婺源主要氣象災害對茶樹生育進程的影響研究

張曉芳 李春暉 蔡哲

基金項目：江西省氣象科技青年人才培養項目（JX2023Q03）

作者簡介：張曉芳，女，工程師，主要從事農業氣象工作。*通信作者，E-mail：66544841@qq.com

摘要：為明確婺源茶樹主要農業氣象災害的變化特征，掌握氣象災害對茶樹生長發育的影響規律，提高茶園防災減災能力，利用Pearson相關性分析等對茶樹生育進程與氣象災害的關系進行分析，并提出災害應對措施。結果顯示，2010—2022年婺源茶葉早春霜凍累計出現日數呈減少的趨勢，夏季熱害和冬季凍害具有偶發性。在3種主要氣象災害中，早春霜凍對茶樹生育期的影響最大，早春霜凍日數越多，茶樹生育進程越推遲；夏季熱害對茶樹生育進程有一定影響；冬季凍害對茶樹生育進程影響不顯著。根據災害發生規律，提出了相關應對措施。

關鍵詞：茶樹；生育期；早春霜凍；夏季熱害；冬季凍害

中圖分類號：S571.1；P429? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1000－3150（2024）01-54-7

Research on the Impact of Major Meteorological

Disasters on Tea Plant Growth in Wuyuan

ZHANG Xiaofang1， LI Chunhui2， CAI Zhe2*

1. Wuyuan Meteorological Bureau of Jiangxi Province， Wuyuan 333200， China;

2. Jiangxi Agricultural Meteorological Center， Nanchang 330096， China

Abstract： In order to clarify the changing characteristics of the main agricultural meteorological disasters of tea plants in Wuyuan， grasp the degree and pattern of the impact of meteorological disasters on the growth of tea plants， formulate relevant response strategies， and improve disaster prevention and reduction capabilities， Pearson correlation analysis and other methods were used to analyze the relationship between the length of growth period of tea plants and meteorological disasters. The disaster response measures were also proposed. The results show that from 2010 to 2022， the cumulative days of early spring frost of tea plants in Wuyuan showed a decreasing trend， while the cumulative days of summer heat damage and winter freeze damage showed an increasing trend. Among the three main meteorological disasters， early spring frost had the greatest impact on the growth of tea plants， and had a significant impact on the date of leaf-expansion period and leaf blooming period. Summer heat damage had some impact on the date of budding period， while winter freeze damage had no significant impact on the growth of tea plants. Based on the study of the occurrence of these disasters， some response measures had been proposed.

Keywords： tea plants， growth period， early spring frost， summer heat damage， winter freeze damage

茶葉是中國傳統農產品，也是最具有經濟價值的特色農作物之一。江西是產茶大省，2022年中國茶行業發展白皮書中提到，江西省茶園面積在2022年已達到12.3萬hm2，干毛茶總產量7.77萬t，茶產業已成為促進江西農村經濟發展和茶區農民增收的支柱產業。婺源縣位于江西省上饒市的東北部，屬于中低緯度亞熱帶濕潤季風區，是中國著名的綠茶產區。但近年來當地氣象災害發生頻率高、影響范圍廣，嚴重影響茶樹的生長發育，導致茶葉產量和品質下降。因此，加強婺源主要氣象災害研究，對婺源茶樹生長發育及茶園防災減災有重要意義。

目前國內外學者針對茶樹氣象災害研究已取得了一些成果，主要集中在氣象災害的分布特征、風險分析及對茶葉產量、品質等的影響方面。相關研究表明，春霜凍發生頻率隨年代呈下降趨勢[1-2]，其中江蘇春茶的春霜危害呈減輕趨勢[2]；而江西茶樹高溫熱害頻發、重發[3]。關于茶樹氣象災害的風險分析方面，李柏貞等[4]建立了江西省茶葉氣象災害風險評估模型，得出上饒北部為江西省茶葉氣象災害綜合高風險區的結論。目前關于氣象災害對茶樹的影響研究多是定性分析，楊菲等[5]剖析了高溫干旱對茶樹生長和品質的影響機理。蒯志敏等[6]認為影響碧螺春采摘期和品質的氣象因子是溫度和降水，不利天氣類型有溫度先低后高型和溫度偏高、倒春寒嚴重型。有關婺源茶樹氣象災害的研究較少，影響婺源綠茶生產的主要農業氣象災害有早春霜凍、夏季高溫和冬季凍害[7]。通過定量評估2018年婺源茶葉春霜凍災害得出，輕度、中度、重度氣象災害等級的茶葉減產率依次為10%～30%、30%～50%和50%以上[8]。目前氣象災害對茶樹影響的研究主要集中在茶葉產量和品質等方面，而對茶樹生育進程影響的研究罕見報道。

本文利用2010—2022年婺源茶樹物候期觀測數據和婺源國家站氣象要素數據，探究茶樹主要氣象災害的特征及對茶樹生長發育的影響，并提出應對措施，旨在為今后進一步開展婺源茶葉生產的專業氣象服務提供依據。

1? 資料與方法

1.1? 資料

氣象數據來源于婺源縣國家氣象觀測站，包括2010—2022年逐日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫等觀測數據。

茶樹生育期數據來源于婺源農業氣象觀測站，包括2010—2022年茶樹物候期觀測資料，觀測的茶樹品種是婺源群體種。物候期觀測按照《農業氣象觀測規范》[9]進行，逐年開展芽膨大期、芽開放期、展葉期、展葉盛期、花蕾或花序出現期（下文簡稱花蕾期）、開花期、果實或種子成熟期（下文簡稱成熟期）等物候期的觀測。婺源茶葉的采摘主要在上半年，本文研究茶樹開花期之前的生育期，即芽膨大期、芽開放期、展葉期、展葉盛期、花蕾期。

1.2? 方法

1.2.1? Julian日換算方法

用Julian日換算方法[10]，即將茶樹芽膨大期、芽開放期、展葉期、展葉盛期、花蕾期出現日期轉化為距1月1日的實際日數，得到茶樹各生育期的時間序列（表1）。

1.2.2? Pearson相關分析

通過SPSS計算Pearson相關系數分析茶樹各生育期日數與氣象災害日數等的關系。

相關系數的取值范圍為－1≤ r ≤1，相關系數小于0為負相關，大于0為正相關，等于0表示不相關。相關系數的絕對值越大，表示兩變量間的相關程度越密切。

2? 結果與分析

2.1? 不同氣象災害對茶樹生育進程的影響

婺源縣屬中低緯度亞熱帶濕潤季風區，氣候溫暖，光照充足，四季分明，且天氣復雜多變。春季多對流性天氣，4—6月降水集中，是婺源的雨季，洪澇災害多發；夏季晴熱高溫，常有高溫熱害、干旱發生，但7—8月有時受臺風影響，會出現較明顯降水；秋季晴天多、濕度較小、氣溫適中，秋旱等災害較多；冬季冷空氣活動頻繁。境內多暴雨洪澇、干旱、低溫（冷害、凍害）、高溫、冰雹、大風、大霧、雷電等氣象災害，近年來更是呈多發、頻發、重發趨勢，其中干旱、高溫、低溫（冷害、凍害）等是常見的影響茶樹生長的氣象災害。下面分別對早春霜凍、夏季熱害和冬季凍害3種婺源茶樹主要農業氣象災害進行分析研究。

2.1.1? 早春霜凍

早春霜凍是影響婺源茶樹生長的主要氣象災害之一，本文采用3—4月日最低氣溫≤4 ℃作為早春霜凍的指標[12]。基于2010—2022年逐日氣象數據，分別統計13年來3—4月早春霜凍累計出現日數、3—4月平均氣溫和3月極端最低溫度的逐年變化特征，結果如圖1所示。婺源縣年平均早春霜凍日數為5.1 d，早春霜凍累計出現日數整體呈減少的趨勢，為平均每10年減少6.8 d。3—4月平均氣溫和3月極端最低氣溫呈波動上升趨勢，分別為平均每10年上升1.4 ℃與3.7 ℃，說明13年來3—4月平均氣溫整體升高，極端低溫冷害與霜凍呈減少趨勢，婺源茶園早春霜凍災害發生頻率下降。

根據茶樹觀測資料，茶樹的展葉期和展葉盛期主要在每年3—4月，且13年來展葉期和展葉盛期時間呈提前的趨勢。為探究早春霜凍對茶樹生育進程的影響，減少前期生育期時間影響，本文考慮選擇早春霜凍后且距離最近的生育期（即展葉期與展葉盛期）與前一個生育期（即芽開放期）的間隔日數，探究芽開放-展葉期的日數、芽開放-展葉盛期的日數與早春霜凍日數的相關性。Pearson相關分析，得出芽開放-展葉期的日數、芽開放-展葉盛期的日數與早春霜凍日數呈顯著正相關（P <0.05），相關系數分別為0.569和0.597，說明早春霜凍日數對芽開放-展葉期的日數、芽開放-展葉盛期的日數均有較大影響，即早春霜凍日數對茶樹生育進程有較大影響。早春霜凍日數越多，芽開放-展葉期、芽開放-展葉盛期的生育期越長，茶樹生育進程越推遲。

2.1.2? 夏季熱害

夏季高溫干旱、降水不足易導致茶樹芽葉萎蔫焦枯，從而導致秋茶產量下降，嚴重的甚至可能導致茶樹死亡。參照江南地區茶樹高溫熱害指標[13]，統計2010—2022年7—8月達到輕度熱害、中度熱害和重度熱害的發生日數，以及夏季熱害累計日數、7—8月平均氣溫及極端最高氣溫的逐年變化特征，結果如表2和圖2所示。婺源縣年平均夏季熱害累計日數為12.4 d，趨勢線表明夏季熱害累計出現日數整體呈增加的趨勢，平均每10年增加5.3 d。13年中僅5年沒有發生夏季熱害。其中，持續日數最長的為2022年的重度熱害，共持續29 d。7—8月平均氣溫和極端最高氣溫波動且整體略上升，說明13年來7—8月平均氣溫和極端最高氣溫呈略升高的趨勢，與夏季熱害累計出現日數的增加趨勢一致。

根據茶樹觀測資料，茶樹的花蕾期一般出現在10—11月，且13年來花蕾期的時間呈延遲的趨勢。為探究夏季熱害對茶樹生育進程的影響，減少前期生育期時間早晚的影響，本文考慮選擇夏季熱害后且距離最近的生育期（即花蕾期）與前一個生育期（即展葉盛期）的間隔日數，探究展葉盛期-花蕾期的日數與夏季熱害累計日數的相關性。Pearson相關分析發現夏季熱害累計日數與展葉盛期-花蕾期的日數無顯著相關性，受多種因素的影響，13年來展葉盛期-花蕾期的日數整體呈延長的趨勢，但是夏季熱害不是每年都會發生，13年中有5年沒有出現夏季熱害，可能導致兩者關系不顯著。對比當年沒有發生夏季熱害且下一年發生夏季熱害的年份，如2012年與2013年、2015年與2016年、2018年與2019年，發生夏季熱害年份的展葉盛期-花蕾期的日數均比前一年沒有發生夏季熱害年份的日數更長，說明夏季熱害對展葉盛期-花蕾期的日數有一定影響。夏季熱害會使展葉盛期-花蕾期的生育期更長，茶樹生育進程推遲。

2.1.3? 冬季凍害

茶樹遭受冬季凍害之后葉緣及芽會變成黑褐色，葉片失水卷縮或脫落，對來年春茶的采摘有一定的影響[14]。參考胡波等[15]的研究成果，本文采用前一年12月至當年2月日最低氣溫≤－5 ℃作為冬季凍害的指標。基于2010—2022年逐日氣象數據，分別統計13年來冬季凍害累計出現日數、平均氣溫和極端最低氣溫的逐年變化特征，結果如圖3所示。婺源縣年平均冬季凍害日數為1.7 d，趨勢線表明冬季凍害累計出現日數整體呈略增加的趨勢，平均每10年增加0.5 d。其中，冬季凍害累計出現日數最多為2021年，出現8 d；最少為2010年、2012年、2017年、2019年、2020年和2022年，均為0 d。冬季平均氣溫和極端最低氣溫波動且整體略上升，平均每10年上升1.3 ℃與0.8 ℃。

根據茶樹觀測資料，茶樹的芽膨大期和芽開放期一般在2月至3月上旬，且13年來芽膨大期和芽開放期的時間呈略提前的趨勢。為探究冬季凍害對茶樹生育進程的影響，減少前期生育期時間早晚的影響，本文考慮選擇冬季凍害后且距離最近的生育期（即芽膨大期與芽開放期）與前一個生育期（即成熟期）的間隔日數，探究成熟-芽膨大期的日數、成熟-芽開放期的日數與冬季凍害累計日數的相關性。Pearson相關分析發現冬季凍害的累計日數與成熟-芽膨大期的日數、成熟-芽開放期的日數均無顯著關系。根據2010—2022年冬季凍害的出現情況來看，婺源縣發生冬季凍害的頻率較低，偶發性較強，13年中有6年沒有出現冬季凍害，77%的年份出現冬季凍害3 d及以下，導致冬季凍害對成熟-芽膨大期、成熟-芽開放期的生育期長度無明顯影響，對茶樹生育進程的危害較小。

2.2? 茶樹氣象災害應對措施

2.2.1? 高溫干旱應對措施

茶樹生長最適宜的溫度為20～25 ℃，當氣溫高于35 ℃時茶樹生長速度變慢甚至停滯。高溫多發生在夏季，往往伴隨著干旱同時發生。研究結果表明，夏季熱害具有偶發性，茶樹發生高溫熱害后會嚴重影響其生長發育，造成經濟損失。

夏季高溫熱害的防御可通過合理選種，如選用本地優良抗旱耐熱的品種婺綠1號，以及先進的栽培技術來實現[16]。（1）遮陰法[17]。在茶園離地1.8～2.0 m處架棚，再覆蓋遮陽網或直接在茶樹冠面覆蓋遮陽網，四周固定，從而減少陽光直射、降低高溫危害、增加空氣濕度、減少水分蒸發。（2）灌溉法[18]。高溫時宜噴灌，干旱時宜滴灌，灌溉時間宜選在早晨或晚上，避開3級以上大風期間。（3）覆蓋法。在茶樹行間鋪雜草或秸稈等，一般鋪設的厚度為10 cm左右[16]。

若茶樹發生夏季高溫熱害，可通過修剪枯枝等災后補救措施以減少損失[16]，如因茶苗枯死造成缺株斷行，宜在10—11月或翌年2—3月及時補植。

2.2.2? 寒（凍）害應對措施

茶樹寒（凍）害一般發生在冬季或早春季節，如冬季凍害和早春霜凍。當溫度低于0 ℃時發生的災害為寒害，當溫度低于－5 ℃時發生的災害為凍害。本文研究結果表明，早春霜凍累計出現日數整體呈減少的趨勢，冬季凍害具有偶發性。其中，早春霜凍雖然發生頻率下降，但一旦發生會使茶樹展葉期、展葉盛期延后，影響春茶采摘，對茶葉造成極大危害。

在寒（凍）害發生前，可采取以下災前防御措施：（1）合理選種[19]。在易發生寒（凍）害的高山茶園，可考慮選用耐寒、高產的茶樹品種。（2）肥培管理[19]。冬季前，采用科學的施肥管理措施，合理施用基肥，配合加施鉀肥，可以提高茶樹抗寒性。（3）噴施葉面肥或植物生長調節劑[20]。在越冬期間，可通過噴施一些防凍劑、抑蒸保溫劑等，起到保溫、減少茶樹蒸騰、促進枝葉老熟的作用，從而增強茶樹的抗寒能力。（4）煙熏法[21]。在無風晴朗易出現濃霜的夜間，可使用煙熏防寒法，燃燒秸稈、鋸末、糠等進行煙熏。

若茶樹發生寒（凍）害，可通過茶園修剪等災后補救措施以減少損失[22]，剪去部分凍害枯枝，對缺株重新補苗。

根據多年得出的防寒（凍）害實踐經驗，寒（凍）害的防御需要因地制宜，結合茶園自身條件，采取綜合措施，才能取得最好的效果。

3? 小結與討論

2010—2022年婺源早春霜凍累計出現日數整體呈減少的趨勢，早春霜凍災害發生頻率下降；夏季熱害和冬季凍害具有偶發性。根據相關性分析結果，早春霜凍對茶樹生育進程有較大影響，芽開放-展葉期的日數、芽開放-展葉盛期的日數與早春霜凍日數呈顯著正相關；夏季熱害對茶樹生育進程有一定影響；冬季凍害對茶樹生育進程無明顯影響。在3種主要氣象災害中，早春霜凍對茶樹生育期的影響最大。

目前關于氣象災害[5]或氣象要素[6]對茶樹的影響研究主要是對茶葉產量、品質的影響，婺源作為中國著名的綠茶產區，也有研究定性、定量地評估了氣象災害影響下茶場的減產率[7-8]。而氣象災害不僅會影響茶葉產量和品質，對茶樹的生育進程也有很大影響。茶樹生育進程的提早或推遲直接關系茶葉的采摘期，與茶葉的品質和經濟效益也密切相關[23]，所以研究氣象災害對茶樹生育進程的影響是十分必要的。本文探究了3種不同氣象災害對茶樹生育進程的影響，得出了婺源茶樹主要農業氣象災害的變化特征，并針對性地提出災害應對措施，可為婺源縣今后茶園的管理、茶葉采摘時間等提供理論指導。同時研究氣象災害與距離最近的生育期長度的關系，能更快更直接地體現災害影響，得出的結果具有較大的實際應用價值。

由于本文只以茶樹2010—2022年13年的數據作為基礎資料進行研究，數據年限較短，代表性有限，可能是部分災害對生育進程影響不顯著的原因。茶樹是多年生木本植物，生育期的出現時間可能會受多個災害共同影響；同時氣象災害可能對當年及第二年的茶葉采摘期均有一定影響。此外，農事活動不同，茶樹的生長發育也會受影響。在今后的研究中，需收集更多資料進一步詳細研究，考慮不同氣象災害對當年及次年的茶葉采摘期的綜合影響，為茶農的最佳采摘時間提供科學的氣象服務。

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