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摘要 为分析贵德地区梨树花期前各气象要素变化特征,利用1961—2019年青海省贵德县气象局观测的日平均气温稳定通过0℃至梨树开花前地面气象观测资料,对梨树开花前的气温、积温、降水、日照时数等气象因子变化趋势及变化特征进行分析。结果表明,贵德地区日平均气温稳定通过0℃至梨树开花前期间的平均气温呈显著升温趋势,平均最低气温、≥0℃的积温、降水量、日照时数均呈极显著增多趋势。突变分析表明,降水量、≥0℃积温、日照时数、平均气温、平均最低气温分别在1979、2004、2006、2008和2011年发生了增多突变。
关键词 梨树;花期;气象要素;变化特征;黄河谷地
中图分类号 S 161文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2019)23-0236-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.068
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Analysis of the Characteristics of Meteorological Factors Affecting the Flowering Period of Pear Trees in the Yellow River Valley
WEI Ping
(Meteorological Bureau of Guide County,Guide,Qinghai 811750)
Abstract In order to analyze all the changes of meteorological elements before the pear trees flowering period in the region of Guide, using the ground meteorological observation data of daily average temperature stability by 0℃ before pear flowering period of the county bureau meteorology observation from 1961 to 2019 in Qinghai Province. The variation trends and characteristics of the meteorological factors such as temperature, accumulated temperature, precipitation and sunshine hours in front of the pear flowering period were studied in this paper. The results showed the average daily temperature of stable from 0℃ to the period before the pear flowering period preformed uptrend in Guide region, and the average minimum temperature, accumulated temperature ≥0℃, precipitation and sunshine hours were significantly increased. The mutation analysis indicated that precipitation, accumulated temperature ≥0℃, sunshine hours, average temperature and average minimum temperature had increased abrupt changes in 1979, 2004, 2006, 2008 and 2011, respectively.
Key words Pear tree;Flowering period;Meteorological factors;Change characteristics;Yellow River valley
貴德县地处黄河上游谷地,由于土肥水美,气候宜人,自古就被称为“瓜果之乡”。贵德县梨树的栽培历史可以追溯到明代。该县果树种植面积约466.67 hm2,辖区内所有果树中梨树占70%左右,盛产长把梨、软酥梨等。梨以其肉脆多汁、品种多样、果耐贮运、栽培较易等特点而受农民青睐。近几年来,贵德梨年产量约150万kg,占青海省梨果总产量的1/3。贵德县为青海省旅游综合开发示范区,自2000年以来,贵德县把旅游业作为推动经济社会发展新的增长点来培育,每年4月中旬前后举办“梨花节”活动,吸引大批省内外游客前来观赏梨花。
影响梨树生长发育的因素有品种、土壤、栽培技术、天气气候条件等,在一定的环境下,品种、土壤、栽培技术等变化不大,但天气气候条件变化差异大,是影响梨树生长发育的重要原因[1]。梨树从春季3月份芽膨大期开始至4月底开花末期座果正好是春季逐渐升温和北方冷空气南下交替的活跃期,也是梨花对温度最敏感的时期,气温变化起幅较大可引起梨树花粉或胚囊发育不良或中途死亡,有时因降温天气过程气温变化起幅虽不大,但低温持续时间长,开花缓慢而叶生长快,叶首先消耗了贮藏营养,不利于胚囊的发育和受精。随着气候明显变暖[2-4],暖冬、暖春年份明显增多,但同时气候变化具有不稳定性,极端气候事件频发,因此,冻害风险不减,同时影响愈来愈重。舒索芳等[5]研究了金华市白玉兰始花期与气象因子的关系,得出影响白玉兰始花期变化的主要气象因子是上年2月的雨日和日照、当年1月、2月的日照和平均湿度以及当年1月负积温。张惠霞[6]对河南省卫辉市影响桃树始花期的气象因子进行了分析,认为始花期与气温稳定通过5 ℃到3月底的积温、2月下旬—3月底日照总时数、3月下旬5 cm地温累计值呈显著的负相关。尹文昱等[7]研究了大连地区大樱桃始花期预报模式,得出始花期与上年冬季及当年2—4月的各月平均气温呈负相关,与3、4月平均气温负相关性最高。李晓川等[8]研究了气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型,认为香梨始花期与冬季平均气温、春季气温以及不同浓度地温呈显著负相关关系,而与开春日期及5日平均气温>10 ℃日期呈显著正相关关系。郭连云等[9]分析了贵德县梨树始花期与气象因子的相关分析及预报模型,得出影响梨树始花期的主要气象因子是气温稳定通过5 ℃到3月底的积温值。上述诸多学者针对果树花期研究较多,多侧重于果树花期与气象因子之间的关系研究方面,但针对影响果树花期气象要素变化特征方面的研究鲜见报道。该研究利用贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树始花期前的气温、降水、积温、日照时数等气象资料,对始花期前各气象要素的气候变化趋势及变化特征等进行分析,以期为更好地服务当地旅游业和林果业、开展优质气象服务提供科学依据。 1 资料与方法
1.1 研究区概况
贵德县地处黄河上游,属于青海省东部农业区,隶属于海南州藏族自治州。贵德县全境沟壑纵横,山川相间,呈现多级河流阶地和盆地丘陵地貌。地势南北高、中间低,形成四山环保的河谷盆地。全县总面积3 504 km2,总人口10.6万人, 县城海拔为2 230 m,耕地面积1.28万hm2。属于高原大陆性气候,气温日较差大,太阳辐射强,光照时间长。县城地区年平均气温为 7.6 ℃,年平均降水量250~559 mm,无霜期166 d,作物生长期223 d[10-12]。
1.2 资料来源
资料取自贵德县气象局1961—2019年2月1日—5月31日日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的日平均气温、平均最低气温、≥0 ℃积温、日照时数、降水量等气象资料。梨树花期资料年限为2007—2019年。
1.3 研究方法
1.3.1 梨树花期时段。根据贵德地区2007—2019年连续13年梨树花期的观测,梨树花期一般在8~19 d,平均始花期为4月11日,始花期最早4月6日,出现在2015和2018年,最晚4月23日,出现在2011年;平均终花期为4月27日,终花期最早4月22日,出现在2018年,最晚5月8日,出现在2007年。
1.3.2 滑动平均法[13]。用5日滑动平均法计算稳定通过0 ℃的积温值。
1.3.3 线性趋势[13]。运用线性趋势分析法对贵德县地区1961—2019年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的日平均气温等各气象要素的变化规律进行分析。该方法以气象要素为因变量、时间为自变量,建立2个变量之间的一元回归方程,计算模拟序列与原序列的相关系数、气候要素的变化倾向率,方程为:
w(t)=at+b(1)
式中,t为年序,a、b为经验常数,可通过最小二乘法计算求取,其中a×10作为气候倾向率。a值的符号反映上升或下降的变化趋势,a>0表示呈上升趋势,a<0表示呈下降的趋势。a绝对值大小可以度量其演变趋势上升、下降的程度。用气象要素与年份的相关系数检验显著性。
1.3.4 Mann-Kendall法。采用Mann-Kendall法[14-15]分析贵德县地区1961—2019年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的日平均气温、≥0 ℃积温、日照时数、降水量的突变趋势。
1.4 数据处理
应用DPS 7.05、Excel 2003软件对数据进行统计处理、分析及绘图。
2 结果与分析
2.1 梨树开花前各气象要素的变化趋势分析
2.1.1 气温变化趋势。由图1可见,1961—2019年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均气温随年际的延长呈现升温趋势,气候倾向率为0.174 ℃/10 a,相关系数为0.316(P<0.05),59年期間梨树开花前的平均气温显著增温了1.0 ℃。由表1可见,贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均气温20世纪60、70、90年代均低于多年平均值,其中以20世纪90年代偏低最多,偏低0.6 ℃。20世纪80年代、2001—2010和2011—2019年均高于多年平均值,其中以2011—2019年偏高最多,偏高1.0 ℃。
由图1可见,1961—2019年贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均最低气温随年际的延长呈现增高趋势,气候倾向率为0.245 ℃/10 a,高于平均气温的气候倾向率,气温与年份之间的相关系数为0.420(P<0.001),59年期间梨树开花前的平均最低气温显著增温了1.4 ℃。由表1可见,贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均最低气温20世纪60、70、90年代和2001—2010年均低于多年平均值,其中以20世纪60、70年代偏低最多,偏低0.5 ℃;20世纪80年代和2011—2019年均高于多年平均值,其中以2011—2019年偏高最多,偏高1.2 ℃。
2.1.2 ≥0 ℃积温的变化趋势。
由图2可知,1961—2019年贵德地区梨树开花前≥0 ℃积温呈增温趋势,气候倾向率为17.792 (℃·d)/10 a,相关系数为0.505(P<0.001),近59年梨树开花前≥0 ℃积温增温105.0 ℃·d,增温趋势极显著。积温的增加将对梨树开花期的提前及梨树生长起到显著的促进作用。≥0 ℃积温的多年平均值为214.5 ℃·d,高于20世纪60—90年代积温值,其中20世纪60年代最低,较多年值低30.5℃·d。自2000年开始,≥0 ℃积温明显高于多年值,其中以2011—2019年最高,较多年平均值高62.3℃·d 。
2.1.3 降水量变化趋势。
由图3可见,1961—2019年贵德地区梨树开花前降水量以1.194 mm/10 a的气候倾向率呈增加趋势,相关系数为0.354(P<0.01),近59年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间降水量增加了7.0 mm;多年平均降水量4.9 mm。由表1可见,20世纪60、70、90年代降水量较多年平均值偏少,其中以70年代偏少最多,较平均值偏少3.8 mm;20世纪80年代、2001—2010年和2011—2019年降水量均多于平均值,其中以2011—2019年偏多最多,较多年平均值偏多3.9 mm。
2.1.4 日照时数变化趋势。
由图4可知,1961—2019年贵德地区梨树开花前日照时数随年际的延长呈增加趋势,气候倾向率为13.918 h/10 a,年份与降水量之间的线性相关系数为0.301(P<0.05);近59年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间日照时数增加了82.1 h;多年平均日照时数为310.4 h。由表1可见,20世纪60、80、90年代日照时数较多年平均值偏少,其中以90年代偏少最多,较平均值偏少49.6 h。20世纪70年代、2001—2010年和2011—2019年日照时数均多于平均值,其中以2001—2010年偏多最多,较多年平均值偏多51.5 h。 2.2 梨树开花前各气象要素的突变性分析
2.2.1 平均气温和平均最低气温。
由图5a可见,贵德地区梨树开花前平均气温的UF曲线在1961—1980年波动中呈下降趋势并接近-1.96信度线,1981—1991年呈持续升高趋势,1992—1998年呈持续下降趋势,1999年开始呈持续升高趋势并于2016年突破+1.96信度线,UF与UB曲线在2008年相交。由图5b可见,贵德地区梨树开花前平均最低气温的变化趋势中,UF曲线在1981—1991年持续上升趋势明显并于1991年突破+1.96信度线,1992—2002年UF曲线呈持续下降趋势,2003年开始UF曲线又呈持续升高趋势并于2015年再次突破+1.96信度线,UF和UB曲线在2011年相交。
2.2.2 ≥0 ℃积温和降水量。由图6可见,贵德地区梨树开花前≥0 ℃积温UF曲线在1961—1973年波动中升高并接近+1.96信度线,1974—1986年呈缓慢下降趋势,1987年以后在波动中呈升高趋势并于2007年突破+1.96信度线,UF和UB曲线相交在2004年。贵德地区梨树开花前降水量UF曲线在1962—1965年急剧升高,1966—1972年呈下降趋势,从1973年开始UF曲线呈持续升高趋势,并于1982年突破+1.96信度线,UF和UB曲线在1979年存在突变交点。
2.2.3 日照时数。
由图7可见,贵德地区梨树开花前日照时数UF曲线在1961—1973年波动中升高,1974—1991年呈持续下降趋势,从1992年开始UF曲线呈持续升高趋势,并于2018年突破+1.96信度线,UF和UB曲线在2006年存在突变交点。
3 结论与讨论
(1)1961—2019年贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均气温以0.174 ℃/10 a的气候傾向率呈显著升温趋势,平均最低气温则以0.245 ℃/10 a的气候倾向率呈极显著升温趋势。≥0 ℃积温的气候倾向率为17.792(℃·d)/10 a,近59年梨树开花前≥0 ℃积温增温105.0 ℃·d。温度对梨树开花或授粉的影响显著,梨树开花授粉期温度要在10 ℃以上。据统计分析,梨树开花的下限临界温度为8 ℃左右[16-18],由于春季树木的展叶开花主要受春季气温波动的影响。开花前40 d气温的变化,对花期有很大的影响[19]。另外,开花前40 d温度高,积温越多,花期就越早;相反气温低,积温少,则花期晚[20]。
(2)1961—2019年贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间降水量的气候倾向率为1.194 mm/10 a,降水量随年际的延长呈极显著增加趋势。梨树的耐旱力弱,需水量大,水分不足时,气孔关闭,蒸腾作用减弱,消弱光合作用,抑制梨树生长,影响产量和果实品质,降水量的增多有利于梨树的生长[16-18]。也有研究认为,果树花期期间,如果降水量少,会出现大量的落花,影响坐果率,进而影响产量[20]。日照时数随年际的延长以13.918 h/10 a的速率呈现显著的增多趋势。由于梨树花芽形成的数量与光照密切相关,光照充足,花芽数量增加。日照时数的增加对梨树的生长发育极为有利。
(3)突变分析表明,贵德地区平均气温、平均最低气温和≥0 ℃积温分别在2008、2011、2004年发生了增温突变。降水量和日照时数分别在1979、2006年发生了增多突变。
参考文献
[1] 张利华,任曙霞,张永强,等.梨树始花期预报[J].气象科技,2012,40(3):485-488.
[2] 任国玉,徐铭志,初子莹,等.近54年中国地面气温变化[J].气候与环境研究,2015,10(4):717-727.
[3] 李春强,杜毅光,李保国,等.河北省近40年(1965-2005)气温和降水变化特征分析[J].干旱区资源与环境,2009,23(7):1-7.
[4]张谋草,段金省,李守龙天,等.气候变暖对黄土高原塬区农作物生长和气候生产力的影响[J].资源科学,2006,28(6):46-50.
[5] 舒索芳,毛俊萱,蔡敏.白玉兰始花期与气象因子的关系分析[J].浙江农业学报,2013,25(2):248-251.
[6] 张惠霞.桃树始花期与气象因子的相关分析及预报模型[J].安徽农业科学,2013,41(10):4513-4515.
[7] 尹文昱,肖日光,王宗敏,等.大连地区大樱桃始花期预报模式研究[J].安徽农业科学,2011,39(3):1346-1347,1350.
[8] 李晓川,陶辉,张仕明,等.气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型[J].中国农业气象,2012,33(1):119-123.
[9] 郭连云,赵年武.贵德县梨树始花期与气象因子的相关分析及预报模型[J].中国农学通报,2016,32(7):147-151.
[10] 李进虎,吴让,赵金忠.近50年贵德县旱涝灾害变化特征分析[J].水土保持研究,2012,19(4):256-259.
[11] 赵金忠,赵年武,赵恒和,等.贵德县近50年气候变化及对冬小麦生产潜力的影响[J].水土保持研究,2012,19(4):260-264.
[12] 赵年武,郭连云.贵德县梨树花期冻害特征及冻害年型预测[J].中国农学通报,2013,29(34):186-191.
[13] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社,2007:37-59.
[14] 符淙斌,王强.气候突变的定义和检测方法[J].大气科学,1992,16(4):482-493.
[15] 吴洪宝,吴蕾.气候变率诊断和预测方法[M].北京:气象出版社,2005:208-244.
[16] 郭培富,达楞.梨树优质高效栽培技术[J].内蒙古农业科技,2002(3):39-40.
[17] 李健,李映宁,李美荣,等.陕西果树花期低温冻害特征及防御对策[J].气象科技,2008,36(3):318-322.
[18] 方成泉,林盛华,李连文,等.梨优质安全生产技术[J].中国果树,2005(6):46-47.
[19] 张福春.气候变化对中国木本植物物候的可能影响[J].地理学报,1995,50(5):403-408.
[20] 杨尚英,唐艳娥,肖国举.近48年来渭北旱塬气候变化对苹果生长的影响[J].中国农学通报,2010,26(12):365-370.
关键词 梨树;花期;气象要素;变化特征;黄河谷地
中图分类号 S 161文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2019)23-0236-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.068
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Analysis of the Characteristics of Meteorological Factors Affecting the Flowering Period of Pear Trees in the Yellow River Valley
WEI Ping
(Meteorological Bureau of Guide County,Guide,Qinghai 811750)
Abstract In order to analyze all the changes of meteorological elements before the pear trees flowering period in the region of Guide, using the ground meteorological observation data of daily average temperature stability by 0℃ before pear flowering period of the county bureau meteorology observation from 1961 to 2019 in Qinghai Province. The variation trends and characteristics of the meteorological factors such as temperature, accumulated temperature, precipitation and sunshine hours in front of the pear flowering period were studied in this paper. The results showed the average daily temperature of stable from 0℃ to the period before the pear flowering period preformed uptrend in Guide region, and the average minimum temperature, accumulated temperature ≥0℃, precipitation and sunshine hours were significantly increased. The mutation analysis indicated that precipitation, accumulated temperature ≥0℃, sunshine hours, average temperature and average minimum temperature had increased abrupt changes in 1979, 2004, 2006, 2008 and 2011, respectively.
Key words Pear tree;Flowering period;Meteorological factors;Change characteristics;Yellow River valley
貴德县地处黄河上游谷地,由于土肥水美,气候宜人,自古就被称为“瓜果之乡”。贵德县梨树的栽培历史可以追溯到明代。该县果树种植面积约466.67 hm2,辖区内所有果树中梨树占70%左右,盛产长把梨、软酥梨等。梨以其肉脆多汁、品种多样、果耐贮运、栽培较易等特点而受农民青睐。近几年来,贵德梨年产量约150万kg,占青海省梨果总产量的1/3。贵德县为青海省旅游综合开发示范区,自2000年以来,贵德县把旅游业作为推动经济社会发展新的增长点来培育,每年4月中旬前后举办“梨花节”活动,吸引大批省内外游客前来观赏梨花。
影响梨树生长发育的因素有品种、土壤、栽培技术、天气气候条件等,在一定的环境下,品种、土壤、栽培技术等变化不大,但天气气候条件变化差异大,是影响梨树生长发育的重要原因[1]。梨树从春季3月份芽膨大期开始至4月底开花末期座果正好是春季逐渐升温和北方冷空气南下交替的活跃期,也是梨花对温度最敏感的时期,气温变化起幅较大可引起梨树花粉或胚囊发育不良或中途死亡,有时因降温天气过程气温变化起幅虽不大,但低温持续时间长,开花缓慢而叶生长快,叶首先消耗了贮藏营养,不利于胚囊的发育和受精。随着气候明显变暖[2-4],暖冬、暖春年份明显增多,但同时气候变化具有不稳定性,极端气候事件频发,因此,冻害风险不减,同时影响愈来愈重。舒索芳等[5]研究了金华市白玉兰始花期与气象因子的关系,得出影响白玉兰始花期变化的主要气象因子是上年2月的雨日和日照、当年1月、2月的日照和平均湿度以及当年1月负积温。张惠霞[6]对河南省卫辉市影响桃树始花期的气象因子进行了分析,认为始花期与气温稳定通过5 ℃到3月底的积温、2月下旬—3月底日照总时数、3月下旬5 cm地温累计值呈显著的负相关。尹文昱等[7]研究了大连地区大樱桃始花期预报模式,得出始花期与上年冬季及当年2—4月的各月平均气温呈负相关,与3、4月平均气温负相关性最高。李晓川等[8]研究了气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型,认为香梨始花期与冬季平均气温、春季气温以及不同浓度地温呈显著负相关关系,而与开春日期及5日平均气温>10 ℃日期呈显著正相关关系。郭连云等[9]分析了贵德县梨树始花期与气象因子的相关分析及预报模型,得出影响梨树始花期的主要气象因子是气温稳定通过5 ℃到3月底的积温值。上述诸多学者针对果树花期研究较多,多侧重于果树花期与气象因子之间的关系研究方面,但针对影响果树花期气象要素变化特征方面的研究鲜见报道。该研究利用贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树始花期前的气温、降水、积温、日照时数等气象资料,对始花期前各气象要素的气候变化趋势及变化特征等进行分析,以期为更好地服务当地旅游业和林果业、开展优质气象服务提供科学依据。 1 资料与方法
1.1 研究区概况
贵德县地处黄河上游,属于青海省东部农业区,隶属于海南州藏族自治州。贵德县全境沟壑纵横,山川相间,呈现多级河流阶地和盆地丘陵地貌。地势南北高、中间低,形成四山环保的河谷盆地。全县总面积3 504 km2,总人口10.6万人, 县城海拔为2 230 m,耕地面积1.28万hm2。属于高原大陆性气候,气温日较差大,太阳辐射强,光照时间长。县城地区年平均气温为 7.6 ℃,年平均降水量250~559 mm,无霜期166 d,作物生长期223 d[10-12]。
1.2 资料来源
资料取自贵德县气象局1961—2019年2月1日—5月31日日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的日平均气温、平均最低气温、≥0 ℃积温、日照时数、降水量等气象资料。梨树花期资料年限为2007—2019年。
1.3 研究方法
1.3.1 梨树花期时段。根据贵德地区2007—2019年连续13年梨树花期的观测,梨树花期一般在8~19 d,平均始花期为4月11日,始花期最早4月6日,出现在2015和2018年,最晚4月23日,出现在2011年;平均终花期为4月27日,终花期最早4月22日,出现在2018年,最晚5月8日,出现在2007年。
1.3.2 滑动平均法[13]。用5日滑动平均法计算稳定通过0 ℃的积温值。
1.3.3 线性趋势[13]。运用线性趋势分析法对贵德县地区1961—2019年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的日平均气温等各气象要素的变化规律进行分析。该方法以气象要素为因变量、时间为自变量,建立2个变量之间的一元回归方程,计算模拟序列与原序列的相关系数、气候要素的变化倾向率,方程为:
w(t)=at+b(1)
式中,t为年序,a、b为经验常数,可通过最小二乘法计算求取,其中a×10作为气候倾向率。a值的符号反映上升或下降的变化趋势,a>0表示呈上升趋势,a<0表示呈下降的趋势。a绝对值大小可以度量其演变趋势上升、下降的程度。用气象要素与年份的相关系数检验显著性。
1.3.4 Mann-Kendall法。采用Mann-Kendall法[14-15]分析贵德县地区1961—2019年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的日平均气温、≥0 ℃积温、日照时数、降水量的突变趋势。
1.4 数据处理
应用DPS 7.05、Excel 2003软件对数据进行统计处理、分析及绘图。
2 结果与分析
2.1 梨树开花前各气象要素的变化趋势分析
2.1.1 气温变化趋势。由图1可见,1961—2019年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均气温随年际的延长呈现升温趋势,气候倾向率为0.174 ℃/10 a,相关系数为0.316(P<0.05),59年期間梨树开花前的平均气温显著增温了1.0 ℃。由表1可见,贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均气温20世纪60、70、90年代均低于多年平均值,其中以20世纪90年代偏低最多,偏低0.6 ℃。20世纪80年代、2001—2010和2011—2019年均高于多年平均值,其中以2011—2019年偏高最多,偏高1.0 ℃。
由图1可见,1961—2019年贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均最低气温随年际的延长呈现增高趋势,气候倾向率为0.245 ℃/10 a,高于平均气温的气候倾向率,气温与年份之间的相关系数为0.420(P<0.001),59年期间梨树开花前的平均最低气温显著增温了1.4 ℃。由表1可见,贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均最低气温20世纪60、70、90年代和2001—2010年均低于多年平均值,其中以20世纪60、70年代偏低最多,偏低0.5 ℃;20世纪80年代和2011—2019年均高于多年平均值,其中以2011—2019年偏高最多,偏高1.2 ℃。
2.1.2 ≥0 ℃积温的变化趋势。
由图2可知,1961—2019年贵德地区梨树开花前≥0 ℃积温呈增温趋势,气候倾向率为17.792 (℃·d)/10 a,相关系数为0.505(P<0.001),近59年梨树开花前≥0 ℃积温增温105.0 ℃·d,增温趋势极显著。积温的增加将对梨树开花期的提前及梨树生长起到显著的促进作用。≥0 ℃积温的多年平均值为214.5 ℃·d,高于20世纪60—90年代积温值,其中20世纪60年代最低,较多年值低30.5℃·d。自2000年开始,≥0 ℃积温明显高于多年值,其中以2011—2019年最高,较多年平均值高62.3℃·d 。
2.1.3 降水量变化趋势。
由图3可见,1961—2019年贵德地区梨树开花前降水量以1.194 mm/10 a的气候倾向率呈增加趋势,相关系数为0.354(P<0.01),近59年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间降水量增加了7.0 mm;多年平均降水量4.9 mm。由表1可见,20世纪60、70、90年代降水量较多年平均值偏少,其中以70年代偏少最多,较平均值偏少3.8 mm;20世纪80年代、2001—2010年和2011—2019年降水量均多于平均值,其中以2011—2019年偏多最多,较多年平均值偏多3.9 mm。
2.1.4 日照时数变化趋势。
由图4可知,1961—2019年贵德地区梨树开花前日照时数随年际的延长呈增加趋势,气候倾向率为13.918 h/10 a,年份与降水量之间的线性相关系数为0.301(P<0.05);近59年日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间日照时数增加了82.1 h;多年平均日照时数为310.4 h。由表1可见,20世纪60、80、90年代日照时数较多年平均值偏少,其中以90年代偏少最多,较平均值偏少49.6 h。20世纪70年代、2001—2010年和2011—2019年日照时数均多于平均值,其中以2001—2010年偏多最多,较多年平均值偏多51.5 h。 2.2 梨树开花前各气象要素的突变性分析
2.2.1 平均气温和平均最低气温。
由图5a可见,贵德地区梨树开花前平均气温的UF曲线在1961—1980年波动中呈下降趋势并接近-1.96信度线,1981—1991年呈持续升高趋势,1992—1998年呈持续下降趋势,1999年开始呈持续升高趋势并于2016年突破+1.96信度线,UF与UB曲线在2008年相交。由图5b可见,贵德地区梨树开花前平均最低气温的变化趋势中,UF曲线在1981—1991年持续上升趋势明显并于1991年突破+1.96信度线,1992—2002年UF曲线呈持续下降趋势,2003年开始UF曲线又呈持续升高趋势并于2015年再次突破+1.96信度线,UF和UB曲线在2011年相交。
2.2.2 ≥0 ℃积温和降水量。由图6可见,贵德地区梨树开花前≥0 ℃积温UF曲线在1961—1973年波动中升高并接近+1.96信度线,1974—1986年呈缓慢下降趋势,1987年以后在波动中呈升高趋势并于2007年突破+1.96信度线,UF和UB曲线相交在2004年。贵德地区梨树开花前降水量UF曲线在1962—1965年急剧升高,1966—1972年呈下降趋势,从1973年开始UF曲线呈持续升高趋势,并于1982年突破+1.96信度线,UF和UB曲线在1979年存在突变交点。
2.2.3 日照时数。
由图7可见,贵德地区梨树开花前日照时数UF曲线在1961—1973年波动中升高,1974—1991年呈持续下降趋势,从1992年开始UF曲线呈持续升高趋势,并于2018年突破+1.96信度线,UF和UB曲线在2006年存在突变交点。
3 结论与讨论
(1)1961—2019年贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间的平均气温以0.174 ℃/10 a的气候傾向率呈显著升温趋势,平均最低气温则以0.245 ℃/10 a的气候倾向率呈极显著升温趋势。≥0 ℃积温的气候倾向率为17.792(℃·d)/10 a,近59年梨树开花前≥0 ℃积温增温105.0 ℃·d。温度对梨树开花或授粉的影响显著,梨树开花授粉期温度要在10 ℃以上。据统计分析,梨树开花的下限临界温度为8 ℃左右[16-18],由于春季树木的展叶开花主要受春季气温波动的影响。开花前40 d气温的变化,对花期有很大的影响[19]。另外,开花前40 d温度高,积温越多,花期就越早;相反气温低,积温少,则花期晚[20]。
(2)1961—2019年贵德地区日平均气温稳定通过0 ℃至梨树开花前期间降水量的气候倾向率为1.194 mm/10 a,降水量随年际的延长呈极显著增加趋势。梨树的耐旱力弱,需水量大,水分不足时,气孔关闭,蒸腾作用减弱,消弱光合作用,抑制梨树生长,影响产量和果实品质,降水量的增多有利于梨树的生长[16-18]。也有研究认为,果树花期期间,如果降水量少,会出现大量的落花,影响坐果率,进而影响产量[20]。日照时数随年际的延长以13.918 h/10 a的速率呈现显著的增多趋势。由于梨树花芽形成的数量与光照密切相关,光照充足,花芽数量增加。日照时数的增加对梨树的生长发育极为有利。
(3)突变分析表明,贵德地区平均气温、平均最低气温和≥0 ℃积温分别在2008、2011、2004年发生了增温突变。降水量和日照时数分别在1979、2006年发生了增多突变。
参考文献
[1] 张利华,任曙霞,张永强,等.梨树始花期预报[J].气象科技,2012,40(3):485-488.
[2] 任国玉,徐铭志,初子莹,等.近54年中国地面气温变化[J].气候与环境研究,2015,10(4):717-727.
[3] 李春强,杜毅光,李保国,等.河北省近40年(1965-2005)气温和降水变化特征分析[J].干旱区资源与环境,2009,23(7):1-7.
[4]张谋草,段金省,李守龙天,等.气候变暖对黄土高原塬区农作物生长和气候生产力的影响[J].资源科学,2006,28(6):46-50.
[5] 舒索芳,毛俊萱,蔡敏.白玉兰始花期与气象因子的关系分析[J].浙江农业学报,2013,25(2):248-251.
[6] 张惠霞.桃树始花期与气象因子的相关分析及预报模型[J].安徽农业科学,2013,41(10):4513-4515.
[7] 尹文昱,肖日光,王宗敏,等.大连地区大樱桃始花期预报模式研究[J].安徽农业科学,2011,39(3):1346-1347,1350.
[8] 李晓川,陶辉,张仕明,等.气候变化对库尔勒香梨始花期的影响及其预测模型[J].中国农业气象,2012,33(1):119-123.
[9] 郭连云,赵年武.贵德县梨树始花期与气象因子的相关分析及预报模型[J].中国农学通报,2016,32(7):147-151.
[10] 李进虎,吴让,赵金忠.近50年贵德县旱涝灾害变化特征分析[J].水土保持研究,2012,19(4):256-259.
[11] 赵金忠,赵年武,赵恒和,等.贵德县近50年气候变化及对冬小麦生产潜力的影响[J].水土保持研究,2012,19(4):260-264.
[12] 赵年武,郭连云.贵德县梨树花期冻害特征及冻害年型预测[J].中国农学通报,2013,29(34):186-191.
[13] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社,2007:37-59.
[14] 符淙斌,王强.气候突变的定义和检测方法[J].大气科学,1992,16(4):482-493.
[15] 吴洪宝,吴蕾.气候变率诊断和预测方法[M].北京:气象出版社,2005:208-244.
[16] 郭培富,达楞.梨树优质高效栽培技术[J].内蒙古农业科技,2002(3):39-40.
[17] 李健,李映宁,李美荣,等.陕西果树花期低温冻害特征及防御对策[J].气象科技,2008,36(3):318-322.
[18] 方成泉,林盛华,李连文,等.梨优质安全生产技术[J].中国果树,2005(6):46-47.
[19] 张福春.气候变化对中国木本植物物候的可能影响[J].地理学报,1995,50(5):403-408.
[20] 杨尚英,唐艳娥,肖国举.近48年来渭北旱塬气候变化对苹果生长的影响[J].中国农学通报,2010,26(12):365-370.