesponingightmperaturetshold*dicatessificantoeai Plt; 0.05）; ^** indicates extremely significant correlation （Plt;0.01） 1

為此，筆者以 20^°C 以下積寒和 15^°C 以下積寒作為荔枝成花誘導的有效積寒， 25^°C 以上積熱作為不利于成花誘導的有害積熱，分別構(gòu)建了早熟妃子笑、中晚熟紫娘喜和無核荔枝的成花氣候指數(shù)（FCI） 。為準確構(gòu)建指數(shù)模型，并考慮到氣候因素與荔枝成花率的非線性關系，筆者以誘導積寒 （LC） 和高溫積熱 （HC） 作為核心變量，嘗試用比值函數(shù)、差值函數(shù)及對數(shù)函數(shù)等多種形式建模。通過對不同模型在歷史數(shù)據(jù)上的擬合效果進行對比，認為對數(shù)模型更能準確反映荔枝不同成花類型之間的氣候敏感性差異。同時，通過對數(shù)模型參數(shù)的反復調(diào)試篩選，筆者確定了最優(yōu)參數(shù)，以確保FCI與成花率之間的相關性達到最佳水平，從而增強模型的預測準確性和可靠性。結(jié)果表明，不同熟制的荔枝品種成花率與FCI呈現(xiàn)出較強的相關性（圖1），由對數(shù)模型可知，低溫積寒量越多，高溫積熱量越少， FCI 值就越大，荔枝的成花率也就越高。

式中， FCI 為成花氣候指數(shù)， LC 為誘導積寒（^°C?d^-1），HC 為高溫積熱 （^°C?d^-1） 。

2.2 基準期氣溫空間分布特征

基準期華南研究區(qū)低溫和高溫空間分布格局類似，南部沿海地區(qū)最高，西北部高海拔地區(qū)最低，以華南區(qū)域 25^°N 為分界線可以看出南部與北部的氣溫存在明顯差異，四川盆地在同緯度地區(qū)的低溫和高溫均相對較高（圖2）。海南島沿海地區(qū)1月極端低溫、低溫和極端高溫均最高，分別為 10～15^°C，15～ 17^°C 和 25～27^°C ，而廣東、廣西沿海陸地的相應氣溫為 6～10°C，10～14°C 和 22～24^°C 。值得關注的是，基準期極端低溫 ?0^°C 分界線大致沿著云南中部、廣西和廣東北部、福建中部一帶走向，四川盆地也存在較大范圍 ?0^°C 的區(qū)域，這構(gòu)成了中國荔枝商業(yè)化種植的氣候邊界，在此區(qū)域范圍內(nèi)種植荔枝能夠在一定程度上避免或減輕遭受霜凍危害的風險，是當前荔枝推廣種植的潛在范圍。此外，處于川西北高原的甘孜州和阿壩州，橫斷山脈的涼山州、怒江州和迪慶州等地的極端低溫最低，該區(qū)域海拔普遍在 1500m 以上，極端低溫普遍在 ^-4°C 以下，部分區(qū)域甚至低于 -28^°C 。

圖1海南不同熟制荔枝成花氣候指數(shù)與成花率線性分析

Fig.1Linearanalysisofflowerclimate indexand flowering rateof litchi inHainan

2.3未來氣候情景下氣溫時空演變趨勢

在SSP_245情境下，隨著年份的推移， ?0^°C 分界線逐漸向北遷移，并呈現(xiàn)出碎片化和縮小的趨勢，到2100年除了西北部高海拔地區(qū)因低溫限制仍不宜種植荔枝外，研究區(qū)的大部分地區(qū)即將轉(zhuǎn)變?yōu)槔笾ΨN植的可能潛在區(qū)域。相較之下，在SSP585情境下， ?0^°C 分界線的北移速度更快，碎片化程度和縮小趨勢更明顯，到2060年除高海拔區(qū)域外，研究區(qū)的大范圍區(qū)域可種植荔枝，甚至到2100年， ?0^° 分界線已完全遷移至西北高海拔區(qū)域，此時期的研究區(qū)極端低溫上升幅度非常明顯（圖3）。

與極端低溫時空變化趨勢一致，研究區(qū)低溫在空間尺度上隨著緯度增加而逐漸降低，在時間尺度上隨著年份的推移呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，且緯度越高的地區(qū)增溫幅度越明顯。SSP_585情景下增溫趨勢明顯大于SSP_245情景，尤其是在2080年和2100年的升溫幅度表現(xiàn)更明顯。在SSP_585情境下，2100年廣東、廣西沿海區(qū)域低溫普遍 gt;15^°C ，而同時期的海南島沿海地區(qū)低溫則 gt;19^°C（ 圖4）。

從極端高溫的變化趨勢來看（圖5），高溫分布呈現(xiàn)出明顯的緯向分布特征，華南沿海地區(qū)的極端高溫最高，西北部高海拔地區(qū)的高溫最低，隨著緯度的增加高溫也隨之降低。在兩種氣候情景下，未來時期的極端高溫呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢， SSP_- 585情景增溫幅度明顯高于SSP_245情景。在2080年的SSP_585情景下，華南沿海區(qū)域極端高溫普遍gt;27^°C ，海南島西北部和南部沿海甚至逼近 30^°C. 0

2.4未來氣候情景下荔枝成花誘導時空演變趨勢

筆者將 ?10°C 積寒和 1325^°C 積熱作為華南研究區(qū)中晚熟荔枝的成花誘導有效積寒和有害積熱，基于成花氣候指數(shù)模型深入開展華南區(qū)域荔枝成花誘導效應預估。結(jié)合ArcGISPro自然斷點法和生產(chǎn)實際，將FCI值劃分為3個等級，0～3為成花不穩(wěn)定區(qū)，成花難度大；3～7為成花相對穩(wěn)定區(qū)，成花難度適中；7～10為成花穩(wěn)定區(qū)，成花相對容易。根據(jù)基準期成花氣候指數(shù)分析可知（圖6），F(xiàn)CI介于0～3的區(qū)地理底圖來源于國家地理信息公共服務平臺，審圖號：GS（2024）0650號。底圖無修改。下同。

圖2基準期（1979—2014年）1月極端低溫均值（a）低溫均值（b）和極端高溫均值（c）空間分布 Fig.2The spatialdistributionof average extreme low temperatures （a），low temperatures （b）and extreme high temperatures （c） in January during the baseline period（1979-2014）

圖3SSP_245氣候情景和SSP_585氣候情景下1月極端低溫均值變化趨勢

a、ceg分別為20402060、2080和2100年的SSP_245氣候情景;b、dfh分別為2040、2060、2080和2100年的SSP_585氣候情景。下同。acegnario foryears2040，2060，2080，and2100，respectively.The samebelow.

圖4SSP_245氣候情景和SSP_585氣候情景下1月低溫均值變化趨勢

圖5SSP_245氣候情景和SSP_585氣候情景下1月極端高溫均值變化趨勢

圖6基準期（1979—2014年）荔枝成花氣候指數(shù)分布

Fig.6Distributionof litchi floweringclimate index in the baselineperiod （1979—2014）

域主要集中在海南島東部、南部和西部沿海環(huán)狀地帶，這表明在此區(qū)域種植中晚熟荔枝成花難度大，成花率低，低溫冷量不足和極端高溫是重要的制約因素。相比之下，F(xiàn)CI在3～7的區(qū)域集中在海南島北部和中部、雷州半島以及云南南部的小范圍地區(qū)，此區(qū)域因低溫積累適中，高溫影響有限，因此荔枝成花難度適中，這也是當前中國中晚熟高需冷量荔枝種植的最南端界限。

在SSP_245氣候情景下，隨著時間的推移，F(xiàn)CI在0～3和3～7的區(qū)域逐漸北移，2040年在云南西雙版納南部出現(xiàn)了0～3的分布；到2060年其分布范圍已延伸至雷州半島南部的徐聞；到2080年則覆蓋了整個海南島和雷州半島，此時期珠江三角洲也有分布；到2100年其覆蓋范圍達到最大。此外，F(xiàn)CI介于3～7區(qū)域北擴最明顯的時期是在2080年，到2100年則北擴到覆蓋廣西的整個南半部（圖7）。

在SSP_585氣候情景下，F(xiàn)CI介于0～3區(qū)域北移速率明顯加快，到2060年就可覆蓋海南島、雷州半島及珠江三角洲區(qū)域，到2080年更是得到極速擴張，0～3的區(qū)域幾乎覆蓋廣東和廣西的整個南半部，到2100年覆蓋區(qū)域繼續(xù)北擴，逼近北緯 25^°N 界限（圖7）。

3討論

海南作為全國荔枝最早熟的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，現(xiàn)已分化形成多個優(yōu)勢小產(chǎn)區(qū)，如北部澄邁、海口等中晚熟無核荔枝和紫娘喜產(chǎn)區(qū)，南部樂東、陵水等特早熟桂花香產(chǎn)區(qū)等。筆者基于連續(xù)5a的物候觀測和氣象數(shù)據(jù)分析，認為 ?20^°C 和 ?15°C 的低溫冷量積累可分別有效促進早熟妃子笑、中晚熟紫娘喜和無核荔枝的成花誘導，而 ?25^°C 的高溫積熱會抵消誘導效應，這與多數(shù)學者的研究結(jié)論相似[。胡福初等[20]研究認為，近年來受暖冬氣候影響，海南紫娘喜和無核荔枝成花率不高，而早熟和特早熟荔枝成花穩(wěn)定，已在南部大面積推廣。

低溫是限制荔枝商業(yè)化種植的主要氣象因素[2，在全球變暖趨勢下果樹種植區(qū)北移已成為不爭的事實[22-23]。多數(shù)學者普遍認為， ?0^°C 的霜凍害造成植物細胞間隙結(jié)冰而引發(fā)不同程度的損害，此時荔枝樹停止生長，枝梢葉片即受霜凍害影響[2425]。筆者在本研究發(fā)現(xiàn)，基準期極端低溫 ?0^°C 以上的區(qū)域集中在云南南部、廣西和廣東中南部、福建南部、海南全島以及四川盆地等，此區(qū)域緯度較低，荔枝遭受霜凍害的風險小，是荔枝商業(yè)化種植的潛在區(qū)域，這與白慧卿等2繪制的中國栽培荔枝分布格局圖一致，分布在北緯 18.5^°N～32.43^°N ，并以云南南部、廣西和廣東中南部、福建南部栽培最密集。隨著年份的推移， 0°C 分界線逐漸向北擴張，且SSP585情境下北擴速度更快， ?0^°C 范圍的碎片化程度和縮小趨勢更明顯，到2060年，除西北高海拔地區(qū)外，其余大部分地區(qū)逐漸成為荔枝商業(yè)化種植的潛在區(qū)域。同時，未來氣候情景下極端高溫升幅明顯，進一步增大了荔枝成花逆轉(zhuǎn)的風險。

圖7SSP_245氣候情景和SSP_585氣候情景荔枝成花氣候指數(shù)變化趨勢

在全球氣候變暖趨勢下，低溫冷量積累不足和異常高溫造成的華南沿海地區(qū)荔枝成花誘導不充分、成花不穩(wěn)定是學者和果農(nóng)重點關注的熱點。梁立峰2研究指出，影響荔枝成花的諸多氣候因素中，氣溫是最重要的因素，以寒潮侵襲為基礎探討氣溫對成花的制約作用是可行的。蘇鉆賢2利用隨機森林（RF）和線性判別分析（LDA）算法構(gòu)建了荔枝成花誘導質(zhì)量的分類模型，認為對分類模型貢獻較大的重要特征變量包括低于 13^°C，10^°C 等低溫閾值的累積冷量和高于 21^°C，25^°C 等高溫閾值的累積熱量。本研究認為，基準期FCI在0～3和3～7的分布區(qū)域基本上與荔枝實際生產(chǎn)情況和產(chǎn)業(yè)布局一致，海南島北部受冷空氣直接侵襲，而中部是高海拔山區(qū)，冬季成花誘導低溫冷量積累相對適中，故此區(qū)域是海南中晚熟荔枝種植的唯一可選區(qū)域，而南部、東部和西部沿海地區(qū)因冬季溫和的低溫和充足的光照造就了早熟、特早熟荔枝優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，此區(qū)域的特早熟荔枝在全國成熟上市也最早。

在未來氣候情境下，F(xiàn)CI介于0～3的區(qū)域呈現(xiàn)出由低緯度向較高緯度擴張的趨勢，SSP585情景相比SSP245情景的擴張速度更快，范圍也更廣，在SSP_245情景下2080年將擴張至雷州半島和珠江三角洲，在SSP_585情景下2080年甚至覆蓋廣東和廣西的整個南部區(qū)域?？梢灶A估，未來在2060年內(nèi)氣候變暖對現(xiàn)有的荔枝產(chǎn)區(qū)分布格局影響相對有限，而華南沿海地區(qū)高需冷量的中晚熟荔枝成花不穩(wěn)定的風險將逐漸升高，到了2080年后，劇烈的氣候變暖可能對整個荔枝產(chǎn)區(qū)的布局產(chǎn)生顯著影響。當然，影響程度取決于未來氣候情景。華南沿海地區(qū)的中晚熟荔枝種植界限將被迫北移，取而代之的可能是低需冷量的早熟和特早熟荔枝的廣泛種植。值得關注的是，全球氣候變暖還可能引發(fā)極端低溫事件，高需冷量荔枝種植界限北移后遭受霜凍害和寒害的風險也可能進一步增大。

4結(jié)論

華南從中國乃至世界來看，都是最核心的荔枝集中優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，從低緯度到較高緯度依次分布種植了特早熟一早熟一中晚熟一特晚熟荔枝，在全球氣候變暖背景下，華南區(qū)域冬季氣溫分布格局將發(fā)生重大改變，隨著年份的推移， 0°C 分界線持續(xù)北移，低緯度地區(qū)成花誘導積寒逐漸減少，有害積熱逐漸增加，這在一定程度上說明了現(xiàn)有華南中晚熟荔枝產(chǎn)區(qū)在未來時期成花不穩(wěn)定的問題會越來越嚴重，中晚熟荔枝種植界限極有可能向較高緯度地區(qū)遷移，而華南沿海區(qū)域?qū)⒖赡苁俏磥碇袊畲蟮奶卦缡旌驮缡炖笾Ξa(chǎn)區(qū)。為此，加快選育低需冷量特早熟荔枝品種和科學合理布局高需冷量中晚熟荔枝是未來幾十年內(nèi)眾多學者和果農(nóng)需要重點考慮的問題。

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