柑桔生長期溫度指標研究及應用

王 寶，盧玉娥，張自祥

(1.云南省玉溪市氣象局，云南 玉溪 653100;2.云南省玉溪市農業科學研究院，云南 玉溪 653100)

柑桔生長期溫度指標研究及應用

王 寶1，盧玉娥2，張自祥1

(1.云南省玉溪市氣象局，云南 玉溪 653100;2.云南省玉溪市農業科學研究院，云南 玉溪 653100)

利用1971—2008年柑桔單產統計資料，采用滑動平均的方法，計算每年柑桔氣象產量，并以此劃分豐、平、欠氣候年景。以2001—2008年田間觀測數據和生產實際為基礎，確定柑桔平均生長發育期，分析柑桔生長與日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度之間的關系。通過研究得出柑桔從播種到成熟的最適溫度上限、最適溫度下限、最適溫度上限極值、最適溫度下限極值、受害溫度、死亡溫度 ，在此基礎上設計了累積低溫影響指數，建立了柑桔每個生育期的累積低溫影響指數區間，設計開發了柑桔低溫災害預警分析系統，對柑桔生長各時期低溫災害進行動態監測和預警。

柑桔;生長發育期;溫度指標;低溫災害;預警

1 引言

華寧縣地處滇中玉溪市東部，總面積1 313 km2，屬中亞熱帶半濕潤高原季風氣候。由于地形地貌復雜，呈現立體氣候，形成南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶和南溫帶4個氣候類型區。特殊的土壤、氣候條件下生長的柑桔不僅外觀好，且內在質量高。產值已突破億元，成為繼糧食、烤煙之后的第三大農業支柱產業［1］。在整個柑桔種植的進程中，如何提高氣象對柑桔產業的服務及防災減災能力和水平有很高的要求和極大的需求。近年來，在柑桔的生長期，柑桔遭受溫度變化的影響，特別是寒潮、低溫、倒春寒等災害造成的危害較大［2］。對2001—2008年的柑桔生長觀測資料與氣象要素的相關性分析發現，溫度是影響柑桔生長最主要的氣象因子，它決定柑桔的生存與分布，同時也影響果實的產量和品質。本文通過確定溫度影響定量指標，確定柑桔每個生育期生長下限溫度和生長最適溫度，并考慮低溫強度和持續時間，設計了累積低溫影響指數［4］，建立柑桔每個生育期的累積低溫影響指數區間，進行低溫災害的動態監測和預警，為預防低溫冷害對柑桔種植的影響，提高柑桔產量和質量等具有實際意義。

2 資料和方法

2.1 資料

研究采用:玉溪柑桔研究所2001—2008年柑桔發育期觀測資料;華寧縣國家氣候觀測站1971—2008年觀測數據(日平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度、極端最高溫度、極端最低溫度、降雨量、日照時數、蒸發量等);華寧縣農業局1971—2008年柑桔單產資料;玉溪柑桔研究所1971—2008年柑桔發育期資料。其中常規氣象觀測資料根據柑桔種植區實際情況進行了訂正。

2.2 方法

2.2.1 柑桔發育期的計算 在華寧縣牛山柑桔實驗場設固定觀測點，用2001—2008年田間觀測的柑桔發育期計算平均發育期，并用華寧縣柑桔主要種植區的實際生產狀況對平均發育期進行訂正。

2.2.2 氣候年景的劃分 用1971—2008年柑桔單產資料和同期的旬平均溫度、旬平均最高溫度、旬平均最低溫度、旬極端最高溫度、旬極端最低溫度、旬降雨量、旬日照時數、旬蒸發量資料，采用滑動平均的方法(步長為8)計算每年柑桔氣象產量，按氣象產量變幅，結合柑桔生產的實際年景對1971—2008年的氣候年景進行劃分。

2.2.3 發育期溫度指標的確定 根據所劃分氣候年景，用2001—2008年逐日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度，確定豐、平、欠年中柑桔各發育期間的相應溫度指標。

2.2.4 累積低溫影響指數的建立 累積低溫指數Ti按下式計算［5］。

式中，Ti為累積低溫指數;tm為實際觀測的最低溫度;d為低溫持續時間;α為低溫強度系數;A、B為溫度影響系數。α、A、B按以下公式計算:

其中，tl為柑桔生長下限溫度;tb為柑桔生長最適溫度。

3 結果與分析

3.1 發育期

根據2001—2008年田間觀測柑桔發育期，計算平均發育期，并用華寧縣柑桔主要種植區的生產實際，對平均發育期進行訂正(表1)。

表1 柑桔發育日期(月－日)

3.2 發育期溫度指標

在柑桔生長各發育期溫度定量指標的分析中，根據氣象產量所確定的氣候年景，對豐、平、欠年景中柑桔的每一個發育期間的日平均溫度、日最高溫度、日最低溫度進行分析，以豐年溫度確定柑桔生長期的最適溫度上、下限，以平年溫度確定柑桔生長期適宜上、下限，而以欠年確定受害溫度與死亡溫度。同時，通過對華寧柑桔生長發育期與日平均溫度、日最低溫度、日最高溫度的相關性分析表明，柑桔的生物學零度為5℃。因此，在溫度指標的分析中，以日平均溫度5℃作為基礎指標值。在上述分析的基礎上，得出柑桔生長期的最適溫度上限、最適溫度下限、最適溫度上限極值、最適溫度下限極值、受害溫度、死亡溫度，詳見表2。

3.3 累積低溫指數等級和影響程度

根據累積低溫指數公式，計算各溫度等級和不同持續時間的累積低溫指數Ti值，通過對Ti值的分析，確定柑桔各發育期的累積低溫指數區間和影響狀況(表3)。

表2 柑桔各發育期溫度指標值 (單位:℃)

表3 柑桔累積低溫指數區間和影響程度

圖1 1986年柑桔低溫冷害狀況分析

4 應用

基于主流商用數據庫技術，采用Microsoft SQL Server 2005構架，建立柑桔低溫災害預警分析系統［6，7，8］，通過與實時氣象要素數據和作物數據的數據連接，采用累積低溫影響指數(Ti)指標，既能對歷史作物受害狀況進行分析，又能在作物的每個發育期對低溫的危害進行動態的跟蹤和預警。對歷史低溫災害的分析中，累積低溫影響指數能客觀地反映出作物不同發育期低溫的危害。圖1為1986年柑桔受低溫的危害情況，從圖中可以看出，1986年柑桔的開花期遭到了強低溫危害，致使1986年柑桔減產。對歷史低溫的分析表明，低溫影響指數能準確地反映低溫對作物生長的影響，并達到預警的目的。

5 小結

在對華寧縣主要柑桔種植區柑桔生長和生物學特性進行調查和數據采集的基礎上，結合華寧縣40 a的氣象資料和產量數據，研究影響柑桔生產的主要氣候因子和低溫冷害對柑桔的影響程度，確定累積低溫影響指數，建立柑桔低溫冷害預警系統數據模型，完成了柑桔低溫冷害預警系統的研發。柑桔生長期溫度指標的研究和應用，為滿足相關單位的資料共享需求，特別是為政府決策提供及時直觀的數據和技術支持。

［1］ 董德祥，朱學斌，李麗，等.低溫冷凍對華寧柑桔產業的影響與應對措施［J］.中國果業信息，2008，25(12):26－27.

［2］ 夏小曼，王海英，蔣運志.2008年初罕見低溫雨雪天氣對柑橘的影響及補救措施［J］.氣象研究與應用，2008，29(2):55－56.

［3］ 劉平生.柑桔花期幼果期低溫陰雨寡照的危害及防治措施［J］.中國南方果業，2003，32(1):21－22.

［4］ 謝遠玉，賴曉樺，朱凌金，等.氣象條件對柑桔果實膨大速度的影響［J］.中國農業氣象，2007，28(4):406－407.

［5］ 葉美德，汪鐸.柑桔產量氣候異常減產模式的初步研究［J］.中國農業氣象，1993，1 4(2):22－24.

［6］ 劉愛容.GIS支持下的農業氣象災害監測系統的開發與應用［J］.科技資訊，2007(6):99.

［7］ 田紅，陸維松，吳必文.基于GIS的氣象災害監測與評估集成系統［J］.氣象科學，2002，22(4):482－489.

［8］ 莊立偉，劉庚山，王石立.基于WEBGIS的農業氣象信息共享與發布技術應用研究［J］.應用氣象學報，2004，15(6):745－753.

Research and Applications of
temperature indicators for Citrus in growing season

WANG Bao1，LU Yue2，ZHANG Zi－xiang1
(1.Yuxi meteorological bureau，Yunnan province 653100; 2.Yuxi Academy of Agricultural Sciences，Yunnan province 653100)

Based on citrus yield data from 1971－2008，the meteorological yield of citrus was calculated by use of smooth average methed and furthermore the climatic harvest patterns were classified into high－yielding year，mean－yielding year，and low－yielding years，By using the field observation data from 2001 to 2008，the mean growth period，and the relationship between daily mean temperature，daily maximum temperature，daily minimum temperature and growth of citrus was analyzed，and the temperature indexes of growth period of citrus were determined，which include the upper limit of optimum temperatures，extreme value of lower limit lowest temperatures，the harmful temperature，the death temperatures of the development period from sowing to maturation of citrus.on this basis，the Cumulative index of low－temperature impact was designed，the Cumulative index ranges of low－temperature impact of each season were established，Design and development of the citrus low－temperature analysis of disaster early warning system，Low－temperature dynamic monitoring and early warning of disasters was conducted.

citrus;growing season;temperature indicators;low hazard;Warning

S162.5

A

2011－09－28

王寶(1972—)，男，工程師，主要從事GIS與應用氣象研究。

國家自然科學基金項目40865002。

1003－6598(2012)03－0007－03