江北和西南茶区中小叶种茶树春霜冻害指标及时空分布特征研究

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunjuanhuahard
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江北茶区和西南茶区作为茶树种植适宜区,茶树在春季易遭受霜冻危害。为提高茶树春霜冻害气象服务质量,有必要深入研究江北和西南茶区茶树春霜冻指标并分析春霜冻时空特征演变规律。本文以江北和西南茶区中小叶种茶树为研究对象,基于气象数据和茶树地理分布数据,应用最大熵模型提取茶树种植气候适宜区并确定江北茶区和西南茶区的范围;对研究区域内的历史霜冻样本进行灾情反演,根据总体准确度和约登指数,确定茶树春霜冻的临界阈值并验证;基于日最低气温和低温持续日数构建危害积寒,采用K-Means聚类分析方法划分不同等级春霜冻阈值;进而计算江北茶区和西南茶区的霜冻特征量,从时间和空间角度分析江北茶区和西南茶区的春霜冻特征。主要结果如下:(1)基于9个潜在环境因子构建的初始最大熵模型精度良好。综合考虑各因子的贡献百分率、置换重要性以及Jackknife法结果后,确定极端最低气温的多年平均、春霜冻频率、年平均气温、年降水量、3—9月平均相对湿度作为影响茶树种植分布的主导因子。基于主导因子重构的最大熵模型同样达到良好的精度,适用于茶树种植分布模拟。(2)利用约登指数确定的江北茶区、西南茶区茶树春霜冻最佳临界阈值分别为3.7℃和3℃。利用预留的验证样本和典型霜冻过程对临界阈值进行检验,精度分别达84.3%、74%和90.9%、96.7%,证实了江北茶区和西南茶区春霜冻临界阈值的合理性。基于日最低气温和持续日数构建危害积寒序列,利用K-Means聚类分析工具,得到茶树春霜冻害轻度、中度、重度和特重的危害积寒在江北和西南茶区分别为[0,1.2)、[1.2,3.8)、[3.8,12.6)、≥12.6和[0,1.3)、[1.3,4.5)、[4.5,21.9)、≥21.9。(3)基于江北茶区、西南茶区茶树春霜冻临界阈值和等级指标分析霜冻的时空分布特征。结果表明江北茶区春霜冻严重程度在空间上表现出北多南少的纬向分布特征;霜冻初日空间变化不明显,霜冻终日北方地区晚于南方;霜冻初日呈现不显著的延后趋势,霜冻终日提前趋势显著。西南茶区霜冻范围随着等级的增大而减小,春霜冻严重程度与海拔高度成正相关,其中春霜冻日数、次数均呈现显著的减少趋势;霜冻初日在低海拔地区出现较早,呈现不显著的延后趋势,霜冻终日在高海拔地区出现较晚,呈现不显著的提前趋势。
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