廖要明，潘江萍，呂淵

（1中國氣象局氣候研究開放實(shí)驗(yàn)室/國家氣候中心，北京 100081；2湖南省邵陽縣氣象局，湖南邵陽 422100；3湖南省邵陽市氣象局，湖南邵陽 422000）

0 引言

油茶與油棕、油橄欖和椰子并稱為世界四大優(yōu)質(zhì)木本食用油料樹種，被譽(yù)為“東方橄欖油”。同時(shí)，油茶樹四季常青，耐干旱，具有較好的生態(tài)效益，是集經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益于一體的理想造林樹種，是山區(qū)群眾脫貧致富奔小康的經(jīng)濟(jì)樹種[1-2]，所以對油茶的氣候適宜性進(jìn)行研究，可以更好地為中國油茶生產(chǎn)和合理布局提供科學(xué)依據(jù)。

湖南省是中國的油茶中心產(chǎn)區(qū)，油茶種植面積和茶油產(chǎn)量、產(chǎn)值均居全國首位。邵陽縣地處湖南省中部偏西南，是湖南省油料基地縣，年產(chǎn)茶油將近2萬t，被譽(yù)為三湘“天然油庫”。邵陽縣歷來以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)原生態(tài)茶油而聞名全國，先后獲得“全國油茶基地示范縣”、“中國油茶之都”、“中國油茶之鄉(xiāng)”、“國家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品”、“國家油茶標(biāo)準(zhǔn)化示范縣”、“國家油茶示范交易中心”、“中國特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)”等一系列榮譽(yù)稱號(hào)[3-7]。2018年底，全國氣候與氣候變化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)從邵陽縣的氣候條件、生態(tài)環(huán)境條件以及油茶品質(zhì)等多個(gè)方面綜合考慮，評定邵陽縣油茶符合國家氣候標(biāo)志優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，并授予國家氣候標(biāo)志。所以，筆者系統(tǒng)構(gòu)建了油茶氣候條件和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)，對邵陽縣油茶生產(chǎn)的氣候條件和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，以期為當(dāng)?shù)赜筒枭a(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 資料

邵陽縣1961—2018 年逐日降水量、平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和日照時(shí)數(shù)等氣候資料來自國家氣象信息中心。邵陽縣油茶生產(chǎn)歷年高溫、干旱和低溫氣候風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)由國家氣候中心研發(fā)，并在業(yè)務(wù)服務(wù)中得到應(yīng)用[8]；干旱日數(shù)為基于綜合氣象干旱指數(shù)MCI統(tǒng)計(jì)的達(dá)到中旱及以上等級的日數(shù)[9]。

1.2 油茶氣候適宜性評價(jià)指標(biāo)的確定

1.2.1 油茶種植氣候適宜性指標(biāo)油茶喜溫暖濕潤氣候，光、溫、水等氣候因子是影響油茶生長發(fā)育和完成生命周期的主導(dǎo)因子。綜合前人對油茶種植氣候適宜性指標(biāo)的研究和分析[10-17]，從年平均氣溫、最冷月平均氣溫、最熱月平均氣溫、≥10℃年活動(dòng)積溫、年降水量、年日照時(shí)數(shù)和年相對濕度等7個(gè)方面構(gòu)建了油茶種植氣候適宜性評價(jià)指標(biāo)，并列出各指標(biāo)適宜和最適范圍（見表1）。

1.2.2 油茶生產(chǎn)氣候影響指標(biāo)油茶的生長發(fā)育過程可分為春梢生長期、花芽分化期、開花授粉期、果實(shí)生長期、油脂轉(zhuǎn)化期5個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，油茶產(chǎn)量是各個(gè)時(shí)期累計(jì)作用的結(jié)果，油茶能否豐產(chǎn)與不同生長發(fā)育期的氣候環(huán)境波動(dòng)關(guān)系密切。開花期和花芽分化期平均氣溫、盛花期降水量和降水日數(shù)、果實(shí)生長期平均氣溫和降水、果實(shí)油脂轉(zhuǎn)化期降水量等是影響油茶產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃覽18-22]?；谟筒枭L關(guān)鍵生育階段的主要影響氣候因子，構(gòu)建油茶生產(chǎn)氣候條件影響評價(jià)指標(biāo)，并列出各評價(jià)指標(biāo)適宜和最適的范圍（表2）。

表1 油茶種植氣候適宜性指標(biāo)及范圍

表2 油茶生產(chǎn)主要?dú)夂蛴绊懼笜?biāo)及范圍

1.2.3 油茶生產(chǎn)氣象災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)邵陽縣油茶生長發(fā)育過程中，可能遭受的主要?dú)庀鬄?zāi)害有高溫、干旱、低溫凍害、連陰雨等[4,6]。

8—9 月是邵陽油茶果實(shí)的油脂形成與積累的主要時(shí)期，日最高氣溫≥35℃的日數(shù)超過20 天將對油茶生產(chǎn)造成不利影響，所以將8—9月高溫日數(shù)和年高溫風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為油茶生產(chǎn)高溫災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)[8,22-23]。

干旱在一定程度上影響到油茶的生長和結(jié)實(shí)，持續(xù)干旱會(huì)引起油茶落花、落果，降低產(chǎn)量，也會(huì)使正在生長、結(jié)果中的油茶油脂轉(zhuǎn)化率降低，果實(shí)不飽滿，而且含油量低、品質(zhì)不佳；7—9月，油茶處于“抱子懷胎”季節(jié)，此時(shí)正是果實(shí)增長和油脂形成的關(guān)鍵時(shí)期，干旱缺水，勢必影響油茶果實(shí)的生長和油脂的轉(zhuǎn)化，林諺上有“七月干果，八月干油”之說，所以將7—9 月干旱日數(shù)和年干旱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為油茶干旱災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)[8,24]。

油茶耐低溫能力強(qiáng)，短時(shí)可耐-10℃的低溫，但持續(xù)低溫會(huì)對油茶生長和產(chǎn)量造成影響，當(dāng)花期溫度低于0℃的時(shí)間較長或最低氣溫達(dá)-2.5℃以下時(shí)，由于昆蟲媒介不能活動(dòng)或被凍死，將嚴(yán)重影響油茶的授粉率和結(jié)實(shí)率，進(jìn)而影響來年的產(chǎn)量，故將日最低氣溫≤0℃、≤-2.5℃低溫日數(shù)和年低溫風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)作為低溫災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)[8,15,25-26]。

陰雨寡照是影響油茶授粉和落花的主要?dú)夂蛞蛩?，特別是盛花期雨日多常導(dǎo)致油茶產(chǎn)量降低[5,21,27]，以最長連續(xù)降水日數(shù)和油茶盛花期降水日數(shù)、日照時(shí)數(shù)作為連陰雨災(zāi)害的評價(jià)指標(biāo)。

1.3 試驗(yàn)方法

利用邵陽縣1961—2018 年逐日氣候資料和當(dāng)?shù)赜筒枭a(chǎn)的物候期資料，結(jié)合油茶種植的氣候適宜性指標(biāo)、生產(chǎn)氣候條件評價(jià)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)邵陽縣油茶種植和生長各相關(guān)指標(biāo)在適宜和最適范圍出現(xiàn)的頻率，進(jìn)行當(dāng)?shù)赜筒枭a(chǎn)的氣候條件分析；根據(jù)邵陽縣油茶生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害，結(jié)合油茶災(zāi)害評價(jià)指標(biāo)、氣候風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，分析當(dāng)?shù)赜筒枭a(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)；利用最小二乘法[28]估計(jì)邵陽縣油茶生產(chǎn)氣候適宜性評價(jià)指標(biāo)的線性變化趨勢，并采用Mann-Kendall方法結(jié)合滑動(dòng)T 檢驗(yàn)對油茶種植適宜性指標(biāo)序列的突變點(diǎn)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植適宜性分析

邵陽縣常年（1981—2010年的平均值，下同）平均氣溫17.0℃，最暖年的平均氣溫為18.0℃（1998年），最冷年為16.1℃（1984 年），最暖和最冷年相差1.9℃，但均處于油茶生長的最適范圍(16～18℃)。1961—2018年，邵陽縣年平均氣溫總體呈上升趨勢，升溫速率為0.11℃/10 a（圖1），突變點(diǎn)發(fā)生在2006 年(α=0.01)，2006—2018 年，除了2011 和2012 年平均氣溫低于常年平均值(17.0℃)外，其余11 年平均氣溫均高于常年平均值。邵陽縣≥10℃積溫常年值為5656.5℃·d，最多年為6073.3℃·d（2013年），最少年為5290.4℃·d（1970年）。1961—2018 年，邵陽縣≥10℃積溫除1998 年和2013年高于6000℃·d外，其余56年均處于油茶生長發(fā)育需要的最適年積溫范圍(5000～6000℃·d)。1961—2018 年，邵陽縣年活動(dòng)積溫呈明顯的增多趨勢，增多幅度為36.0℃·d/10 a（圖略）。

邵陽縣全年各月平均氣溫，1—7月逐月升高，8—12 月則逐月降低，最冷月份為1 月，最熱月份為7 月。邵陽縣最冷月常年平均氣溫為5.1℃；1961—2018 年，最冷月平均氣溫最低為1.0℃（1977 年），最高為8.0℃（2002年），均處于油茶種植適宜的最冷月平均溫度范圍，其中除1977 年和2011 年最冷月平均氣溫低于2℃外，其余56 年均處于油茶種植最適溫度范圍(2～8℃)。邵陽縣最熱月常年平均氣溫為28.0℃；1961—2018年，最熱月平均氣溫最高為30.3℃（2013 年），最低為25.2℃（2015 年），均處于油茶種植適宜的最熱月平均溫度范圍，其中除2013年最熱月平均氣溫超過30℃以外，其余年份均處于最適的溫度范圍(24～30℃)。

邵陽縣降水豐沛，常年平均降水量1290.6 mm；1961—2018 年，最多年達(dá)1882 mm（1994 年），最少年905.5 mm（2011年），最多年是最少年的2倍多，但也均處于油茶種植的適宜范圍，其中有33 年（占總年數(shù)的56.9%）降水量在1200～1800 mm，為油茶種植的最適宜降水量；邵陽縣年降水量總體呈減少趨勢，減少幅度為14.5 mm/10 a（圖2），突變點(diǎn)發(fā)生在2010 年，2010—2018 年，除2012 年和2015 年降水量略多于常年平均外，其余7年平均降水量均低于常年值，其中2011年降水量僅905.5 mm，為1961年以來最少。

邵陽縣常年平均日照時(shí)數(shù)為1486.2 h，平均每天日照時(shí)間4.1 h；1961—2018 年，最多年日照時(shí)數(shù)有1930.2 h（1971 年），最少年日照時(shí)數(shù)只有1042.6 h（2015年），其中53年（占總年數(shù)的91.4%）日照時(shí)數(shù)處于油茶種植的適宜范圍，32 年（占總年數(shù)的55.2%）日照時(shí)數(shù)處于油茶種植的最適范圍；邵陽縣年日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢，減少速率為42.0 h/10 a（圖3），氣候突變點(diǎn)發(fā)生在1982 年，1961—1981 年，邵陽縣平均年日照時(shí)數(shù)為1608.9 h，而1982—2018 年平均年日照時(shí)數(shù)只有1439.2 h，較突變點(diǎn)前平均少169.7 h。

邵陽縣常年平均相對濕度為80.9%；1961—2018年，平均年相對濕度最大為86.5%（2015 年），最小為74.4%（2011年），均處于油茶種植的適宜濕度范圍，其中有56年（占總年數(shù)的96.6%）相對濕度處于油茶種植的最適濕度范圍；邵陽年相對濕度總體有略微增加的變化趨勢（圖略）。

表3列出了1961—2018年邵陽縣油茶種植適宜性氣候條件線性變化趨勢及各指標(biāo)不同適宜程度出現(xiàn)年數(shù)的百分率。

2.2 影響油茶生產(chǎn)的氣候條件分析

邵陽縣油茶花芽分化期主要集中在7 月份，該時(shí)期邵陽縣常年平均氣溫為28.0℃；1961—2018年，邵陽縣油茶花芽分化期平均氣溫最高為30.3℃（2013 年），最低為25.2℃（2015 年），均處于油茶花芽分化適宜的溫度范圍，其中有49 年（占總年數(shù)的84.5%）處于最適的溫度范圍(27～30℃)；邵陽縣油茶花芽分化期平均氣溫總體變化趨勢不明顯。

表3 1961—2018年邵陽縣油茶種植適宜性氣候條件線性變化趨勢及不同適宜程度出現(xiàn)年數(shù)占比

10—11 月，邵陽縣油茶處于開花期，其中盛花期主要出現(xiàn)在11月。油茶開花期，邵陽縣常年平均氣溫為15.4℃；1961—2018年，邵陽縣油茶開花期平均氣溫最高為17.4℃（1998年），最低為13.1℃（1981年），均處于油茶開花適宜的溫度范圍，其中有55 年（占總年數(shù)的94.8%）處于最適的溫度范圍(14～18℃)；邵陽縣油茶開花期平均氣溫總體有上升的變化趨勢，線性變化幅度為0.11℃/10 a。油茶盛花期，邵陽縣常年平均降水量為66.3 mm，為油茶生產(chǎn)的最適降水量，但年際間差異較大，最多年降水量達(dá)190.5 mm（1963 年），最少年僅0.4 mm（1988年）；1961—2018年，有39年處于盛花期降水量適宜范圍，29 年處于最適范圍，分別占總年數(shù)的67.2%和50.0%。油茶盛花期，邵陽縣常年降水日數(shù)10.7天，處于油茶生產(chǎn)的適宜范圍，但較最適范圍還是偏多明顯；1961—2018 年，邵陽縣油茶盛花期最多年降水日數(shù)達(dá)25 天（1963 年和1967 年），其中有37 年處于適宜范圍，6 年處于最適范圍，分別占總年數(shù)的63.8%和10.3%。總體來說，1960—2018 年，邵陽縣油茶盛花期降水量略有增加趨勢，但降水日數(shù)有減少趨勢。

邵陽縣油茶果實(shí)膨大高峰期基本處于6月至8月上旬，該時(shí)期邵陽縣常年平均降水量350.3 mm，處于適宜范圍內(nèi)，但較最適降水量范圍還是偏少；1961—2018 年，有54 年處于適宜范圍，但只有5 年處于最適范圍，分別占總年數(shù)的93.1%和8.6%；從長期趨勢來看，邵陽縣油茶果實(shí)膨大高峰期降水量總體呈增多趨勢，增多速率為3.16 mm/10 a，對油茶生產(chǎn)有利。油脂轉(zhuǎn)化期是油茶需水的關(guān)鍵期，邵陽縣油茶油脂轉(zhuǎn)化期主要集中在8月至10月中旬，該時(shí)期邵陽縣常年平均降水量為240.9 mm，處于最適的降水量范圍；1961—2018年，有49年處于適宜范圍，其中27年處于最適范圍，分別占總年數(shù)的84.5%和46.6%；從長期趨勢來看，邵陽縣油茶果實(shí)油脂轉(zhuǎn)化期降水量總體呈減少趨勢，減少速率為4.73 mm/10 a。

表4列出了1961—2018年邵陽縣油茶生產(chǎn)氣候影響條件的線性變化趨勢及各指標(biāo)不同適宜程度出現(xiàn)年數(shù)的百分率。

表4 1961—2018年邵陽縣油茶生產(chǎn)氣候條件線性變化趨勢及不同適宜程度出現(xiàn)年數(shù)占比

2.3 主要災(zāi)害及其風(fēng)險(xiǎn)分析

2.3.1 高溫邵陽縣油茶產(chǎn)區(qū)8—9 月常年平均高溫日數(shù)為9.1 天；1961—2018 年，除了1963、1966、1998、2010年高溫日數(shù)在20天以上外，其余年份均未超過20天，且總體來說高溫日數(shù)有略微減少的趨勢，對當(dāng)?shù)赜筒枭a(chǎn)是有利的。一般來說，油茶生長適宜的極端最高氣溫不能高于40℃，邵陽縣除了1963年和2013年分別出現(xiàn)過40.1、40.3℃的極端最高氣溫外，其余年份極端最高氣溫均在40℃以下，處于油茶生長的極端最高氣溫上限范圍之內(nèi)。

邵陽縣高溫風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)除1963、1998、2013年在5.0以上，風(fēng)險(xiǎn)較高外，其余年份均在5.0以下，高溫風(fēng)險(xiǎn)較低。1961—2018年，邵陽縣高溫風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)總體呈減小趨勢（圖4），對油茶生產(chǎn)有利。

2.3.2 干旱邵陽縣地處衡邵丘陵盆地西南邊緣向山地過渡地帶，受副高中心的下沉氣流控制，加上地處南嶺山地背風(fēng)一側(cè)，焚風(fēng)效應(yīng)明顯，是湖南省干旱最嚴(yán)重的地區(qū)之一。7—9月是油茶生長的關(guān)鍵時(shí)期，邵陽縣中旱及以上干旱日數(shù)為22 天，占年干旱日數(shù)的將近一半。1961—2018年，邵陽縣7—9月中旱及以上干旱日數(shù)在60天以上的有4年，分別為1963（92天）、1972（68天）、1992（64 天）、2003（66 天）年；在50～60 天的有6年?？傮w來說，1961—2018 年，邵陽縣7—9 月中旱及以上干旱日數(shù)有減少的趨勢，對當(dāng)?shù)赜筒璧纳a(chǎn)有利。

1961—2018年，邵陽縣干旱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)沒有明顯的變化趨勢，其中1963、1992、2013年干旱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別居前3位（圖5）。2013年夏季，持續(xù)2個(gè)月的高溫天氣使湖南、湖北、貴州等地遭遇嚴(yán)重干旱，造成了大量的落果和病果，湖南油茶產(chǎn)量下降了1/3。其中邵陽縣自6月22日開始的持續(xù)干旱和自7月開始的持續(xù)高溫天氣，油茶正處于果實(shí)增長和油脂形成的關(guān)鍵時(shí)期，高溫干旱導(dǎo)致油茶果實(shí)不飽滿和油脂轉(zhuǎn)化低下，進(jìn)而影響產(chǎn)量和質(zhì)量，更主要的是持續(xù)高溫干旱，使油茶樹大面積的枯萎死亡，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失近5000萬元。

2.3.3 低溫凍害 邵陽縣常年日最低氣溫≤0℃和≤-2.5℃的日數(shù)分別為16.2天和3天，最多年分別有41天（1969年和1984年）和16天（2008年）。1961—2018年，邵陽縣日最低氣溫≤0℃和≤-2.5℃的日數(shù)均有減少趨勢，減少速率分別為1.4 d/10 a 和0.3 d/10 a，說明在氣候變化背景下，邵陽油茶生產(chǎn)的低溫災(zāi)害有減輕的趨勢，對油茶生產(chǎn)有利。

邵陽縣油茶產(chǎn)區(qū)低溫風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)總體也呈減小趨勢，其中1964、1969、1977、2008 年在5.0 以上，風(fēng)險(xiǎn)較高（圖6）。歷史上這些年份，邵陽縣油茶產(chǎn)區(qū)均發(fā)生了嚴(yán)重低溫冰凍天氣，油茶生長受到嚴(yán)重影響。

2.3.4 連陰雨1961—2018年，邵陽縣油茶盛花期日照時(shí)數(shù)不足100 h和降水日數(shù)大于13天的分別有25年和21年，占總年數(shù)的43.1%和36.2%，花期陰雨寡照是影響邵陽縣油茶生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一。1961—2018年，邵陽縣油茶盛花期日照時(shí)數(shù)有增多趨勢，線性增加速率為1.04 h/10 a，降水日數(shù)有減少趨勢，減少速率為0.62 d/10 a（圖7），在氣候變化背景下，影響邵陽縣油茶生產(chǎn)的連陰雨災(zāi)害有減輕趨勢，對當(dāng)?shù)氐挠筒枭a(chǎn)有利。

邵陽縣常年最長連續(xù)降水日數(shù)為12.4 天，2005、2008、2012年最長連續(xù)降水日數(shù)超過20天，分別達(dá)23、22、21天；1960—2018年，邵陽縣最長連續(xù)降水日數(shù)總體呈減少趨勢，線性減少速率為0.21 d/10 a。

3 結(jié)論與討論

（1）1961—2018 年，邵陽縣年平均氣溫、≥10℃活動(dòng)積溫、最冷月平均氣溫、最熱月平均氣溫、年降水量、年日照時(shí)數(shù)和相對濕度等評價(jià)指標(biāo)90%以上的年份均處于油茶種植的適宜范圍，其中年平均氣溫、≥10℃活動(dòng)積溫、最冷月平均氣溫、最熱月平均氣溫和年相對濕度95%以上的年份處于最適范圍。說明邵陽縣氣候條件非常適宜油茶的種植，當(dāng)?shù)貞?yīng)當(dāng)充分挖掘油茶生產(chǎn)的氣候優(yōu)勢，合理利用氣候資源，在充分考慮氣候承載力和生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，科學(xué)謀劃，統(tǒng)一規(guī)劃，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。

（2）1961—2018 年，邵陽縣所有年份油茶花芽分化期和開花期平均氣溫均處于適宜范圍，其中84%以上的年份處于最適范圍；果實(shí)膨大高峰期和油脂轉(zhuǎn)化期，降水量處于適宜范圍的年數(shù)分別達(dá)93.1%和84.5%，但油茶盛花期降水量和降水日數(shù)偏多，對油茶生長和產(chǎn)量形成有不利影響。在氣候變化背景下，邵陽縣油茶盛花期降水日數(shù)有減少趨勢，對油茶生產(chǎn)有利?？傮w來說，邵陽縣大部分年份氣候條件有利于油茶生長和產(chǎn)量形成。

（3）邵陽縣油茶生產(chǎn)過程中主要的氣象災(zāi)害有高溫、干旱、低溫凍害和連陰雨等，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)相對較低，而且在氣候變化背景下這些災(zāi)害均有減輕的趨勢。當(dāng)?shù)卣畱?yīng)當(dāng)針對不同的氣象災(zāi)害，加強(qiáng)與氣象部門的合作，及時(shí)了解氣候變化趨勢，研究制定科學(xué)的防護(hù)措施，當(dāng)出現(xiàn)高溫干旱等災(zāi)害性天氣時(shí)，提前采取樹兜滴灌、樹干輸液等應(yīng)對措施，降低災(zāi)害對油茶生產(chǎn)的不利影響；加強(qiáng)氣象災(zāi)害的監(jiān)測、預(yù)測和風(fēng)險(xiǎn)評估，提高油茶生產(chǎn)應(yīng)對氣候變化的能力，實(shí)現(xiàn)邵陽縣優(yōu)質(zhì)油茶的可持續(xù)發(fā)展。