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苹果产业受麦积区气候变化影响和应对方案分析
摘要：利用麦积区1988-2018年气温、降水量等常规气象观测资料，采用Mann-Kendall检验法，结合苹果物候观测数据和影响果树生长的气象灾害资料，运用统计学方法计算分析和研究，得出降水气温等对苹果生产影响。结果表明：麦积区年降水量变化总体呈上升趋势，具有明显阶段性。80年代末至90年代中期降水量呈下降趋势，之后呈波动上升，2017年前后进入降水异常增加时期。1987-1993年麦积区气温略有升高，1994年气温突变，进入异常增暖期，二十多年气温升高近1.3℃，气温变幅较大，升温明显。春季增温最显著，近31年增温2.4℃。1988-2000年麦积区日照时数明显增加，之后呈缓慢下降趋势。气候变暖使得苹果树物候期提前，春季苹果受冻害几率增加。针对降水、气温等不利影响，提出对麦积苹果业生产对策建议。
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气候变化已是一个不争事实，人们早已针对气候变暖趋势及其影响结果展开多项研究[1]，研究区域气候变化趋势已成为当今热点[2]。我国气候变化趋势与全球变化基本一致[3]，气温普遍上升、降水有增有减，存在明显区域特征[4]。诸多事实表明气候变化特别是极端气候异常发生，给人们生活生产带来许多影响，所以研究区域气候变化特征及极端气候成为人类应对全球气候变化必然要求。
天水市麦积区位于甘肃东南部，是北方优质水果生产基地，“花牛”苹果、“下曲”葡萄、伯阳桃、新阳杏等国内外知名品牌的果树产业已发展成为当地主要农业支柱产业。由于境内山多川少，沟壑纵横，海拔高差大，气候差异显著，干旱、霜冻、暴雨、冰雹等气象灾害频发[5]，是中国西北渭河流域边远山区气候敏感区[6]，特别是20世纪90年代以来，温度升高、降水减少成为影响苹果生长适宜性主要因素[7]，气候变暖使得果树物候期提前，降水减少造成干旱频发，低温冻害对果树开花、坐果、品质产生严重影响[8]。开展当地气候变化研究，掌握当地气候变化规律，以充分利用气候资源，更好为当地农业生产服务。应用麦积区1988-2018年气温、降水量等常规气象观测资料，调查统计霜冻的气象灾害资料，运用统计学方法计算分析和研究。本项目研究旨在探讨麦积区局域气象条件对苹果业影响，提出防灾减灾及合理利用气候资源建议，积极开展专业化气象服务，为麦积苹果产业提供指导和技术支撑。
1、资料与方法
本项目选取1988-2018年麦积国家基本气象站气温、降水量常规气象观测资料，做出年际变化趋势图，分析其变化特征。对年降水量、年平均气温、日照分别进行曼-肯德尔法（M-K检验）突变法，分析其变化显著性水平及突变年份。曲线图：若曲线值>0，则表明该数据序列为逐渐上升变化趋势，<0为逐渐下降变化趋势；当它们的值超过图中上下临界直线时，表明该数据序列呈现显著上升或下降趋势；如果曲线在上下临界直线之间出现交点时，且数据序列有明显变化趋势，则对应交点时刻为突变开始时刻。
2、结果分析
2.1气候变化特征
2.1.1年降水量变化特征
过去31年天水市麦积区年降水量变化总体呈上升趋势，2013年出现年降水量最大值，为817.3mm，年降水量上升趋势为20.4mm/10a。80年代后期至90年代中期降水量呈下降趋势，其中1996年降水量最低，为324.7mm。90年代中期后降水量趋于增加，且呈现有规律波动，波动周期逐渐减小（图1）。
图1近31年麦积区降水量年际变化
图2近31年麦积区降水量突变趋势
2.1.2降水量突变趋势
对麦积区年降水序列使用Mann-Kendall非参数统计检验方法检测，给定显著性水平a=0.05。90年代初期降水减少，90年代中期后降水量基本呈增加趋势。根据原序列与反向序列曲线（虚线）交点位置，可看到2017年前后麦积地区进入降水异常增加时期（图2）。
2.1.3年平均气温时间变化特征
分析麦积区年平均气温年际变化，过去31年天水市麦积区年平均气温总体呈上升趋势，且在2016年出现年平均气温最大值，为12.7℃，年平均气温上升趋势为0.4℃/10a,31年气温升高1.3℃，气温变幅较大，升温明显（图3）。
图3近31年麦积区平均气温年际变化
图4近31年麦积区气温突变趋势
2.1.4气温突变趋势
对麦积区年平均气温序列使用Mann-Kendall非参数统计检验方法检测，给定显著性水平a=0.05。1988-2018年麦积区年平均气温为明显增加趋势，90年代中期超过0.05显著性水平临界线，表明90年代中期后麦积地区气温上升趋势显著。根据图中原序列与反向序列曲线（虚线）交点位置，确定麦积地区在1994年气温发生突变，即进入异常增暖期（图4）。
2.2麦积霜冻灾害的发生特征
2001-2018年有5年发生大范围严重低温冻害、晚霜灾害性天气。5次严重低温、晚霜灾害性天气，一般每3-4年发生1次，主要在4月上中旬。2-3月气温正常下，低温、晚霜灾害性天气一般发生在4月中旬，如果2-3月气温偏高于往年，则低温、晚霜灾害性天气一般在4月上旬[9]。其余13年中也出现短期、轻微低温和晚霜天气，对各种果树新梢生长、开花坐果均有较小影响，轻微造成或未造成经济损失。调查显示，冻害、霜冻严重年份，使苹果树部分花序、花朵受冻，影响正常授粉受精，造成大幅减产，减产约75%-90%（表1）。
表1影响苹果产业的主要气象灾害出现月份
2.3气候变化对苹果产业影响
气候变暖使得果树物候期提前。在影响苹果开花期早晚气象条件中，气温影响最大，气温愈高，开花越早，反之亦然。麦积区近31年春季增温最为显著，增温2.4℃，直接导致麦积区苹果花期已由20世纪80、90年代4月中旬提前至现在4月上旬，开花期总体提前6～7d，其中2002年3月下旬苹果提前开花，2012年3月中旬出现有史以来最早萌芽。
降水增加使春季低温天气频发，显著提高苹果冻害几率，尤其近年来更加明显，2001-2018年有5年发生大范围严重低温冻害、晚霜灾害性天气。
3、结论
从本研究结果发现，麦积区年平均气温和降水量总体呈上升趋势，近年来更是进入异常上升期。气候变暖使得果树物候期提前，降水增加导致春季低温天气频发，显著增加苹果冻害机率。可通过积极采用综合抗旱节水措施、加大人工增雨保障力度和加强苹果气象灾害防御体系建设等手段，减少麦积区降水、气温等气候因子对苹果生产不利影响。春季需做好人工增雨作业，同时加强霜冻防范。夏季高温高湿，降水集中，易产生洪涝大风、冰雹灾害，需加强人工防雹作业。秋季降水变率大，易产生秋旱，需做好灌溉和保墒。
气温升高，积温增加，能给农作物提供更好热量条件，尤其是冬季气温升高为麦积区冬季种植作物提供充足热量条件，但冬季气温高，雨雪稀少，利于农业病虫害虫卵越冬，害虫成活率高，易暴发病虫害，应当加强越冬病虫害防治。
4、讨论
前人认为，2-3月气温正常情况下，低温、晚霜灾害性天气一般发生在4月中旬，如果2-3月气温偏高于往年，则低温、晚霜灾害性天气一般发生在4月上旬。实际中苹果生长受气温、降水、日照等因素综合影响，本研究中麦积区苹果花期已由80、90年代4月中旬提前至现在4月上旬，开花期总体提前6～7天，其中2002年3月下旬苹果提前开花，2012年3月中旬出现有史以来最早萌芽。综合影响导致冻害发生时间有所提前，在制定苹果生产对策时应加以考虑。
参考文献：
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[9]杨世勇.低温冻害及霜害对甘肃天水地区果树的危害及防灾减灾措施[J].中国果树,2018(9):79-81.
梁晓波,杨小莉,汪丽萍,杭波,张浩良.麦积区气候变化对苹果产业的影响及对策[J].农家参谋,2020(17):66-67.
基金:天水市气象局2019年科研基金资助业务技术项目“麦积区气候变化对苹果产业的影响及对策”(项目编号:2019-A7).
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2020-12-19我要评论
期刊名称：中国农业气象
期刊人气：2218
主管单位：中华人民共和国农业部
主办单位：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
出版地方：北京
专业分类：农业
国际刊号：1000-6362
国内刊号：11-1999/S
邮发代号：82-126
创刊时间：1979年
发行周期：月刊
期刊开本：16开
见刊时间：一年半以上
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2020-05-27
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上传者：管理员
