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研究广东仁化丹霞贡柑气候生态适宜情况
摘要：本研究采用仁化国家气象站资料，结合DB44/T217-2004和文献气候条件指标，对仁化丹霞贡柑气候生态适宜性进行了分析，同时对其不同生育期的气温、降水、日照等气象条件进行了研究。结果表明:丹霞贡柑生产气候条件为≥10℃年积温、年极端低温条件适宜，年平均气温、年降水条件、年日照条件一般;年平均气温、极端低温、≥10℃年积温均呈显著增温趋势，年降水呈增多趋势，年日照时数呈减少趋势，但均不显著，即丹霞贡柑生产气温条件进一步转好，年降水和年日照条件年际间变化明显，不确定性较大;丹霞贡柑萌芽期和开花期易发生低温阴雨寡照天气，果实膨大期降水偏少，果实成熟期前期易发生高温干旱，后期易发生低温冷害，花芽分化期气象条件较适宜。
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贡柑，又称“皇帝柑”，果形靓丽，果色金黄，柑香浓郁，皮薄核少，香甜爽脆，高糖低酸，果皮易剥落。根据清光绪《四会县志》记载，贡柑起源于广东四会，乃橙和橘的自然杂交种，集橙外形美和橘肉质细嫩双重优点，深受消费者喜爱。仁化县地处南岭山脉南麓，位于广东省北部，是粤、湘、赣3省交接地，生态优美，热资源丰富，雨量充沛，光照充足，无霜期长，是远近闻名的贡柑之乡。2019年被评为中国贡柑特色农产品优势区，所产丹霞贡柑被认定为国家农产品地理标志产品。据农业部门统计，仁化县贡柑种植面积约13333hm2，年产量超32万t，产值约18亿元。
许多学者对柑橘种植气候生态适宜性方面进行了分析研究工作。段海来[1]等应用生态适宜度理论和模糊数学方法，建立柑桔气候适宜度模型，对中国亚热带柑桔生产的气候适宜性及时空差异进行了计算、评价;杨登华[2]对部分柑橘良种在贵州南部地区的适应性进行了调查研究;梁敏妍等对仁化长坝沙田柚的气候适宜性及其变化趋势进行了分析评价[3]。有不少学者利用GIS技术对柑橘种植区进行气候适宜性区划[4,5,6]，以满足地方政府对仁化当地经济作物的种植区划需要。针对气象因子与柑橘产量及品质相互关系，吴文等[7]研究降水量对德庆贡柑的影响发现，6—9月果实膨大期的降雨量与贡柑单果重呈正相关，而10—12月贡柑转色成熟期降雨量较小的年份，贡柑品质优于其它年份。马思锐等[8]研究湖北宜都气象因子对柑橘产量的影响发现，3月、5月、10月平均气温与柑橘气象产量正相关，6月日照时数与柑橘气象产量负相关，降水对柑橘气象产量的影响较小。本研究利用仁化多年气象观资料，结合贡柑生长气候生态指标，对仁化丹霞贡柑气候生态适宜性及不同生育期气象条件进行分析，以期为当地农业部门及种植企业更好利用气候资源，趋利避害，促进丹霞贡柑高产优质生产提供参考依据。
1、资料与方法
本研究选取仁化国家气象站1962—2019年共58a逐月平均气温、降水、日照时数等气象资料(日照时数从1963年开始)，采用《贡柑生产技术规程》(DB44/T217-2004)[9]中要求的年平均气温、年降水量、年日照时数指标条件和《柑橘高产优质栽培与病虫害防治图解》[10]中要求的年极端低温、≥10℃年积温(℃)指标条件，对仁化丹霞贡柑气候生态适宜性进行定量分析评价，具体指标如表1。以气候条件达标年份占统计年份的比例作为研判条件，占比≥80%为适宜等级，占比≥60%为较适宜等级，占比<60%为一般等级。此外，本研究选用气温、降水、日照等气象要素以及各生育期气象要求指标对仁化丹霞贡柑不同生育期气象条件进行了分析，其中气温、日照指标(表2、4)整理自文献[1,11,12]，降水指标(表3)来源于文献[13]。
表1贡柑气候生态适宜性指标
2、结果与分析
2.1气候条件分析
2.1.1年平均气温条件
图1仁化县1962—2019年逐年平均气温变化
仁化县1962—2019年逐年平均气温介于19.0～20.8℃，多年平均气温为19.9℃(图1)。从图1可以发现，近58a来仁化县有27a年平均气温在适宜区间内，占统计年份的46.6%，有31a低于下限值，占比53.4%，但偏低幅度较小，均保持在0.5℃内，且近年来偏低幅度趋于收窄。在全球气候变暖背景下，1962—2019年仁化县年平均气温线性趋势呈增温状态，升温速率为0.125℃/10a，通过0.01显著性水平检验。由此可知，仁化丹霞贡柑生产年平均气温条件一般，存在年平均气温气候条件略偏低的风险，但受气温变暖趋势影响，条件有所改善。
2.1.2年极端低温条件
仁化县1962—2019年逐年极端低温介于-5.4～1.6℃，多年平均极端低温为-1.7℃(图2)。从图2可以发现，近58a仁化县有57a极端低温>5℃，占统计年份的98.3%，仅有1a低于临界低温。1962—2019年仁化县年极端低温线性趋势呈增温状态，增温速率为0.29℃/10a，且通过0.05显著性水平检验。由此可知，仁化县丹霞贡柑生产年极端低温条件适宜，不易发生低温冻害，且极端低温趋于增温。但仁化为山区县，国家气象站观测数据对于山区气候的代表性有局限性，因此对于地处高寒山区种植农户，仍需密切留意气象部门的预警信息，及时做好果园低温冻害的防御工作。
图2仁化县1962—2019年逐年极端低温变化
2.1.3≥10℃年积温条件
仁化县1962—2019年逐年≥10℃积温介于6511.5～7281.8℃，多年平均≥10℃年积温为6910.3℃(图略)。统计年份均满足≥10℃年积温5000℃条件，1962—2019年仁化县≥10℃年积温线性趋势呈增加状态，升温速率为54.79℃/10a，通过0.01显著性水平检验。由此可知，仁化县热资源充足，丹霞贡柑生产≥10℃年积温条件适宜。
2.1.4年降水条件
图3仁化县1962—2019年逐年降水变化
仁化县1962—2019年逐年降水量介于1118.2～2276.2mm，多年平均降水量为1664.3mm(图3)。从图3可以发现，近58a仁化县有27a降水量在适宜区间内，占统计年份的46.6%，有12a低于下限值，占比20.7%，最少年较下限值少302.8mm，有19a高于上限值，占比32.7%，最多年较上限值多489.2mm。1962—2019年仁化县年降水量线性趋势呈增多状态，增多速率为15.7mm/10a，但未通过显著性水平检验。由此可知，仁化县丹霞贡柑生产年降水条件一般，年际间降水不平衡，因此，果园应修建蓄水池用以抗旱，修建沟渠用以防涝。
2.1.5年日照条件
图4仁化县1963—2019年逐年日照时数变化
仁化县1963—2019年逐年日照时数介于1399.8～2118.2h，多年平均日照时数为1711.24h(图4)。从图4可以发现，近57a来仁化县有24a日照时数在适宜区间内，占统计年份的42.1%，有22a低于下限值，占比38.6%，最少年较下限值偏少262.2h，有11a高于上限值，占比19.3%，最多年较上限值偏多268.2h。1963—2019年仁化县年日照时数线性趋势呈减少状态，但未通过显著性水平检验。由此可知，仁化县年际间日照时数差异明显，贡柑生产年日照条件一般。贡柑属于短日照果树，喜漫射光，较耐阴，光照过强或过弱对柑橘生长发育均不利，因此，需注意根据果树生长状况，及时加强寡照和强光照天气栽培管理。
2.2不同生育期气象条件分析
2.2.1平均气温、平均最低气温、平均最高气温条件
仁化县1962—2019年多年月平均气温介于9.5～28.4℃(图5)。2—3月为贡柑萌芽期，各项气温指标适宜，但2—3月粤北冷空气仍较强盛，强冷空气入侵易导致果树花器官或营养器官受到损害，严重影响产量，需谨防低温冻害对贡柑的影响。3—4月份，贡柑正处于开花期，各项气温指标适宜，高温热害风险较低，但3月易发生气温骤降的倒春寒天气，需要及时保花，减少花蕾脱落，保证产量。4—6月份为贡柑生理落果期，6月平均最高气温31.5℃，较上限温度高1.5℃，高温风险较大，高温干旱天气易影响根系对肥水的吸收和幼果的生长，引起落果，需注意及时灌水降温保湿。7—9月份为贡柑果实膨大期，气温适宜，这一时期高温天气发生较频繁，易导致树体促进生长类激素水平的降低和光合作用速率的下降，因此需注意做好施肥、中耕松土、合理疏果及修剪等果园养护工作。10—12月份正处果实着色成熟期，月平均气温11.1～21.7℃，月平均最低气温7.1～17.5℃，月平均最高气温17.3～27.8℃，虽然昼夜温差均≥10℃，有利于果实糖分的积累，提高果实甜度，但12月平均气温低于13℃，低温冷害风险较大，同时10月平均最高气温27.8℃，较上限温度高0.8℃，高温久旱突遇降雨天气易导致裂果。12月—次年2月份为贡柑花芽分化期，各项气温指标适宜，夜间最低气温较有利于贡柑花芽分化。
图5仁化县多年月平均气温、月平均最低气温、月平均最高气温变化
2.2.2降水条件
仁化县1962—2019年多年月平均降水量为138.7mm,7月最多，为269.9mm,12月最少，为49.5mm(图略)。2—6月份贡柑正处萌芽坐果期，果树需水量大，期间仁化县降水量达1018.9mm，占全年降水总量61.2%，降水适宜，且需注意及时排水，防止土壤含水量大，抑制根系生长。需要注意的是，柑橘开花期和生理落果期对水分胁迫极为敏感，高温干旱天气容易导致严重落花落果现象，所以应视土壤水分和天气状况，及时灌溉，降温增湿。贡柑果实膨大期果树叶片光合作用旺盛，果实迅速膨大，需水量大，而该时期降水量为391.9mm，相对偏少，不能满足需水要求，易发生干旱，当土壤水分含量低时，需及时灌溉。果实成熟期土壤水分对贡柑品质影响较大，仁化县10—12月降水量处于全年最少阶段，仅177.3mm，前期降水偏少，不利于果实膨大后期生长，后期降水偏少，有利于贡柑提高果实糖度及耐储性，促进花芽分化。贡柑花芽分化期间气温较低，蒸腾量小，降水量也相对较少，降水适宜，但果实采摘后，树体抵抗力较弱，连续干旱容易引起落叶，影响来年产量，需注意采收后结合施肥充分灌水。
2.2.3日照条件
表2贡柑不同生育期温度指标
表3贡柑不同生育期需水量与降水分布情况
表4贡柑不同生育期日照需求与日照时数分布情况
仁化县1963—2019年多年月平均日照时数为142.6h,7月最多，为230.6h,3月最少，为68.6h(图略)。贡柑萌芽期和开花期日照时数分别为142h、154.8h，日照偏少，易发生低温阴雨寡照天气，造成沤花、烂花，同时影响昆虫授粉，应注意加强排水，及时追肥，增强树势。生理落果期日照时数360.4h，日均4.0h，日照略偏少，寡照天气偶有发生;贡柑果实膨大期日照时数为639.4h，日照适宜，有利于光合作用合成更多的碳水化合物输送给果实，郁闭果园应注意修剪或撑起底部果枝，创造良好的光照环境，促进膨果。贡柑果实成熟期日照时数470.7h，日照适宜，有利于果实着色和糖分形成。花芽分化期日照时数为314.6h，日照条件有利于花芽分化，同时也能满足基本光合作用。
3、结论
仁化丹霞贡柑生产气候条件为≥10℃年积温、年极端低温条件适宜，年平均气温、年降水条件、年日照条件一般。
仁化县年平均气温、极端低温、≥10℃年积温均呈显著增温趋势，年降水呈增多趋势，年日照时数呈减少趋势，但均不显著，即仁化丹霞贡柑生产气温条件进一步转好，但年降水和年日照条件年际间变化明显，不确定性较大，因此果园应修建蓄水池和沟渠等水利设施用以抗旱防涝，同时应根据果树生长状况，及时加强寡照和强光照天气栽培管理。
通过对贡柑不同生育期的气温、降水、日照等气象条件分析发现，在萌芽期和开花期，易发生低温阴雨寡照天气，需注意加强排水，及时追肥，增强树势;在果实膨大期，降水偏少，需加强果园灌溉;在果实成熟期前期易发生高温干旱，需注意降温保湿，后期易发生低温冷害，需注意做好寒害防范;花芽分化期气象条件较适宜。
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基金:广东省气象局科学技术研究项目(项目编号:GRMC2019M41).
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2020-07-02
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