2014年4月强寒潮天气对阿勒泰地区沙棘花期冻害的影响分析

唐秀，王建林，李健丽，李建民

（阿勒泰地区气象台，新疆阿勒泰 836500）

2014年4月强寒潮天气对阿勒泰地区沙棘花期冻害的影响分析

唐秀，王建林，李健丽，李建民

（阿勒泰地区气象台，新疆阿勒泰 836500）

通过对2014年阿勒泰地区沙棘萌动期—开花期—坐果期跟踪观测和历年发育期、冻害调查，发现2014年阿勒泰地区沙棘发育期较历年明显偏早10 d左右，且花期遭遇轻度冻害。通过对有记录以来的气候资料分析确定阿勒泰地区大部分地方沙棘花期在4月20日以后，其中，青河在5月1日以后。本文将2014年4—5月气温与历年同期气温相比较，发现2014年4月气温存在前期高，后期低，且回升趋势和历年趋势相反的异常现象。进一步分析1954—2014年4月21日—5月15日之间的5县1市-5℃、-4℃、-3℃以下最低气温发生概率，结合2014年花期冻害程度，发现沙棘花期冻害率与最低气温和其降幅成正相关，其冻害率均在20%以下，确定阿勒泰地区沙棘花期冻害指标为-4℃。这为沙棘花期冻害预警、产量预报提供了科学依据。

强寒潮；沙棘；花期冻害

沙棘是胡颓子科沙棘属的多年生灌木或小乔木，根系发达，具有根瘤，为非豆科固氮植物，是一种良好的生态经济作物。抗寒耐旱，喜阳耐碱，果实含有112种生物活性物质，特别是富含多种维生素和有机酸，其中VC、VA和VK含量几乎居一切水果之冠。沙棘油中含有80%以上的不饱和脂肪酸和丰富的VE，具有降血脂，保护心血管等功效。目前阿勒泰地区共种植沙棘1.33×104hm2，挂果面积0.67×104hm2，大果沙棘单粒重量可达1 g或以上，鲜果和加工产品远销国内外。十二五计划2020年种植面积达6.7×104hm2。沙棘在阿勒泰地区的林果业生产中占很大比例，已经形成一定规模，每年出口、加工副产品创造价值2 000多万元。相关研究也开始关注沙棘与气候的关系[1-7]。而极端天气气候事件对沙棘花期的危害相关文章相对较少。沙棘属早花林果的范畴，不同种类的早花作物，在同一地区其冻害和对幼果座果影响有所不同[8-9]。随着全球气候的变暖，极端天气气候事件给早花林果造成的灾害频繁发生。2014年4月23—24日，阿勒泰地区出现4月下旬少见的寒潮大风天气，造成全地区早花林果业普遍受冻。被称为抗寒植物先锋的沙棘刚开花，就遭到寒潮大风的危害，据笔者及时观测和走访调查，发现不同地区沙棘冻害有所不同。海拔高且气温低的青河沙棘反而未受冻害，而气温相对高、海拔低的哈巴河、阿勒泰却冻害严重。迎风坡的部分枝条和雌花受冻，细枝和展开的叶面在寒潮大风过后已经干枯卷曲，花蕊变色，影响座果。据从事10 a管理沙棘的工作人员观测记录描述，2014年4月24日的冻害在近10 a中最为严重。本文通过对此次寒潮天气对阿勒泰市、哈巴河县、布尔津县、富蕴县、青河县沙棘冻害的监测和调查，对比分析了2014年沙棘花期与历年沙棘花期的变化以及对座果率的影响，给出阿勒泰地区沙棘花期冻害指标。为进一步深入研究沙棘花期冻害预警、产量预报提供科学依据。

1 所用资料和方法

选用阿勒泰市、布尔津县、哈巴河县、富蕴县、青河县种植沙棘较多的5个县市国家基本气候观测站1954—2014年4月、5月逐日平均气温、最低气温、最低气温低于-5℃、低于-4℃、低于-3℃日数。

根据《农业气象观测规范》要求，获取的2014年4—5月沙棘花期每5日观测资料和6—7月不定期监测资料及2008—2014年沙棘花期发育观测资料和冻害调查资料。

2 阿勒泰地区沙棘花期和花期冻害的定义

《农业气象观测规范》规定,当作物观测区域有10%的花开放定义为进入始花期，当作物观测区域有50%花开放定义为盛花期，当作物观测区域有80%花开放定义为末花期。

观测区域所选样本植株（长有叶和花的枝条）受冻率≥80%定义为重度冻害；观测区域所选样本植株受冻率在≥20%、＜80%定义为中度冻害；观测区域所选样本植株中受冻率低于20%定义为轻度冻害。

3 阿勒泰地区2014年4月气温变化特点

阿勒泰地区4月气温降幅较大，冷空气活动较为频繁，2014年4月阿勒泰地区共出现降温天气过程三次，一次比一次降温幅度大，前两次（4月8—10日、14—16日）降温幅度小，16日前后的降温天气造成最低气温达-4℃。第三次降温明显，出现在4月23—24日，各地日平均气温24 h下降11.0℃以上，最低气温除布尔津在-3.9℃外，其余4县市均下降到-5.0℃以下，极端最低气温出现在青河为-7.1℃（表1），各县均出现大风，区域自动站极大风速出现在640台，为34.6 m/s。

从气温的日最高、最低和平均值分析看，趋势均为下降。历年4月的日平均气温趋势是以每日约0.3℃速度回升，而2014年4月的气温趋势是以每日0.1℃的速度下降，4月气温前期高后期低，和历史同期有相反趋势。

从各旬气温看，2014年4月上旬各县市平均气温在9.1～11.8℃之间，各县市较历年同期偏高5.5～7.0℃，相当于历年5月上旬气温（历年盛花期多在5月上旬），有利于沙棘花原基生成；中旬气温在5.4～8.6℃之间，较历年同期平均值偏低0.2～0.9℃；下旬气温在7.0～9.4℃之间，较历年同期偏低1.5～2.6℃。

4 2014年阿勒泰地区沙棘花期变化分析

由于地形、地貌、海拔高度的不同，阿勒泰地区开春期有所不同。青河县较其它县市低1个纬度，如果在影响温度的环境因素相同的情况下，青河气温应比阿勒泰市等其它县气温高，开春期也要早，但由于海拔高度的不同（青河1 220 m以上，阿勒泰市730 m），阿勒泰市月平均气温较青河高3℃以上，开春期较青河早5 d以上。从而造成沙棘花期早于青河。历年花期在5月上旬到中旬，2014年阿勒泰地区沙棘花期普遍早于历年（表2），阿勒泰市沙棘花叶萌动期较历年偏早近半个月，青河早一周，各地的始花期、盛花期、终花期、座果期均较历年偏早10 d左右（哈巴河的沙棘花期也比历年要早，由于没有连续资料，暂不作对比）。主要原因在于4月气温明显高于历年，4月上旬气温相当于历年5月上旬的气温，导致沙棘萌动早、花期也早。阿勒泰花期较青河早的另一个原因是阿勒泰市的观测点在市内的将军山上，受城市热岛效应的影响，气温较平原戈壁一带要高。

5 2014年4月23—24日寒潮天气过程对阿勒泰地区沙棘花期的冻害和座果率影响

4月21—22日受冻前阿勒泰地区除青河外，各地沙棘雄株已有部分花蕾展开，雌株也有大部分展叶，个别开花。4月24—26日观测到（除青河外）10%的雌花开放，雄花处于盛花期。在所选样本区，冻害主要出现在迎风一侧（即西北面），各县所选10株雌株样本中有4～9株受冻，每株受冻枝条在1～3枝，平均受冻率在4%～19%（表3），受冻部位主要集中在枝条中上部的迎风面，刚展开的嫩叶和花蕊明显萎缩变色，由于风大，部分受冻叶面、雌花蕊已经卷曲干枯，大多数植株倾向顺风方向，果穗受冻后的败果率近39%（表4）。直到5月19日、6月23日、7月3日观测，受冻枝条未见复活，受冻后干枯的枝条落叶无果。根据样本资料分析，按受冻害程度计算为轻度冻害。

6 寒潮天气对阿勒泰地区沙棘花期冻害风险分析

沙棘植株的抗寒能力极强，从2014年3月底到5月的跟踪观测看，即使在花叶膨胀、萌动期也较抗寒，只是在展叶和开花期抵御严寒能力较差，从表1可以看出，4月23……24日寒潮天气过程中，青河的最低气温下降到-7.1℃，比其它县都低，但没有观测到沙棘植株受冻，原因是青河的沙棘发育晚，尚未开花。而其它县的沙棘花期受轻度冻害，原因之一是4月上旬气温异常偏高，相当于历年5月上旬气温，这种4月上旬气温异常偏高且趋势与历年同期趋势相反的年份在近15 a仅此一次。2008年4月20日寒潮天气，阿勒泰市最低气温达-6.3℃沙棘出现冻害，2010年4月气温特低，到4月12日才开春，4月21日还有霜冻，但沙棘刚刚萌动，未造成冻害。

从气候条件分析推测，2014年的沙棘萌动也应该是近15 a来最早的一年。中旬气温虽然维持不升，但仍能满足始花和展叶期生理需求[5]，因此开花和展叶均较历年偏早，提高了沙棘花期冻害的风险，而青河海拔高，气温回升慢，寒潮天气来临时沙棘生育期还未到始花期，因此也未遭冻害（从而也确定青河沙棘始花期最早在5月1日之后）。

因此阿勒泰地区沙棘的始花期最早除青河在5月1日开始外，其它县可以确定在4月20日以后，2014年4月24日布尔津最低气温出现-3.9℃，是以上五县市最低气温最高的一个县，冻害也较轻，因此指标确定为-4.0℃。沙棘开花关键期定为（4月21～5月15日）。最低气温在-4℃以下的日数富蕴最多概率为64%，布尔津最少为29%，青河为5月1—15日的概率为41%。

从-3℃以下的概率看，阿勒泰市61 a来有47次（47/61=77%），发生冻害的概率为77%；哈巴河为72%，布尔津为28%，富蕴为111%，青河为67%（表5）。从-5℃发生概率看阿勒泰市61 a来有11次（11/61=18%），发生冻害的概率为18%；哈巴河为28 %，布尔津为28%，富蕴为48%，青河为92%，由于青河花期为5月1日后，因此冻害概率为11%（表6）。

7 结论

（1）随着近些年气候变暖和暖冬的出现，阿勒泰开春期也明显提前，倒春寒发生几率增加，2014年阿勒泰地区开春期较历年平均状况明显偏早，导致沙棘花期普遍提前，强寒潮的出现提高了沙棘花期冻害风险，影响沙棘座果率。

（2）对于雌雄株而言，雌株开花和展叶几乎同时，花蕊嫩弱，容易受冻，寒潮天气出现在盛花期冻害重于始花期。雄株先开花后展叶，而花房坚硬而厚实，对其几乎不造成冻害。根据5月19日和6月18日的坐果情况观测，2014年4月24日寒潮天气不仅冻伤植株，对雌花及后期座果率也造成影响，寒潮期间盛开的雌花几乎全部败果。

（3）从全地区调查情况看，花期越早的地区冻害越重，从冻害部位看，迎风一侧冻害较为严重，从环境看，有高大树木遮挡庇护处冻害较轻或无冻害。

（4）23—24日寒潮出现时，由于品种的不同，花期有明显的不同，有些雌花刚盛开，有些却还没有萌动，花期早的品种容易受冻，而花期晚的受冻率明显低或不受冻害。对植株的冻害率也是萌动早的易受冻，萌动晚的冻害较轻。

（5）青河沙棘的花期在5月1日以后，其冻害发生几率较小，当最低气温下降到-4℃时的冻害概率为11%，其它各县花期在4月20日以后的冻害概率为16%～34%，因此阿勒泰地区沙棘花期冻害预警指标为-4℃。

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Impact of the Strong Cold Wave Weather in Altay Region on the Hippophae Rhamnoides Flowering Cold Injury in April 2014

TANG Xiu，WANG Jianlin，Ll Jianli，LI Jianmin
（Altay Meteorological Bureau，Altay 836500，China）

Through the research of Hippophae rhamnoides’growing period and cold injury,and the observation of its’seeding period to flowering period to bear fruit period in 2014,it showed that Hippophae rhamnoides in Altay area in 2014 have 10 days growth period earlier than before over the years,and encountered freeze injury during flowering phase.The flowering period of Hippophae rhamnoides in most place of Altay area is on April 20th afterwards,and Qinghe is in May 1st afterwards by analyzing the climate data.This paper made a comparison of the temperature in April to May in 2014 and before over the years.It found that the temperature in April in 2014 was high in earlier,but low in later,meanwhile the rising tendency contrasted to over years'tendency.Then we moved a further analyzed in occurrence probability of the minimum temperature under-5℃、-4℃、-3℃from April 21st to May 15th in 1954-2014 in 5 counties of 1 city.Integrated the cold injury degree of flowering,we found that Hippophae rhamnoides’flowering cold injury ratio was proportional to the minimum temperature and its decreasing degree.And the cold injury ratio was under 20%,cold injury early-warning index-4℃.This research provides the scientific basis of early warming and output forecasting of Hippophae rhamnoides’flowring cold injury.

strong cold wave；Hippophae rhamnoides；flowering cold

S426

B

1002-0799（2015）04-0050-05

唐秀，王建林，李建丽，等.2014年4月强寒潮天气对阿勒泰地区沙棘花期冻害的影响分析[J].沙漠与绿洲气象，2015，9（4）：50-54.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.04.008

2014-08-27；

2014-12-12

新疆气象局科技项目（MS201413）资助。

唐秀（1965-），女，高级工程师，主要从事气候变化和为农服务研究工作。E-mail：xjalttx@sina.com