奉贤区2021年气温特征及气温对当地农业生产的影响

徐相明 顾艾节 顾品强* 张乐 过霁冰

（1上海市奉贤区气象局，上海 201403；2上海市奉贤区农业技术推广中心，上海 201499）

近年来，随着全球气候变暖，气象因子对自然生态、城市运行等的影响日趋明显，尤其是对农业的影响更为显著（气候变化显著增加了农业生产的不稳定性和致灾风险）。例如，庞丽英等[1]发现，辽宁省铁岭市具有显著的气候暖化趋势，农作物春播期有所提前，耕作制度由一年一熟逐渐转向一年两熟，低温冷害天气减少，农作物病虫害发生几率增加；杨文艳等[2]发现，辽宁省盘锦地区春季气温呈明显的上升趋势，作物热量资源虽有所增加，但干旱及农作物病虫害等风险也有所增加；张翠英等[3]发现，温度是影响山东省菏泽市油用牡丹始花期的主要气象因子之一，且与花期呈显著负相关；黄仕君[4]发现，福建省南安市各乡镇松墨天牛诱捕数量的年变化趋势与气温变化趋势相同；赵龙龙等[5]发现，中国梨木虱年发生代数与年平均温度呈显著正相关，温度每增加1 ℃，梨木虱发生代数增加1.2代。

上海市奉贤区地处长江三角洲，是上海市的农业大区，气候变化（尤其是气温变化）对当地农业生产影响较大。例如，2015年奉贤蜜梨花期遭遇异常高温，导致花期缩短，座果率大幅减少[6]；2020年蔬菜越冬期气温异常偏高，导致蔬菜病虫害普遍发生，且部分田块的青菜出现了提前抽薹现象，造成产量减少、品质下降等[7]。为了应对气温变化，提升奉贤区农业生产的抗风险能力，徐相明[8]、李军[9]、顾品强[10]等基于春季首日建立了桃始花期的长期预报模型，同时基于桃关键生育期的气温等气象因子进行了采摘期预测，为提前有效应对气象致灾风险提供了依据[8-11]。与此同时，奉贤区2021年气温表现为总体偏高。在此背景下，笔者拟对奉贤区2021年气温特征及气温对当地农业生产的影响进行分析，以期为今后降低气温变化带来的农业生产风险提供参考。

1 数据来源及说明

本文的气温相关数据来源于奉贤区气象台，农作物生长及病虫害发生的监测数据来源于奉贤区农业技术推广中心、奉贤区蔬菜技术推广站等发布的苗情简报和病虫情报等。

数据说明：（1）气温资料采用跨年度统计，即以上年12月至当年11月作为一个自然年度，本文中2021年的气温实际统计日期为2020年12月至2021年11月。（2）当某日日最高气温≥35 ℃，该日称为高温日；当某日日最低气温≤-5 ℃，该日称为低温日。（3）以连续5日日平均气温≥10 ℃、≥22℃、＜22 ℃、＜10 ℃的第1天，作为气象意义上的春季、夏季、秋季、冬季的季节首日，初冰日是指10月以后首次出现日最低气温≤0 ℃的日期。（4）夏熟积温为上一年11月11日至5月25日夏熟作物生长期＞3 ℃的有效积温；夏秋积温为6月1日至10月31日秋熟作物生长期＞10 ℃的有效积温；年积温为夏熟积温、夏秋积温之和。（5）本文中常年是指1981年—2010年，近10年是指2011年—2020年。

2 结果与分析

2.1 奉贤区2021年气温变化特征

2.1.1 年平均气温

由图1可知，奉贤区1960年—2021年的气温整体呈升高趋势，尤其是20世纪90年代之后，增温明显，但20世纪末至21世纪10年代中期（1998年—2015年）气温维持高位振荡，其均值为16.6 ℃，之后再次恢复升温的趋势。奉贤区2021年的年平均气温为17.7 ℃，接近2020年的17.6 ℃，比常年均值和近10年均值分别高1.6、0.8 ℃，且创奉贤区有气象观测记录（1960年）以来的历史新高。

图1 奉贤区1960年—2021年年平均气温变化

2.1.2 月平均气温

由表1可知，奉贤区2021年各月的月平均气温均高于常年均值，其中，差异值最大达4.1 ℃（2月）、最小为0.4 ℃（11月），且2月、9月、10月的月平均气温均创奉贤区历史新高。2021年8月、11月的月平均气温均低于近10年均值（其中11月的月平均气温较近10年均值低1.0 ℃），其他各月的月平均气温均接近或略高于近10年均值。综合来看，奉贤区2021年冬末至春季、秋季前中期的气温明显偏高，盛夏期及深秋的气温接近或略偏低于近10年均值。

表1 奉贤区2021年、常年和近10年各月的月平均气温比较 （单位：℃）

2.1.3 日平均气温

据统计，奉贤区2021年的日平均气温高于近10年均值（≥0.1℃）的天数有235 d（占比为64.38%）、低于近10年均值（≤-0.1 ℃）的天数有126 d（占比为34.52%），即奉贤区2021年的日平均气温多为偏高，这与本文上述的年平均气温和月平均气温的变化特征基本一致。

由图2可知，2021年1月中旬及之前、10月中旬及之后的日平均气温呈现剧烈波动的势态，这几个时期的日平均气温与近10年均值的差值变化幅度较大；1月下旬至2月、8月下旬至9月初、9月下旬至10月上旬各有1次温度持续偏高的过程，这几个时期的日平均气温大多高于近10年均值；12月中旬中期至1月中旬前期、5月中旬后期至下旬、7月下旬至8月中旬、10月中旬后期至11月下旬中期等出现冷暖交替现象，这几个时期的日平均气温大多低于近10年均值。同时，据统计，奉贤区2021年的低温日数明显偏多（低温日为8 d，近10年均值为2.8 d）、极端最低气温偏低（最低气温为-8.3 ℃，为2011年以来的最低值）、高温日数偏少（高温日为1 d，近10年均值为8.6 d）。经分析，上述日平均气温的变化情况与奉贤区2021年冬季冷空气前强后弱、5月出现连续降水、盛夏期间及秋初出现台风“烟花”等相关。其中，冷空气是影响奉贤区气温变化的主要因子，其强弱程度直接决定奉贤区秋冬季及初春气温的变化态势。例如，受冷空气势力偏强的影响，2021年初冰日（11月24日）为近10年最早，比近10年均值提早了13 d。

图2 奉贤区2021年日平均气温与近10年均值的差值变化

通过对2021年日最高气温、日最低气温的日际温差变化进行分析可知，冬季、春季及初夏的日际温差大，盛夏至秋季的日际温差小，晚秋的日际温差又呈增大的趋势。另外，日最高气温的日际温差超过10 ℃的日期分别有12月29日—30日（为-13.7 ℃）、1月15日—16日（为-10.9 ℃）、2月22日—23日（为-13.9 ℃）、4月15日—16日（为10.1 ℃）、11月7日—8日（为-13.4 ℃），共5 d，比近10年均值偏多3.3 d。

2.2 奉贤区2021年季节首日和季节长度

由表2可知，奉贤区2021年冬季、春季、秋季的季节首日均偏晚，比近10年均值分别推迟9 d、5 d、10 d，而夏季的季节首日比近10年均值提早21 d。分析季节长度发现，奉贤区2021年的季节长度呈现“3短1长”的特征，其中，冬季、春季、秋季的季节长度分别比近10年均值偏短6 d、26 d、10 d，而夏季的季节长度比近10年均值偏长31 d。另据分析，奉贤区2021年冬春夏秋四季的季节长度与其首日的相关系数分别为-0.261、-0.477、-0.972（P＜0.01）、-0.754（P＜0.05），表明各季节的季节首日越早，则该季节的季节长度越长，尤其是夏秋两季。

表2 奉贤区2011年—2021年的季节首日和季节长度比较

统计奉贤区2011年—2021年的年积温发现，奉贤区2021年的夏熟积温、夏秋积温、年积温分别为1 774.7 ℃、2 400.4 ℃、4 175.1 ℃。其中，夏熟积温、夏秋积温均在2011年—2021年中排名第2，分别略低于2020年（1 778.0 ℃）和2013年（2 439.8℃）；年积温在2011年—2021年中排名第1，高于2011年—2020年（3 604.9～4 035.2 ℃）。

2.3 奉贤区2021年气温对当地农业生产的影响

奉贤区2021年冬季气温总体偏高，呈前低后高的变化趋势，这对当地冬季农业生产造成了显著影响。据奉贤区农业技术推广中心调查，受2020年12月底至2021年1月中旬的低温影响，绿肥（蚕豆）冻害发生严重，3月20日平均每667 m2总苗数仅3.1万苗，比2020年同期和2018年—2020年同期均值每667 m2分别减少0.8万苗和0.7万苗，蚕豆的苗高、绿叶数、分枝数也均受到了不同程度的影响。由于2月起气温偏高，黄桃、蜜梨等主要果树于3月10日即始见梨小食心虫越冬代成虫，比2018年—2020年偏早1～5 d；同时，气温偏高使梨树、桃树的芽苞萌动提前，始花期均比常年提早，与冬季平均气温历史最高年（2020年）接近。由于冬季前期温度变化剧烈，且连续出现低温冻害天气，大棚草莓冻害发生明显，影响了其正常的开花座果；同时气温异常导致灰霉病等真菌性病害局部偏重发生，严重影响了草莓的产量及绿色生产。

奉贤区2021年盛夏期间气温较近10年均值略低，导致夏季作物热害有所减轻，这有利于蔬菜的夏季生长及草莓等经济作物的安全越夏；造成了水稻分蘖期延长，光合作用积累养分不足，这不利于水稻幼穗分化及大穗形成；影响了设施大棚的闷棚灭菌效果和黄桃产量等。同时，奉贤区2021年夏末秋初气温持续偏高，再加上受台风等的影响，不仅造成奉贤区树体衰弱、提前落叶的蜜梨出现了二次开花及座果现象，影响了蜜梨2021年秋季的营养积累及2022年的有效花芽发生，加大了2021年秋冬季的果园管理难度，而且对常规水稻和杂交水稻制种花期的抽穗扬花和结实率造成一定影响。

总体来看，奉贤区2021年气温偏高，造成了蜜梨、黄桃、葡萄等主要水果的花期、成熟期以及水稻的成熟期，均明显提前，例如，蜜梨和黄桃分别在7月下旬前期、8月上旬后期进入采摘高峰，水稻在11月中旬之前基本完成收割归仓，采收（收割）时间比往年提前5～7 d。同时，奉贤区2021年的初冰期比近10年均值大幅提前，造成绿肥（蚕豆）出苗迟、冬前生长量偏小，大棚草莓果实生长慢、上市时间推迟7～10 d。此外，由于奉贤区2021年冬季气温波动大，这对习惯依据上一年经验安排水稻生产的农户来说，应提前做好当年的水稻收割等相关农事准备工作。

3 结论及讨论

通过分析奉贤区2021年气温特征可知，奉贤区2021年的年平均气温为17.7 ℃，且年平均气温和2月、9月、10月的月平均气温均创奉贤区历史新高；2021年冬季、春季、秋季的季节首日均偏晚，比近10年均值分别推迟9 d、5 d、10 d，而夏季的季节首日比近10年均值提早21 d；2021年的夏熟积温、夏秋积温均为2011年以来的次多，而年积温（4 175.1 ℃）则为2011年以来的最多；2021年1月中旬及之前、10月中旬及之后的气温出现剧烈波动；2021年低温日数明显偏多、极端最低气温偏低，2021年的初冰日为2011年以来的最早；1月下旬至10月上旬的气温以偏高为主，最热季节（7月下旬至8月中旬）的气温偏低，高温日数偏少；2021年冬春季和夏初的日际温差大，盛夏至秋季的日际温差小，晚秋的日际温差又呈增大趋势，日最高气温的日际温差变化超过10 ℃的有5 d。

奉贤区2021年气温偏高，对当地农业生产造成了较大影响，增加了农民应对气候风险及气象灾害的难度。例如，冬季及秋季的温度变化剧烈，多次出现持续性低温天气，初冰期也大幅度提前，这不仅不利于绿肥（蚕豆）的正常生长，还增加了草莓等设施大棚作物秋冬季的管理难度。2021年冬末、夏末及秋初的气温偏高，增强了梨小食心虫等病虫害的发生程度，诱导蜜梨出现了二次开花现象，再加上奉贤区秋季一般气温偏高时，还伴有干旱无雨，这会导致秋季青菜等蔬菜出现生长减缓、果树出现提前落叶的现象。2021年气温偏高，会引起梨、桃、水稻等的花期和成熟期提前，不仅需提前宣传引导人们适时进园赏花、采摘，还需提前提醒农户做好果实采收和水稻收割等相关农事的准备工作。