2019年历史罕见的高温干旱对婺源绿茶的影响分析

黄京平，程 丹，陶 瑶*

(1.江西省上饶市气象局，江西 上饶 334000；2.江西省婺源县农业农村局，江西 婺源 333200)

江西省婺源县地处赣、浙、皖三省交界处，拥有“中国最美乡村”之誉，是中国绿茶金三角核心产区，独特的气候和地理条件造就了婺源绿茶颜色碧而天然、口味香而浓郁、水叶清而润厚的优异品质[1]。婺源绿茶历史悠久，早在唐代茶叶专家陆羽所著的《茶经》一书中，就有“歙州茶生于婺源山谷”的记载。近年来，婺源融入国家“一带一路”茶业发展战略，深挖茶业发展潜力，让“千年茶乡”香飘海内外，远销欧盟，竭力打造成国际知名品牌和茶业扶贫婺源样板[2]。婺源荣获2019年度中国茶业百强县，并且婺源绿茶入选中国农业品牌目录、江西农产品“十大区域公用品牌”。截止2019年底，婺源县茶园面积13133.3 hm2，茶叶产量18500 t，婺源绿茶品牌价值20.63亿元。

在全球气候变暖的背景下，夏季极端高温、干旱等灾害性天气频繁发生，严重影响茶树的生长发育，致使茶叶品质和产量下降，甚至最终使茶树死亡，给茶叶生产带来了严重的影响[3-4]。杨跃华等[5]报道，当茶树遭受干旱影响时，茶树叶片碳氮合成代谢减弱，新梢中茶多酚、氨基酸、咖啡碱和水浸出物等品质成分减少，而且儿茶素品质指数降低，氨基酸组成也发生变化。姜燕敏等[6]采用趋势分析方法和Mann-Kendall检验，分析了1971～2017年浙南茶树高温热害日数的气候变化特征。何辰宇等[7]分析了茶树高温干旱灾害产生的原因、对茶叶生产的影响及应对措施。姜燕敏等[8]研究了2013年7～8月丽水市高温干旱的发生发展情况及其对茶叶生产的影响。目前，关于江西省茶叶高温干旱灾害的研究还鲜见报道，开展茶叶气象灾害保障服务工作缺乏相关技术及理论指导。因此，我们以婺源绿茶为例，研究了2019年夏秋季高温干旱的气候变化特征及其对茶叶生产生长的影响，以期为提高茶叶气象服务的专业性和针对性提供科学依据和技术支撑。

1 资料与方法

1.1 资料与来源

根据2019年婺源县各乡镇的茶园面积和产量，以及气候对茶叶生产的影响评估，选取11个种植面积超过350 hm2的茶叶主产乡(镇)作为研究对象(图1)。以2019年7～12月婺源县国家气象自动观测站逐日最高气温、降水量、日照时数、平均相对湿度数据和鄱阳、德兴、玉山和信州区现有的4个国家自动气象观测站的蒸发量，以及婺源县11个乡镇的区域自动气象观测站逐日最高气温、降水量的观测资料为基础，研究婺源县高温、干旱的发生发展情况。

1.2 茶树高温热害气象指标

茶树高温热害是指气温上升到30 ℃以上、最高气温上升到35 ℃以上，使茶树芽叶、枝条等受到损害的一种农业气象灾害。根据前人的研究成果[9-11]，采用日最高气温及其持续时间将茶树高温热害划分为轻度、中度和重度3个等级(表1)。

表1 茶树高温热害等级划分

1.3 茶树干旱气象指标

当茶树水分长期处于不平衡状态时，就会引起植株体内水分亏缺，代谢活动受到影响，生长发育受到抑制。降水量距平百分率是表征某时段降雨量较常年同期偏多或偏少的指标之一，可直观反映降水异常引起的干旱。综合前人的研究成果[12]，本研究采用降水量距平百分率将茶树干旱划分为5个等级(表2)。

表2 茶树干旱等级划分

2 要素特征分析及对茶叶生产的影响

2.1 婺源县高温干旱的气候变化特征

2.1.1 高温持续时间长、强度大 受稳定的副热带高压脊控制，2019年7月17日～10月5日婺源县出现了46 d日最高气温≥35 ℃的高温天气，高温日数比常年偏多1倍。持续高温时段主要集中出现在7月23日～8月3日、8月5～9日、8月13～28日、9月10～15日，其中以8月13～28日高温天气最为显著，不仅持续时间长，而且强度大。图2为各乡镇不同等级的高温日数分布情况(大鄣山无高温观测项)，思口镇的高温日数最多，强度最强，日最高气温≥35 ℃、≥38 ℃和≥40 ℃的高温日数分别为62、37和7 d，极端最高气温达40.4 ℃(出现在7月31日)；其次为紫阳镇，日最高气温≥35 ℃、≥38 ℃的高温日数分别为54和15 d。从最高气温的空间分布来看，除了秋口镇33 ℃外，其余9个茶叶主产区都被高温占据，其中以思口镇的高温强度最强(图3)。据统计，全县茶叶主产区最高气温≥35 ℃的区域占90%，≥38 ℃和≥40 ℃的区域分别占50%和10%。

2.1.2 降水量、雨日数异常偏少 2019年婺源县干旱时段集中在7月17日～12月18日，降水量为86.8 mm，为1959年有历史气象记录以来的最低值，降水量距平百分率为-0.78，达到中度茶树干旱气象等级。由图4可知，婺源县2019年7月下旬～12月上旬逐旬累计降水量均少于常年，其中以8月份降水偏少最为显著，较常年偏少83.7%；全县雨日数为30 d，比常年偏少20.2 d，尤其是9月6日～10月11日，全县连续36 d无降水。图5给出了婺源县各茶叶主产区2019年7月17日～12月18日降水量和雨日数的分布情况(秋口和赋春两镇降水量缺项)。由图5可知，大鄣山降水量最少，仅为26.3 mm，其次为江岭30.1 mm；降雨日数以大鄣山最少，仅15 d，其次为思口镇和浙源乡(18 d)。

图5 2019年7月17日～12月18日婺源县茶叶主产区降水量和雨日数的分布

2.1.3 平均相对湿度低，蒸发量大 婺源县2019年7月下旬～12月上旬逐旬日平均相对湿度的变化，如图6所示。2019年婺源县除了7月下旬日平均相对湿度略高于常年外，其他时间段的日平均相对湿度均低于常年同期，并且在9月中下旬、11月上中旬，日平均相对湿度较常年显著偏低，差值均在15%以上，尤其是9月下旬，日平均相对湿度低至57.7%，较常年偏低21.6%。

图6 2019年7月下旬～12月上旬婺源县逐旬日平均相对湿度的变化

上饶市现有4个国家自动蒸发量气象观测站，分别是鄱阳、德兴、玉山和信州区，图7为这4个自动气象观测站在2019年7月17日～12月18日降水量和蒸发量的变化特征。图7表明，全市蒸发量最大的为信州区的632.5 mm，蒸发量是降水量的9.3倍，降水蒸发差为-564.3 mm；蒸发量最小的为德兴的556.8 mm，蒸发量是降水量的3.9倍，降水蒸发差为-413.9 mm。由此可见，2019年7月17日～12月18日，受高温和持续少雨的影响，蒸发量长期持续大于降水量，全市水量处于严重亏欠状态。

图7 2019年7月17日～12月18日上饶市蒸发量与降水量的差异

2.1.4 日照时数显著偏多 2019年7月17日～12月18日婺源县日照时数为1119 h，比常年偏多258.3 h，位列有完整气象记录以来的第一高值。婺源县2019年7月下旬～12月上旬逐旬日照时数的变化特征，如图8所示。2019年婺源县除了10月下旬和11月下旬日照时数略少于常年外，其他时间段日照时数一致偏多，而且在8月中旬、9月中旬和下旬、11月和12月上旬，日照时数较常年显著偏多，差值均在20 h以上，尤其是9月中旬，日照时数高达96 h，较常年偏多42.4 h。

图8 2019年7月下旬～12月上旬婺源县逐旬日照时数的变化

2.2 婺源县高温干旱对茶叶生产的影响分析

2.2.1 茶叶高温干旱的气象特征 2019年7月17日以来，婺源县出现了持续高温天气。茶叶主产区以思口镇高温最为显著，38 ℃以上的高温日数达37 d，其中有7 d最高气温高于40 ℃。婺源县茶叶主产区的高温热害等级情况如图9所示。由图9可以看出，西部的思口、紫阳、清华和赋春镇出现了重度高温热害，日最高气温≥35 ℃的高温热害持续天数分别长达24、18、17和16 d；江湾镇高温热害天数为14 d，达到中度高温热害指标；其余5个乡镇最高气温≥35 ℃的持续天数少于10 d，没有达到高温热害指标。持续的高温、日灼、少雨天气，造成全县水量处于严重亏欠状态。据统计，7月17日～12月18日，婺源县降水量距平百分率为-0.78，达到中度茶树干旱气象等级。

图9 2019年7～10月婺源县茶叶主产区高温热害等级分布

综上所述，婺源县的西部地区高温热害强于东北部地区。分析其原因可能是西部的思口、紫阳、清华和赋春镇等地地势低而平坦，太阳光的反射率和吸收率高，这使得地表能够吸收较多的太阳短波辐射和红外长波辐射，热量传导较快，而辐射散失热量较慢，增加潜热，更易达到重度高温热害指标；东北部的秋口、沱川等地由于处于黄山和怀玉山脉地带，海拔高度和植被覆盖率较高，夜间地面辐射降温快，有利于相对湿度和水汽的增加，其独特的地理位置和特殊的地形地貌有效地减轻了高温热害。因此，下垫面属性差异导致高温干旱的空间分布有所不同。

2.2.2 高温干旱对茶叶生产造成的影响 2019年7月17日～10月5日，婺源县出现了4个阶段的持续集中高温天气，部分茶叶主产区达到重度茶树高温热害指标，加上少雨天气一直持续到12月18日，造成婺源县出现中度茶树干旱灾害。茶叶受害特征主要表现为：幼龄茶树由于根系较浅、树冠分枝少、茶园行间裸露面积大，受灾程度明显重于成龄茶树；缺少遮阴树的茶园，由于受到更多阳光直射，土壤蒸发和植株蒸腾量较大，受灾相对较重；南坡茶园由于受到的太阳直射较多，受害程度重于北坡茶园。

此次高温干旱灾害严重影响夏茶、秋茶的产量和茶树生长机理，对没有受害的茶叶品质形成也不利。高温会导致茶叶生长发育减退，进而影响到茶叶的生化成分，其中决定茶叶滋味和香气的氨基酸含量因温度过高而降低，而具有苦涩刺激味的茶多酚、粗纤维含量则呈上升趋势，从而导致茶叶品质下降[4]。由于部分受损严重的茶园需要重新栽种新树，受损较轻的茶树生命力下降，这都将影响2020年的春茶的生长、产量和品质。

2.2.3 茶叶高温干旱灾害的防御对策 近年来，受全球气候变暖的影响，高温、干旱等气象灾害频发，这必然影响茶树的生长发育和生理代谢，最终影响茶叶的产量和品质。如何应对高温干旱灾害，增加茶叶产量以及提高茶叶的品质是茶农最为关心的问题，建议从以下5个方面采取措施做好防御工作。

(1)茶园灌溉。有灌溉条件的茶园要千方百计调度水源，在有利的时间段对茶园进行节水灌溉。从整体角度考虑，喷灌效果好；从节水角度考虑，滴灌效果最好[13]。

(2)合理覆盖。在茶园行间利用稻草、落叶等进行覆盖，不仅可以降温保水，还可以保土保肥。茶园铺草，可以有效缩短高温和干旱时间，显著增加茶叶产量，已被多项研究证明[14-16]。

(3)适当施肥。茶园适当施肥能提高茶树的抗旱能力。茶园施肥提倡开沟施肥，一则可以减少肥料的表面逸失和雨水冲刷，二则使吸收根及时获取养分。施肥时适当地在基肥中增加磷、钾肥，以提高抗旱能力[17]。

(4)建蓄水池。在水源不足的山坡地茶园上方开截洪沟、泻洪沟；在茶园内开截水竹节沟；在山坡坡段径流汇合处建“滤”沙土水池(一级水池)和蓄水池(二级水池)，径流雨水经一级水池净化后存贮到二级水池[18]。

(5)茶园间作。科学合理的茶园间作能减少土壤裸露、水分蒸发，有利于创造小气候条件，增强抗旱能力。如肖润林等[19]使用间作方式，合理搭配种植，提高了茶叶的产量和品质，同时增强了茶树的抗旱能力。

3 结论与讨论

2019年7月17日～10月5日婺源县出现了4个阶段的持续集中高温天气，且持续时间长、强度大，部分茶叶主产区达到重度高温热害指标，其中以8月13～28日的高温天气最为显著。7月17日～12月18日全县降水量、雨日数显著偏少，达到中度茶树干旱气象指标，其中以8月份降水偏少最为显著。日平均相对湿度偏低且蒸发量大，9月中下旬的日平均相对湿度偏低最为显著。日照时数异常偏多，主要集中在9月中下旬。

从空间分布上来看，由于西部气温高、高温持续时间长，高温强度明显强于东部。西部的思口、紫阳、清华和赋春镇，高温强度较强，均达到重度高温热害指标，其中以思口镇高温热害日数最多；东部的秋口、沱川等地高温强度偏弱。

在气候变暖的背景下，加强茶叶高温干旱灾害的防御，是提高茶树产量和品质的关键因素之一。首先，新建茶园和改造茶树时尽量选择抗逆性强的茶树品种，因地制宜开展茶园间作和蓄水池建设。其次，在高温、干旱来临之际，积极采取茶园灌溉、合理覆盖、适当施肥等应对措施，以降低高温、干旱对茶叶产量和品质的影响。