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摘要 利用1953—2013年的逐日降水资料，分析了建平县暴雨的年际变化特征。对该地区产生暴雨的环流形势和天气系统进行了归纳和分析，得出了影响该地区产生暴雨的大尺度环流天气形势，并根据数值预报产品进行物理量诊断分析，从中选取预报因子和预报指标，再结合建平当地特殊地形综合进行分析，最后总结出形成建平气候特点的暴雨预报，为提高当地暴雨天气预报准确率提供了参考。
关键词 暴雨；环流形势；气候特征；预报指标；辽宁建平
中图分类号 P426 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）08-0257-02
Abstact Using the daily precipitation data from 1953 to 2013，the interannual variability characteristics of Jianping rainstorm were analyzed.The circulation and weather system，concluded large scale circulation situation for producing heavy rain were summarized.According to numerical forecast products，physical diagnosis analysis were did .Combined local special terrain，forecast factors and forecast indicators were chosen.At last，the heavy rain forecast of Jianping climate characteristics were summarized，in order to provide reference.
Key words heavy rain；circulation；climate characteristics；forecast indicators；Jianping Liaoning
建平县地处辽宁省西部，境内多山地丘陵，夏季降水分布不均，当降水量出现极度不均特别是暴雨出现时，气象部门如果能及时准确地做出预警预报，当地政府根据预报做好相应的处置，可以减少当地工农业生产和人民生命财产的损失。因此，做好暴雨预报研究对建平辖区内防灾减灾工作具有重大意义[1-2]。
1 资料与方法
利用1980—2013年近23年的朝阳地区大尺度环流天气形势，分析建平县暴雨形成的天气特征和机制。根据建平县气象站（1953—2013年）61年的逐日降雨观测资料，采用数理统计、趋势分析等方法[3]，对建平县暴雨的年际变化、极值、集中时段、日变化等进行分析，总结出建平县区暴雨天气的气候特征。
2 结果与分析
2.1 暴雨的年际变化
根据建平县气象站资料统计，1953—2013年61年中，共出现暴雨（≥50 mm）43次，平均每年0.7次，最多年3次，分别出现在1953年和1962年，另有21年是每年出现1次，还有30年没有出现暴雨日（图1）。
2.2 暴雨极值
建平县1953—2013年，共出现大暴雨（日雨量≥100 mm）3次，分别为1962年7月25日，降水量为165.8 mm，为建平县历史记录之冠；1984年8月10日，降水量为156.4 mm；1994年7月13日，降水量为152.8 mm，3次大暴雨的影响系统均为台风狞合，类别均为区域性大暴雨。
2.3 暴雨月、旬变化
根据1953—2013年气象纪录，建平县从4月下旬至9月中旬，均可出现暴雨日。但暴雨主要集中在7月、8月，尤以7月上旬、中旬、下旬出现的次数最多，占暴雨出现机率的78.4%。建平县暴雨最早出现在1983年4月26日，降水量为60.7 mm；最晚出现在1990年9月16日，降水量为50.6 mm。从气候资料分析中得知，6—8月的降雨量与暴雨发生有正相关关系，特别是7月、8月，如果7月雨量偏少，则不考虑暴雨发生时段；如果7月雨量偏多，则考虑暴雨发生时段。8月同样如此。因暴雨平均每年不足1次，只考虑1个月，或7月，或8月，2个月同时出现的可能性很小，由此可知，在预报长期月降水量多少的同时，也间接地确定了暴雨的有无和可能发生的时段（表1、2）。
2.4 暴雨的日变化
普查这43次暴雨过程，总的来看，绝大多数暴雨的昼夜差额不大。最大雨强主要有2个时段，分别为2：00—8：00和11：00—15：00。
进入盛夏时要根据前期的气候特点、雨量的多少对长期预报进行补充订正，根据中期天气过程，进一步确定暴雨出现过程日期。
2.5 暴雨地理分布特点
建平气象站位于东经119°14′～120°03′，北纬41°19′～41°23′之间，海拔高度为421.7 m。由于建平县境内多山地丘陵，东部与渤海相邻，西部与内蒙古高原相接，从渤海经该县到内蒙古高原，地势逐步升高，县境内努鲁尔虎山山脉呈东北—西南走向，位于建平境内北部，地形呈东南低、西北高的阶梯斜面。从整个朝阳地区的资料中可以看出，年平均降水量分布和暴雨日数分布趋势是一致的，都是从东南往西北逐渐减少，建平县也是东南部多于西北部，这与朝阳地区的地形走向基本是一致的。
2.6 暴雨的季节性特点
建平县地处中纬度地带，属北温带大陆性季风气候，尽管东南部受海洋暖湿气流影响，但由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干旱半湿润的易干燥地区，年降水量主要集中在夏季。冬季受西北季风控制，气候寒冷，降水少[4]。春季以后，随着西太平洋副热带高压的北跳，西南季风加强北移，各月降水量成倍增长。7月中旬西太平洋副热带高压第2次北跳，高压脊线达北纬30°附近，来自南方海洋上的暖湿气流源源不断地抵达黄河以北，雨带中心也相应移到黄河以北，东北地区进入雨季，此时，西风带上的冷空气活动逐渐减弱，它频繁地与来自南方海洋上的暖湿空气交绥，因而形成了一场又一场的大雨或暴雨天气过程。因此，7月、8月的降水量占年降水量的50%以上。但是，由于在建平县境内有一座东北—西南走向的山（努鲁儿虎山），海拔在1 000 m以上，当南来的水汽和降水天气系统移到建平县时，首先遇到努鲁儿虎山的阻挡，这就迫使云团爬坡和向东北转向，使水汽条件下降，致使建平县出现暴雨的次数不多。秋季由于副热带高压南撤，北支锋区南压，建平地区区降水主要来自蒙古和河套北部，这是由于建平县处在西北高—东南低这个特殊斜面上，当西来系统向建平地区移来时，因逐级下坡，移速加快，在建平地区停留的时间短，因此，降水量逐渐减少。 2.7 暴雨产生的天气形势分析
许多大暴雨都是出现在大尺度环流发生明显调整时期，也就是发生在东亚地区纬向环流转变为经向环流的时期，在暴雨大尺度环流的研究中，主要应着眼于分析以下4个方面：一是中纬度环流系统的相互作用；二是副热带高压和日本海高压的阻挡作用；三是弱冷空气的作用；四是空急流的作用。因而低空急流的分析，对暴雨预报具有重要意义。造成我国暴雨的天气系统很多，有台风、冷锋、低涡、高空槽、切变线、副热带高压北侧的湿台区等，其中尤以台风暴雨影响最大。据主要影响建平的天气系统进行分型，总结出影响建平暴雨的环流形势和天气系统主要有4种类型：一是台风与西风槽迎合型；二是北槽南涡型；三是西风带上的强涡、槽型；四是台风直接影响型。
2.7.1 台风与西风槽迎合型。台风沿着辽宁东南部沿海或者浙闽登陆北上，其环流和右前方低空急流与西风槽冷空气迎合，易造成辽宁区域性大暴雨或局部性特大暴雨，称之为台风与西风槽迎合型暴雨。特点是强度大、范围广、持续时间长、灾害重。
起报条件：500 hPa图上，副高中心位于北纬28°～40°、东经120°～145°。台风中心进入北纬25°～35°、东经113°～125°。500 hPa图上，西风槽进入北纬35°～50°、东经100～120°。台风未转向前可以连续起报。判断台风是否转向与西风槽迎合，若台风中心、副高中心、西风槽线与580线交点的夹角≥85°时，则台风将转向与槽迎合。台风与副高中心≤4纬度，可以不考虑大暴雨。由λ、Φ判别建平县是否有大暴雨或大暴雨，若Φ≥北纬30°、λ≤东经122.5°时，则未来60 h内有大暴雨；Φ≥北纬30°、λ≤东经121°时，则未来60 h局部有特大暴雨；Φ≥北纬30°、λ≤东经117.5°时，暴雨中心在县境内。
2.7.2 北槽南涡型。此类形势是西风槽势力强大，当它逼近强副热带高压时，在槽前的低层有低涡产生或加强，在与高空图相对应的地面图上，则有西南涡、江淮气旋、黄河气旋产生或加强，西风槽引导这些低值系统北上影响建平地区。此型特点暴雨发生的前一天至当天，前二者北进，三者东移，在此形势下，影响当天系统河套西部北槽与南涡结合时会产生高空槽前锋附近的较大的垂直切变；高空急流右后方的强辐散；低空急流附近形成旋流的强辐合；水汽通量的强辐合和潜在不稳定。若同时符合以上条件，县境内未来24～60 h将有大暴雨
起报条件：500 hPa图上，副高中心位于北纬25°～40°、东经120°～145°；850 hPa南涡中心位于北纬30°～40°、东经103°～120°；500 hPa图上，西风槽进入北纬35°～45°、东经98～118°。
2.7.3 西风带上的强涡、槽型。此类形势是发展强烈的低涡和冷槽沿贝加尔湖西部高脊前经蒙古东部进入东北区，受伸展到东北区东部的强副热带高压脊的阻挡，使其移速减慢并加深，地面图上出现蒙古低压冷锋东移到东北区。
起报条件：500 hPa图上，副高中心进入北纬25°～45°、东经120°～145°；700 hPa图上，西北涡位于北纬30°～43°、东经100°～113°；500 hPa图上，横槽位于北纬30°～43°、东经105°～125°。
2.7.4 台风直接影响型。副热带高压脊偏北偏东，台风沿副热带高压后部到达黄海、渤海并登陆华北地区东南部和辽宁地区。起报条件：台风中心进入北纬30°以北、东经122°～130°；500 hPa图上，副高中心位于北纬35°～45°、东经130°～145°；500 hPa图上，西风槽位于北纬35°～45°、东经110°～120°；500 hPa图上，大陆高压位于北纬43°～55°、东经114°～131°。
3 结论与讨论
水汽条件和垂直运动是暴雨形成的必要条件，为此选择850 hPa和700 hPa图上的露点温度、温度露点差物理量作为水汽条件因子，选择日本FXFE782和FXFE783的700 hPa垂直速度预报值作为动力因子。
地面图上关键区：关键区内（北纬35°～45°、东经110°～125°）有冷锋、气旋、倒槽系统发生、发展，且认为影响本地时报有，否则报无；700 hPa图上：关键区内有槽线、切变线、低涡系统、明显的冷空气活动时报有，否则报无；FSFE02和FSFE03图上：关键区内有>25 mm的降水中心时报有，否则报无；FXFE782和FXFE783图上：当关键区内有<-15的垂直速度中心，且上升运动范围大于下沉运动范围时报有，否则报无；FUFE502和FUFE503图上：当关键区内有>110的正涡度中心，且正涡度范围大于负涡度范围时报有，否则报无；FXFE572和FXFE573图上：当关键区内有大面积的湿区时报有，否则报无；高空3个层次T—Td≤5 ℃的区域较广，850 hPa图上至少有3个站Td≥15 ℃，且为偏南风时报有，否则报无；卫星云图上：在本区上游有成片的中低云系在发展、增强时报有，否则报无；本站14：00记录有东南风，或前一天本站记录有东南风时报有，否则报无；市台指导预报：预报有时报有，否则报无。
综合以上分析，根据当日天气形势分析天气系统，确定天气类型，根据影响系统的高低层配置，物理量反映，预报员经验及上级台指导预报，做到长、中、短期预报相结合，总结出本地区制作暴雨的预报因子有10个。在分析过程中，主要考虑短期预报因子，当10个预报因子全都符合条件时，可预报有区域性暴雨或大暴雨；当有9个预报因子符合条件时可预报有暴雨；当有8个预报因子符合条件时，可预报有大到暴雨。此方法制作简单、使用方便，对稳定性降水预报准确率较高。由于对局地雷雨单体、冷涡系统考虑较少。要提高这类天气系统的预报准确率，还应着眼于卫星云图、雷达回波图的跟踪观测，以便随时掌握天气系统的演变情况，再根据本站的特殊地形，结合本地各气象要素和天空实际云层连续发展状况综合分析确定系统的生消、强弱，提高局地暴雨的短时预报能力。
4 参考文献
[1] 郑峰.一次热带风暴外围特大暴雨分析[J].气象，2005（4）：77-80.
[2] 韩艳凤，徐长哲.半个世纪以来鞍山市春夏季降水的变化特征[J].气象与环境学报，2006，22（3）：27-29.
[3] 王奉安，张颖实，李昌杰.辽宁省短期天气预报指导手册[M].沈阳：辽宁省气象局出版社，1988：158-165.
[4] 王桂春，宋若宁.辽宁省一次区域性大暴雨天气过程分析[J].安徽农业科学，2010（32）：18333-18336.
关键词 暴雨；环流形势；气候特征；预报指标；辽宁建平
中图分类号 P426 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）08-0257-02
Abstact Using the daily precipitation data from 1953 to 2013，the interannual variability characteristics of Jianping rainstorm were analyzed.The circulation and weather system，concluded large scale circulation situation for producing heavy rain were summarized.According to numerical forecast products，physical diagnosis analysis were did .Combined local special terrain，forecast factors and forecast indicators were chosen.At last，the heavy rain forecast of Jianping climate characteristics were summarized，in order to provide reference.
Key words heavy rain；circulation；climate characteristics；forecast indicators；Jianping Liaoning
建平县地处辽宁省西部，境内多山地丘陵，夏季降水分布不均，当降水量出现极度不均特别是暴雨出现时，气象部门如果能及时准确地做出预警预报，当地政府根据预报做好相应的处置，可以减少当地工农业生产和人民生命财产的损失。因此，做好暴雨预报研究对建平辖区内防灾减灾工作具有重大意义[1-2]。
1 资料与方法
利用1980—2013年近23年的朝阳地区大尺度环流天气形势，分析建平县暴雨形成的天气特征和机制。根据建平县气象站（1953—2013年）61年的逐日降雨观测资料，采用数理统计、趋势分析等方法[3]，对建平县暴雨的年际变化、极值、集中时段、日变化等进行分析，总结出建平县区暴雨天气的气候特征。
2 结果与分析
2.1 暴雨的年际变化
根据建平县气象站资料统计，1953—2013年61年中，共出现暴雨（≥50 mm）43次，平均每年0.7次，最多年3次，分别出现在1953年和1962年，另有21年是每年出现1次，还有30年没有出现暴雨日（图1）。
2.2 暴雨极值
建平县1953—2013年，共出现大暴雨（日雨量≥100 mm）3次，分别为1962年7月25日，降水量为165.8 mm，为建平县历史记录之冠；1984年8月10日，降水量为156.4 mm；1994年7月13日，降水量为152.8 mm，3次大暴雨的影响系统均为台风狞合，类别均为区域性大暴雨。
2.3 暴雨月、旬变化
根据1953—2013年气象纪录，建平县从4月下旬至9月中旬，均可出现暴雨日。但暴雨主要集中在7月、8月，尤以7月上旬、中旬、下旬出现的次数最多，占暴雨出现机率的78.4%。建平县暴雨最早出现在1983年4月26日，降水量为60.7 mm；最晚出现在1990年9月16日，降水量为50.6 mm。从气候资料分析中得知，6—8月的降雨量与暴雨发生有正相关关系，特别是7月、8月，如果7月雨量偏少，则不考虑暴雨发生时段；如果7月雨量偏多，则考虑暴雨发生时段。8月同样如此。因暴雨平均每年不足1次，只考虑1个月，或7月，或8月，2个月同时出现的可能性很小，由此可知，在预报长期月降水量多少的同时，也间接地确定了暴雨的有无和可能发生的时段（表1、2）。
2.4 暴雨的日变化
普查这43次暴雨过程，总的来看，绝大多数暴雨的昼夜差额不大。最大雨强主要有2个时段，分别为2：00—8：00和11：00—15：00。
进入盛夏时要根据前期的气候特点、雨量的多少对长期预报进行补充订正，根据中期天气过程，进一步确定暴雨出现过程日期。
2.5 暴雨地理分布特点
建平气象站位于东经119°14′～120°03′，北纬41°19′～41°23′之间，海拔高度为421.7 m。由于建平县境内多山地丘陵，东部与渤海相邻，西部与内蒙古高原相接，从渤海经该县到内蒙古高原，地势逐步升高，县境内努鲁尔虎山山脉呈东北—西南走向，位于建平境内北部，地形呈东南低、西北高的阶梯斜面。从整个朝阳地区的资料中可以看出，年平均降水量分布和暴雨日数分布趋势是一致的，都是从东南往西北逐渐减少，建平县也是东南部多于西北部，这与朝阳地区的地形走向基本是一致的。
2.6 暴雨的季节性特点
建平县地处中纬度地带，属北温带大陆性季风气候，尽管东南部受海洋暖湿气流影响，但由于北部蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干旱半湿润的易干燥地区，年降水量主要集中在夏季。冬季受西北季风控制，气候寒冷，降水少[4]。春季以后，随着西太平洋副热带高压的北跳，西南季风加强北移，各月降水量成倍增长。7月中旬西太平洋副热带高压第2次北跳，高压脊线达北纬30°附近，来自南方海洋上的暖湿气流源源不断地抵达黄河以北，雨带中心也相应移到黄河以北，东北地区进入雨季，此时，西风带上的冷空气活动逐渐减弱，它频繁地与来自南方海洋上的暖湿空气交绥，因而形成了一场又一场的大雨或暴雨天气过程。因此，7月、8月的降水量占年降水量的50%以上。但是，由于在建平县境内有一座东北—西南走向的山（努鲁儿虎山），海拔在1 000 m以上，当南来的水汽和降水天气系统移到建平县时，首先遇到努鲁儿虎山的阻挡，这就迫使云团爬坡和向东北转向，使水汽条件下降，致使建平县出现暴雨的次数不多。秋季由于副热带高压南撤，北支锋区南压，建平地区区降水主要来自蒙古和河套北部，这是由于建平县处在西北高—东南低这个特殊斜面上，当西来系统向建平地区移来时，因逐级下坡，移速加快，在建平地区停留的时间短，因此，降水量逐渐减少。 2.7 暴雨产生的天气形势分析
许多大暴雨都是出现在大尺度环流发生明显调整时期，也就是发生在东亚地区纬向环流转变为经向环流的时期，在暴雨大尺度环流的研究中，主要应着眼于分析以下4个方面：一是中纬度环流系统的相互作用；二是副热带高压和日本海高压的阻挡作用；三是弱冷空气的作用；四是空急流的作用。因而低空急流的分析，对暴雨预报具有重要意义。造成我国暴雨的天气系统很多，有台风、冷锋、低涡、高空槽、切变线、副热带高压北侧的湿台区等，其中尤以台风暴雨影响最大。据主要影响建平的天气系统进行分型，总结出影响建平暴雨的环流形势和天气系统主要有4种类型：一是台风与西风槽迎合型；二是北槽南涡型；三是西风带上的强涡、槽型；四是台风直接影响型。
2.7.1 台风与西风槽迎合型。台风沿着辽宁东南部沿海或者浙闽登陆北上，其环流和右前方低空急流与西风槽冷空气迎合，易造成辽宁区域性大暴雨或局部性特大暴雨，称之为台风与西风槽迎合型暴雨。特点是强度大、范围广、持续时间长、灾害重。
起报条件：500 hPa图上，副高中心位于北纬28°～40°、东经120°～145°。台风中心进入北纬25°～35°、东经113°～125°。500 hPa图上，西风槽进入北纬35°～50°、东经100～120°。台风未转向前可以连续起报。判断台风是否转向与西风槽迎合，若台风中心、副高中心、西风槽线与580线交点的夹角≥85°时，则台风将转向与槽迎合。台风与副高中心≤4纬度，可以不考虑大暴雨。由λ、Φ判别建平县是否有大暴雨或大暴雨，若Φ≥北纬30°、λ≤东经122.5°时，则未来60 h内有大暴雨；Φ≥北纬30°、λ≤东经121°时，则未来60 h局部有特大暴雨；Φ≥北纬30°、λ≤东经117.5°时，暴雨中心在县境内。
2.7.2 北槽南涡型。此类形势是西风槽势力强大，当它逼近强副热带高压时，在槽前的低层有低涡产生或加强，在与高空图相对应的地面图上，则有西南涡、江淮气旋、黄河气旋产生或加强，西风槽引导这些低值系统北上影响建平地区。此型特点暴雨发生的前一天至当天，前二者北进，三者东移，在此形势下，影响当天系统河套西部北槽与南涡结合时会产生高空槽前锋附近的较大的垂直切变；高空急流右后方的强辐散；低空急流附近形成旋流的强辐合；水汽通量的强辐合和潜在不稳定。若同时符合以上条件，县境内未来24～60 h将有大暴雨
起报条件：500 hPa图上，副高中心位于北纬25°～40°、东经120°～145°；850 hPa南涡中心位于北纬30°～40°、东经103°～120°；500 hPa图上，西风槽进入北纬35°～45°、东经98～118°。
2.7.3 西风带上的强涡、槽型。此类形势是发展强烈的低涡和冷槽沿贝加尔湖西部高脊前经蒙古东部进入东北区，受伸展到东北区东部的强副热带高压脊的阻挡，使其移速减慢并加深，地面图上出现蒙古低压冷锋东移到东北区。
起报条件：500 hPa图上，副高中心进入北纬25°～45°、东经120°～145°；700 hPa图上，西北涡位于北纬30°～43°、东经100°～113°；500 hPa图上，横槽位于北纬30°～43°、东经105°～125°。
2.7.4 台风直接影响型。副热带高压脊偏北偏东，台风沿副热带高压后部到达黄海、渤海并登陆华北地区东南部和辽宁地区。起报条件：台风中心进入北纬30°以北、东经122°～130°；500 hPa图上，副高中心位于北纬35°～45°、东经130°～145°；500 hPa图上，西风槽位于北纬35°～45°、东经110°～120°；500 hPa图上，大陆高压位于北纬43°～55°、东经114°～131°。
3 结论与讨论
水汽条件和垂直运动是暴雨形成的必要条件，为此选择850 hPa和700 hPa图上的露点温度、温度露点差物理量作为水汽条件因子，选择日本FXFE782和FXFE783的700 hPa垂直速度预报值作为动力因子。
地面图上关键区：关键区内（北纬35°～45°、东经110°～125°）有冷锋、气旋、倒槽系统发生、发展，且认为影响本地时报有，否则报无；700 hPa图上：关键区内有槽线、切变线、低涡系统、明显的冷空气活动时报有，否则报无；FSFE02和FSFE03图上：关键区内有>25 mm的降水中心时报有，否则报无；FXFE782和FXFE783图上：当关键区内有<-15的垂直速度中心，且上升运动范围大于下沉运动范围时报有，否则报无；FUFE502和FUFE503图上：当关键区内有>110的正涡度中心，且正涡度范围大于负涡度范围时报有，否则报无；FXFE572和FXFE573图上：当关键区内有大面积的湿区时报有，否则报无；高空3个层次T—Td≤5 ℃的区域较广，850 hPa图上至少有3个站Td≥15 ℃，且为偏南风时报有，否则报无；卫星云图上：在本区上游有成片的中低云系在发展、增强时报有，否则报无；本站14：00记录有东南风，或前一天本站记录有东南风时报有，否则报无；市台指导预报：预报有时报有，否则报无。
综合以上分析，根据当日天气形势分析天气系统，确定天气类型，根据影响系统的高低层配置，物理量反映，预报员经验及上级台指导预报，做到长、中、短期预报相结合，总结出本地区制作暴雨的预报因子有10个。在分析过程中，主要考虑短期预报因子，当10个预报因子全都符合条件时，可预报有区域性暴雨或大暴雨；当有9个预报因子符合条件时可预报有暴雨；当有8个预报因子符合条件时，可预报有大到暴雨。此方法制作简单、使用方便，对稳定性降水预报准确率较高。由于对局地雷雨单体、冷涡系统考虑较少。要提高这类天气系统的预报准确率，还应着眼于卫星云图、雷达回波图的跟踪观测，以便随时掌握天气系统的演变情况，再根据本站的特殊地形，结合本地各气象要素和天空实际云层连续发展状况综合分析确定系统的生消、强弱，提高局地暴雨的短时预报能力。
4 参考文献
[1] 郑峰.一次热带风暴外围特大暴雨分析[J].气象，2005（4）：77-80.
[2] 韩艳凤，徐长哲.半个世纪以来鞍山市春夏季降水的变化特征[J].气象与环境学报，2006，22（3）：27-29.
[3] 王奉安，张颖实，李昌杰.辽宁省短期天气预报指导手册[M].沈阳：辽宁省气象局出版社，1988：158-165.
[4] 王桂春，宋若宁.辽宁省一次区域性大暴雨天气过程分析[J].安徽农业科学，2010（32）：18333-18336.