王 翔，武 偉，上官昌貴，黃晚華

（1. 四川省瀘州市氣象局，四川 瀘州646000；2. 四川省氣象局，四川 成都610071；3. 湖南省氣象科學(xué)研究所，湖南 長沙410118）

以四川省瀘州市為代表的內(nèi)陸地區(qū)，是龍眼栽培的北緣區(qū)域，屬龍眼栽培次適宜區(qū)，栽培史在2 000 a 以上，種質(zhì)資源十分豐富。由于其地理位置特殊，瀘州龍眼以果實晚熟、優(yōu)質(zhì)聞名于世，已成為我國重要的龍眼種植區(qū)。然而，瀘州作為我國龍眼的最北緣種植區(qū)域，各類氣候風險較大，特別是隨著年際間氣候要素變化，低溫凍害、連陰雨、風雹災(zāi)害等氣象災(zāi)害發(fā)生較多，導(dǎo)致龍眼產(chǎn)量波動、徘徊。對廣西、廣東等南亞熱帶的龍眼氣象災(zāi)害已有研究報道，但對中亞熱帶的龍眼氣象災(zāi)害研究很少。

瀘州龍眼地方品種種植歷史悠久，其生理特性和對氣象災(zāi)害適應(yīng)程度與華南地區(qū)的差異較大。有文獻表明華南龍眼在最低氣溫-2～-3℃，成年果樹受害率達到50%～80%[1]，但實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，瀘州龍眼在數(shù)次最低氣溫＜-2℃的短時低溫天氣，其受害率遠低于華南地區(qū)相應(yīng)溫度下的受災(zāi)率（如2002年），氣溫在5℃左右或以下持續(xù)數(shù)天，則受害率較高（如2008年），這表明華南龍眼和瀘州龍眼受氣象災(zāi)害影響的程度基本一致?？镎衙舻妊芯堪l(fā)現(xiàn)，在華南地區(qū)對龍眼產(chǎn)量影響最大的氣象災(zāi)害為高溫“沖梢”[2]，但針對瀘州龍眼產(chǎn)量影響最大的氣象災(zāi)害還未見報道。瀘州龍眼的主要氣象災(zāi)害特征可能與華南地區(qū)不一樣，因此，本研究對瀘州龍眼的安全生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 資料來源

本文資料包括1976～2013年有災(zāi)害年份的龍眼種植面積、單產(chǎn)及各災(zāi)情受災(zāi)面積。龍眼種植和災(zāi)害資料來源于市統(tǒng)計局、農(nóng)業(yè)局、救災(zāi)辦、市圖書館。氣象災(zāi)害由瀘州市5個氣象站1976～2013年氣象統(tǒng)計得到，來源于瀘州市氣象局。

1.2 氣象災(zāi)害因子的選取

龍眼產(chǎn)量形成因子主要是掛果率和果實大小，掛果率與成花數(shù)、成果數(shù)有關(guān)。因此，影響成花、成果的氣象因子即可視為影響瀘州龍眼的主要氣象災(zāi)害因子。在已有的研究中表明，產(chǎn)量形成關(guān)鍵期(花芽期、花期、第一次生理落果期、第二次生理落果期)遭遇的氣象災(zāi)害是龍眼的主要氣象災(zāi)害。另外，由于種植帶是最北緣地帶，是否能安全越冬（冬季凍害）也是一個必須考慮的因子[3]。因此，結(jié)合瀘州氣候的特點和瀘州龍眼的物候特征得出影響龍眼產(chǎn)量的主要氣象災(zāi)害有：冬季低溫凍害（12月～翌年2月），花芽形態(tài)分化期的高溫沖梢（3～4月初），花穗、花期、第一次生理落果期的春旱、連陰雨（3～5月）和第二次生理落果期的夏、伏旱、高溫日灼（6月中旬～8月）。在統(tǒng)計中，春旱、夏旱、伏旱統(tǒng)一稱為干旱。統(tǒng)計災(zāi)害指標參照匡昭敏等[2]提出的指標。

2 瀘州龍眼主要氣象災(zāi)害特征及影響

2.1 低溫凍害

龍眼低溫凍害是指龍眼在遭受低溫天氣造成植株死亡或者減產(chǎn)的氣象災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計瀘州發(fā)生龍眼低溫凍害的平均年份有11 a，發(fā)生頻率為30%，發(fā)生時段主要集中在12月下旬至2月上旬。其中，強度最大的年份為2008年，最長持續(xù)日數(shù)達13 d，龍眼產(chǎn)量不足正常年份的3%，果樹損害率90%以上、死亡10%左右，且翌年單產(chǎn)比正常年份少30%以上。2000年以來，隨著全球環(huán)境變暖，發(fā)生的頻率有所下降，僅發(fā)生過2 次。由于秦嶺對冷空氣的阻擋作用，位于四川盆地的瀘州冬季氣溫比同緯度的華東地區(qū)高3～4℃，極端最低溫度在0℃左右，所以發(fā)生低溫凍害的頻率不高，但凍害影響卻十分明顯。低溫冷凍主要影響春芽的萌發(fā)和生長，凍傷、凍死春芽，造成果樹無法正常抽梢、形成花芽，導(dǎo)致花少而減產(chǎn)，嚴重時造成葉片焦枯、枝條干裂，甚至整株死亡，一般30%以上葉片受凍焦枯的果樹當年不會開花。

2.2 風雹災(zāi)

據(jù)統(tǒng)計，瀘州龍眼種植區(qū)遭受風雹災(zāi)害有5 a，瀘州龍眼種植區(qū)風雹災(zāi)平均年發(fā)生頻率為14%。37 a 來瀘州龍眼主產(chǎn)區(qū)最為嚴重的一次風雹災(zāi)發(fā)生在1989年4月20日，最大風速超過了30 m/s，災(zāi)害造成全市龍眼大面積枝斷樹倒，并且正值花穗現(xiàn)蕾期，受災(zāi)果樹當年未開花，全部絕收，當年全市龍眼產(chǎn)量僅為正常年份的10%。瀘州的風雹災(zāi)一般發(fā)生在龍眼開花至果實成熟時期，受害特征為花、葉、果部分被刮落或打落，嚴重時樹枝折斷，果樹倒地，龍眼大幅度減產(chǎn)或絕收。

2.3 連陰雨災(zāi)害

連陰雨是在龍眼生育期出現(xiàn)連續(xù)的降水，日照時數(shù)偏少50%以上的天氣過程。在龍眼花期和幼果期，7 天以上的連陰雨將會對龍眼致害[4]。4月下旬至5月下旬為瀘州龍眼的開花期至幼果期，此間遭遇連陰雨會造成結(jié)果率降低，幼果脫落，病蟲害發(fā)生嚴重。據(jù)統(tǒng)計，瀘州龍眼種植區(qū)連陰雨發(fā)生頻率為35%。最嚴重的一次連陰雨災(zāi)害發(fā)生在1991年5月，雨日達27 天，日照不足常年的20%，并伴隨著低溫天氣，大面積龍眼出現(xiàn)花而無果，造成嚴重減產(chǎn)，平均單產(chǎn)不足正常年份的20%。近10年來連陰雨天氣發(fā)生頻率有所增加，但未造成嚴重災(zāi)害，可能與農(nóng)技措施的改良有關(guān)，根據(jù)天氣預(yù)報進行人工防控，有效提前或推遲了瀘州龍眼的生育期，人為避開了陰雨時段。

2.4 旱災(zāi)

據(jù)統(tǒng)計，瀘州市發(fā)生干旱的年份有26 a，發(fā)生頻率達70%。近10年來發(fā)生頻率有所增加，尤其是高強度的大旱有明顯增加，如2006年和2011年這兩年的旱災(zāi)是在有氣象資料以來最為嚴重的2 次。2006年，瀘州發(fā)生了長達51 天的高溫伏旱天氣，塘庫干涸，人畜飲水困難，龍眼樹受災(zāi)近60%，受災(zāi)果樹至少減產(chǎn)40%。瀘州龍眼遭受的干旱多為伏旱，特別是夏伏連旱，其影響主要表現(xiàn)為落果和阻止果實膨大。雖然干旱發(fā)生頻率大，龍眼樹根系發(fā)達，一般性干旱不會至災(zāi)，并且干旱是一個發(fā)展的過程，有預(yù)見性，只要水源充足，救災(zāi)容易，所以，即使大面積發(fā)生旱災(zāi)，災(zāi)害影響也較小。但若水源不足，無法及時救災(zāi)，旱情則會迅速發(fā)展，影響會快速變大。

2.5 高溫

瀘州龍眼高溫災(zāi)害分為春季高溫沖梢和夏季高溫日灼。這兩種災(zāi)害在瀘州地區(qū)發(fā)生的頻率較小，不足20%。在花芽分化期日均溫連續(xù)3 天≥18℃，龍眼將發(fā)生高溫沖梢[5]。瀘州龍眼花芽形態(tài)分化期一般在3月，據(jù)統(tǒng)計，瀘州發(fā)生高溫沖梢的年份有6 a，發(fā)生頻率為16%，發(fā)生頻率明顯低于華南地區(qū)。發(fā)生頻率從西到東逐漸加大，合江縣種植區(qū)相對最大。近10 a 發(fā)生頻率有所增大，這可能與全球氣候變暖有關(guān)。最為嚴重的一次是在1990年3月中下旬，種植區(qū)連續(xù)6 天日均溫≥18℃，最高日均溫達22.4℃，全市有2/3 的龍眼果樹受災(zāi)，發(fā)生災(zāi)害的果樹減產(chǎn)50%以上。

高溫日灼是指較高的溫度和強烈的日照對作物造成的不利影響。龍眼幼果在連續(xù)3 天日最高氣溫≥38℃，連續(xù)5 天日最高氣溫≥35℃，日照時數(shù)在10 h 以上的天氣過程下將會有輕微灼傷[2]。高溫日灼發(fā)生在龍眼第二次生理落果時影響較大，會造成幼果脫落，隨著高溫日數(shù)持續(xù)時長的增加災(zāi)害加重。瀘州龍眼發(fā)生高溫日灼災(zāi)害的概率較小，據(jù)統(tǒng)計發(fā)生高溫日灼的年份僅有4 a，發(fā)生頻率僅有10%，屬于小概率災(zāi)害。

2.6 其他氣象災(zāi)害

洪澇和倒春寒對瀘州龍眼產(chǎn)量也有一定不利影響。按照氣象標準，洪澇在瀘州發(fā)生頻率為41%，但實際造成龍眼洪澇災(zāi)害的概率只有22%，主要原因是龍眼作為多年生喬木，根系發(fā)達，抗?jié)承詮?。倒春寒是?～4月降溫幅度達到8℃，日均溫降低到10℃以下并持續(xù)3 d以上的低溫冷害，主要影響瀘州龍眼的成花。倒春寒在瀘州龍眼種植區(qū)發(fā)生頻率很低，不足10%。

3 氣象災(zāi)害與龍眼產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析

3.1 龍眼受災(zāi)和龍眼減產(chǎn)情況

3.1.1 氣象災(zāi)害受災(zāi)情況 通過調(diào)查、收集龍眼災(zāi)害資料整理后見表1。由表1 可見，瀘州龍眼受災(zāi)主要是干旱、低溫凍害、連陰雨、高溫日灼、洪澇、倒春寒、高溫沖梢、大風冰雹等。

3.1.2 龍眼產(chǎn)量波動分析

表1 瀘州龍眼面積、主要氣象災(zāi)害受災(zāi)面積及單產(chǎn)統(tǒng)計表

由于龍眼為多年生果樹，產(chǎn)量與樹齡、管理水平、土壤肥力關(guān)系密切，且產(chǎn)量有大小年現(xiàn)象，本研究只探討產(chǎn)量與氣象災(zāi)害的關(guān)系。瀘州龍眼正常年份產(chǎn)量為3 000 kg/hm2，根據(jù)龍眼產(chǎn)量（統(tǒng)計數(shù)據(jù)）與正常年份產(chǎn)量的比較分析（表1），由Excel 軟件生成減產(chǎn)率柱狀圖，見圖1。

由圖1 可知，瀘州龍眼在1976～2013年這33年中有5年減產(chǎn)80%以上，為極重災(zāi)年份，特別是2008年，單產(chǎn)僅75 kg/hm2，減產(chǎn)98%，幾乎絕收。減產(chǎn)率50%～80%的年份有2 a，屬于重災(zāi)年份。其他年份減產(chǎn)率在10%～50%，屬于中度受災(zāi)年份。收集到的17年受災(zāi)資料中每年都有不同程度的減產(chǎn)，但減產(chǎn)差異大，說明瀘州龍眼產(chǎn)量與氣象災(zāi)害類別、災(zāi)害強度的相關(guān)性大，這需要利用產(chǎn)量與災(zāi)情資料進行進一步分析。

3.2 灰色關(guān)聯(lián)分析

影響瀘州龍眼產(chǎn)量的氣象災(zāi)害多種多樣，不同產(chǎn)量形成期所受災(zāi)害不同，整個生育期有的災(zāi)害疊加影響，每年發(fā)生的災(zāi)害類別、面積都不一樣，定量分析難度較大。而灰色關(guān)聯(lián)分析法能較好地分析出各類氣象災(zāi)害與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度大的，說明其對產(chǎn)量的影響大。

3.2.1 建立參考序列和比較序列

圖1 瀘州龍眼各受災(zāi)年份單產(chǎn)減產(chǎn)率圖

把收集到的17個受災(zāi)年份的產(chǎn)量數(shù)據(jù)作為參考序列，設(shè)參考序列為A= {A1，A2，A3……An}，n=15；把表1中17年對應(yīng)年份各類氣象災(zāi)害的受災(zāi)率列為比較序列，設(shè)比較序列B={Bi1，Bi2，Bi3}，i=8，為8種氣象災(zāi)害，n=16。由于氣象災(zāi)害的發(fā)生對龍眼產(chǎn)量造成的是消極影響，也就是說氣象災(zāi)害對龍眼產(chǎn)量起的是負面作用,二者呈負相關(guān)關(guān)系，因此，在分析的實際操作中首先需要將這種負相關(guān)關(guān)系轉(zhuǎn)為正相關(guān)關(guān)系進行建模，才能得出正確的分析結(jié)果，這里對比較序列數(shù)據(jù)進行逆化算子作用像轉(zhuǎn)化處理[6]，公式為：b=1-（受災(zāi)面積/掛果樹面積）。由此可得到參考序列A 和8 組比較序列B（8種氣象災(zāi)害受災(zāi)率逆化后的數(shù)列）

3.2.2 初始化序列

對參考序列和比較序列進行無量綱化，其方法是均值化和初值化。均值化是用序列所有數(shù)據(jù)的平均值除以各數(shù)據(jù)得到一個占均值百分比的新序列，初值化是指用序列的第一個數(shù)據(jù)除以所有數(shù)據(jù)得到一個占第一個數(shù)據(jù)百分比的新序列。由于參考序列和比較序列單位不統(tǒng)一，本研究中采用均值法得到單位統(tǒng)一為“百分數(shù)”的新的比較序列和參考序列[7]。

3.2.3 求絕對差

絕對差即初始化后的比較序列與參考序列之差的絕對值，公式為：

把初始化后的數(shù)據(jù)代入公式（1）計算可得到8 組新的序列。

3.2.4 求關(guān)聯(lián)系數(shù)

取分辨系數(shù)ρ=0.5 計算各比較序列與參考序列在各時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)。其計算公式為：

其中Δmin 和Δmax 分別指比較序列與參考序列間各時刻最小絕對差與最大絕對差，即表3 中的最大值和最小值。把求出的絕對差各列數(shù)據(jù)代入公式（2）可計算得出各類氣象災(zāi)害與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

3.3.5 求關(guān)聯(lián)度并排序

取等權(quán)關(guān)聯(lián)度，計算公式為：

也就是取求出的關(guān)聯(lián)系數(shù)各列的平均值。把求出的關(guān)聯(lián)系數(shù)的數(shù)據(jù)代入公式（3）計算，結(jié)果和排序如表2。

表2 各類氣象災(zāi)害與瀘州龍眼單產(chǎn)的關(guān)聯(lián)度及排序

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析法原理，關(guān)聯(lián)系數(shù)越大，其對參考目標的影響越大，根據(jù)表2 得出各類氣象災(zāi)害對瀘州龍眼產(chǎn)量影響程度從大到小排序依次為：低溫凍害＞風雹災(zāi)害＞連陰雨害＞高溫日灼＞洪澇災(zāi)害＞倒春寒害＞高溫沖梢＞干旱災(zāi)害。低溫凍害與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度最大，說明其影響程度最大，因此，瀘州龍眼生產(chǎn)上首先要注重防范低溫凍害。

4 小結(jié)與討論

從氣象災(zāi)害特征看，干旱和洪澇的發(fā)生頻率雖然較高，但受災(zāi)頻率不高，主要與龍眼為喬木，對干旱和洪澇的抗逆性較強。低溫凍害和風雹災(zāi)發(fā)生頻率雖然不高，但成災(zāi)率和絕收率都較高。

從氣象受災(zāi)和瀘州龍眼產(chǎn)量灰色關(guān)相分析，得到瀘州地區(qū)對龍眼產(chǎn)量影響最大的氣象災(zāi)害是低溫凍害，其次是風雹災(zāi)害，其他連陰雨害、高溫日灼、洪澇災(zāi)害等影響也較大，倒春寒害、高溫沖梢、干旱災(zāi)害對龍眼影響小。

低溫凍害影響大的原因主要是難以有效防控，風雹災(zāi)害雖然防控難，但發(fā)生范圍較小、時間短，影響面積相對較小，連陰雨害、高溫日灼、洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率較低，故影響程度相對較小，干旱災(zāi)害雖然發(fā)生頻率最高，但水源充足時能及時搶救，可挽回損失。說明在瀘州地區(qū)需要重點防范的氣象災(zāi)害是低溫凍害。同時，在品種改良上應(yīng)重點考慮抗凍害品種的篩選。

[1]朱建華,黃世安,彭宏祥,等.龍眼凍害程度與恢復(fù)生長、成花關(guān)系調(diào)查[J].廣西熱帶農(nóng)業(yè),2004,95(6):20—21

[2]匡昭敏,李 強.龍眼氣象災(zāi)害指標及發(fā)生規(guī)律研究綜述[J].中國南方果樹，2003,（06）：35-38.

[3]陳 虎.龍眼寒凍害研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(2):695-698.

[4]文志華.氣象因子與龍眼開花結(jié)果的關(guān)系研究[J].中國南方果樹,2000,(2):24-25.

[5]阮玲云.蕉城晚熟龍眼種植的氣候條件分析[J].福建果樹,2009,（3）：48-51.

[6]李先琨.農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害系統(tǒng)灰色分析方法的探討[J].廣西科學(xué),1995,2(2):51-55.

[7]潘護林.山東省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害災(zāi)情統(tǒng)計特征與灰色關(guān)聯(lián)分析[J].西北師范大學(xué)學(xué)報,2008,(5):94-98.

[8]陳 垚，于愛兵，王 敏，等.用灰度關(guān)聯(lián)分析法確定性能參數(shù)對金屬材料切割加工性的影響[J].制造技術(shù)與機床,2006,(9):25-28.

[9]李艷蘭，蘇 志，涂方旭.若干氣候因素對廣西荔枝龍眼產(chǎn)量的影響[J].廣西科學(xué)院學(xué)報,2002,(03)：14-17.

[10]陳寶國.2008年初極端寒冷天氣對荔枝龍眼成花的影響.中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會,2008防災(zāi)減災(zāi)論壇論文集,2008:33-38.

[11]溫福光.龍眼花芽分化期寒害及其減災(zāi)對策[J].熱帶作物科技，1993,(5)：42-44.

[12]Krajewski AJ，Rabe E.Citrus flowering:Acritical evalutiong[J].Hort Sci,1995,（11）：34-36.