徐相明 顾品强* 王华 顾艾节 张乐
(1 上海市奉贤区气象局,上海 201416;2 上海市奉贤区农业技术推广中心,上海 201499)*为通信作者
2022 年,我国气候整体呈现气温偏高、高温时间偏多、降水偏少的特征,全国旱情总体偏重,区域性和阶段性干旱明显,其中长江中下游地区在7月至11 月上半月遭遇夏秋连旱和持续高温少雨天气,中旱以上的干旱时间(为了与气象专业用语保持一致,本文中干旱时间、高温时间、低温时间、降水时间、日照时间下文均称为干旱日数、高温日数、低温日数、降水日数、日照时数)有77 d,比常年同期多54 d[1],给当地农业生产带来了严重影响。例如,邹旭恺等[2]发现,2022年7月—9月,长江流域的气温为历史同期最高,降水量比常年偏少47%,高温干旱导致土壤墒情明显下降,秋收作物、经济林果等生长发育受到影响,植被长势偏差,对生态系统产生了较大的负面影响。赵晓凤等[3]研究表明,2022年7 月下旬起,长江中下游地区的一季稻陆续进入抽穗扬花期,高温热害造成水稻结实率降低、空秕粒增加;受高温干旱叠加影响,部分地区的夏玉米出现了穗分化时间缩短、花粉活性降低、授粉不良、灌浆受阻等问题。张强[4]发现,全球气候变暖加剧了长江流域干旱灾害风险。
奉贤区作为上海市农业大区,2022年的水稻和经济林果种植面积分别为1.15×104hm2和1 200 hm2。同年,上海市由于气温高、降水少及受台风影响时间晚等,整体气候有利于水稻、黄桃生产,但国庆稻等早熟水稻品种受阶段性低温和高温的影响较大,蜜梨受2021年二次开花及2022年花期低温、膨大期高温干旱等因素的影响,减产达30%以上。在此背景下,笔者拟对2022 年奉贤区气温、降水、日照等的变化特征及其对农业生产的影响进行研究分析,以期保障奉贤区农业生产增收增效。
本文的气象资料来源于奉贤区气象局,农作物生长及病虫害监测数据来源于奉贤区农业技术推广中心发布的苗情简报和病虫情报等。
本文中的数据需要作如下说明:(1)气候资料采用自然年统计,即2022 年是指2022 年1 月1 日至12 月31 日,以20 时作为日界。(2)当某日日最高气温≥35 ℃时,该日计为高温日;当某日日最低气温≤-5 ℃时,该日计为低温日;当某日日降水量≥0.1 mm 时,该日计为降水日。(3)常年值指1991年—2020 年的均值。
2.1.1 气 温
由图1 可知,2022 年奉贤区年平均气温为17.5℃,仅略低于历史最高的2021年(17.7 ℃),与2020年并列为1959 年有气象记录以来第二高,同时为2016 年以来、连续第7 年年平均气温高于17 ℃的年份。与常年相比,2022 年各月的月平均气温以偏高为主,仅2 月、5 月、10 月、12 月的月平均气温低于常年,其中12 月的月平均气温较常年偏低1.4℃;在月平均气温高于常年的8个月中,有4个月(3月、7月、8月、11月)的月平均气温较常年偏高2.0℃以上,其中3 月偏高2.9 ℃,且3 月(12.6 ℃)、6 月(25.4 ℃)的月平均气温创有气象记录以来的历史新高。这与3 月上旬—5 月上旬、6 月上旬—8月下旬、10月下旬—12月上旬的各旬平均气温比常年偏高基本相一致,即奉贤区在早春、夏季及晚秋均出现了阶段性气温持续偏高,尤其是6月上旬—8月下旬的气温持续偏高,导致2022 年夏季平均气温高达28.8 ℃,比常年偏高2.1 ℃。
图1 奉贤区2022 年、2021 年与常年各旬平均气温比较
2022 年,奉贤区高温天气总体呈现出极端气温高,高温日数多,高温日出现时间早、结束时间晚等特征。具体表现:(1)年极端最高气温为39.2 ℃,仅低于2013年(40.3 ℃)、2017年(39.6 ℃);(2)高温初日为6 月23 日,比常年(7 月4 日)偏早11 d,高温终日为8 月30 日,比常年(8 月8 日)偏晚22 d;(3)高温日数达28 d,为有气象记录以来最多的一年,其中7 月上中旬、8 月中旬各出现1 次持续高温天气;(4)极端最低气温为-6.3 ℃(12 月18日),低温日数为4 d,低温日出现时间为2009年以来最早的一年。
2.1.2 降 水
由表1 可知,2022 年奉贤区降水量、降水日数分别为1 188.6 mm、118.0 d,均比2021 年(分别为1 557.6 mm、139.0 d)明显偏少。从各月降水情况来看,2022 年奉贤区降水量、降水日数分别有7 个月、8 个月,比常年偏少,偏少幅度达20%以上的分别有5 个月(2 月、6 月、8 月、10 月、12月)、4 个月(4 月、5 月、6 月、8 月)。以上数据说明,2022 年春末至夏季,奉贤区降水量及降水日数均比常年偏少,尤其是10 月的降水量(较常年偏少75.4%)及6 月的降水日数(较常年偏少39.9%)的偏少幅度均较大。总体上,奉贤区2022年的降水量、降水日数月变化基本一致,但冬末春初两者的差异较大。例如,2 月的降水量比常年偏少32.0%,而降水日数却比常年偏多23.81%;4 月的降水量比常年偏多92.45%,而降水日数却比常年偏少33.3%。
表1 奉贤区2022 年、2021 年与常年各月的年降水量和降水日数比较
2.1.3 日 照
由表2 可知,2022 年奉贤区日照时数为1 805.4 h,比2021 年偏少42.8 h,比常年偏少102.5 h,表明奉贤区年日照时数总体呈现略有减少的趋势。2022 年各月的日照时数分布不均,与常年相比,有7 个月的日照时数偏少、5 个月的日照时数偏多,其中偏少幅度达10%以上的有5 个月,偏少幅度达20%以上的有4 个月(1 月、2 月、9 月、11 月),仅有1个月(6 月)的偏多幅度超过10%。从各旬的日照时数来看,1 月下旬—2 月中旬、8 月下旬—10 月下旬及11月中旬—12月上旬的日照时数偏少,6月中旬—8 月中旬(除7 月中下旬外)、2 月下旬—3 月上旬及12 月中下旬分别出现阶段性日照时数偏多的现象,且与每月的日照时数变化趋势表现一致。
表2 奉贤区2022 年、2021 年与常年各月的年日照时数比较(单位:h)
2.2.1 桃、梨
2022 年初春,奉贤区气温异常偏高,3 月上旬、中旬的旬平均气温比常年分别偏高2.7 ℃、4.6 ℃,同期日照时数偏多、降水日数偏少,这有利于蜜梨、黄桃等果树解除休眠、芽苞萌动、花蕾快速发育,大田蜜梨、黄桃开花始期提前至3月中旬末至3月下旬初,但是这也有利于蚜虫等病虫害的发生。2022 年3 月下旬及4 月上旬,蜜梨、黄桃受霜冻(暗霜)的影响较大,尤其是异花授粉的蜜梨,叠加2021 年秋季二次开花坐果的影响,蜜梨的坐果率及坐果数均受到了一定影响。2022 年汛期(6月—9月)及梅汛期,奉贤区出现了少雨多晴、气温偏高的气候,且受台风影响的时间偏晚(9 月),这有利于果实糖分积累,蜜梨、黄桃的果实糖度较常年有所提高;同时,汛期干旱少雨,有利于喜旱习性的桃树生长,每667 m2桃果产量和产值分别比2021 年增加7.6%和10.4%,但是蜜梨在果实膨大期的水分供应不足,每667 m2梨果产量和产值分别比2021 年减少35.3%和25.2%,且蜜梨单果质量较常年普遍偏小。2022 年晚秋季节,奉贤区阶段性温度偏高、降水偏少(气象干旱明显),这不利于蜜梨、黄桃在秋季的光合作用,需通过林间种草及灌溉等措施,提高林间土壤湿度,确保果树秋季养分积累及提高花芽分化率[5]。
2.2.2 水 稻
2022 年5 月中旬至6 月上旬,奉贤区气温偏低、日照时数偏少、降水量偏多,其中5月中旬的旬平均气温为18.8 ℃,比常年偏低1.2 ℃,为2007 年以来最低,低温寡照天气不仅影响了机插稻秧苗生长和直播稻出苗,还导致部分工厂化育秧苗床及直播田出苗不整齐,秧苗移栽大田后生长缓慢、细嫩。2022 年梅汛期,奉贤区少雨,且高温日出现时间偏早(6 月23 日,比常年、2021 年分别偏早11 d、14 d),这影响了迟栽田块水稻的缓苗,甚至出现了个别露高处秧苗晒死的情况。2022年水稻分蘖期间,奉贤区气温高、光照强、降水少,这有利于水稻分蘖,水稻高峰苗数出现时间提早且偏多,2022 年奉贤区每667 m2水稻高峰苗数达31.42 万苗,比2021 年增加1.57 万苗,但是晴热少雨天气也使水稻出现了“上缺水”现象,影响了水稻的出叶速度和植株生长;同时,对于国庆稻等水稻早熟品种和杂交制种水稻,因5月低温,水稻生育进程有所延迟。在水稻幼穗分化至抽穗扬花期,奉贤区遭遇7月—8月持续高温,水稻结实率明显偏低。在水稻灌浆成熟期,奉贤区降水及日照偏少,这既不利于稻飞虱、水稻纹枯病、稻瘟病等水稻穗期病虫害发生,也不利于水稻的养分积累和籽粒充实,水稻千粒质量(25.06 g)比常年、2021年均值分别减少0.24、0.50 g,且水稻成熟期较2021 年推迟近1 周。在水稻主要收割期间(11月11日—12月5日),奉贤区有雨日18 d,其中11 月16 日—20 日、11 月28 日—12 月5 日各出现1 次连阴雨天气,这对水稻收割晾晒造成了一定影响,再加上烘干设备使用紧张,供需矛盾突出,水稻采收(收割)进程比2021 年明显偏晚。
2.2.3 蔬菜、绿肥、柑橘等其他农作物
2021 年12 月—2022 年2 月奉贤区整个冬季的气温较高、低温日数偏少(仅1 d),2022 年1 月下旬至2 月奉贤区降水偏多,这些均有利于绿肥生长。2022年夏季,奉贤区高温日数多、持续时间长(8月11 日—16 日持续6 d 高温),这有利于设施大棚采用高温闷棚技术,但是夏季高温会导致作物热害加重,不利于蔬菜夏季生长及草莓等经济作物安全越夏,影响了夏季蔬菜的生产和供应,也增加了大田蔬菜抗旱成本。2022 年12 月,奉贤区气温较低、日照偏少,绿肥生长迟缓,不利于冬前养分积累,且12 月中下旬受寒潮天气影响,一周内出现了3 d 低温日,部分绿肥及柑橘等经济作物出现了冻害。
研究表明,2022 年奉贤区年平均气温为17.5℃,为1959 年有气象记录以来历史第二高,仅略低于2021 年(17.7 ℃),其中3 月、6 月的月平均气温均创历史新高,但是12 月的月平均气温比常年偏低1.4 ℃。2022 年早春、夏季及晚秋的气温偏高,尤其是6月—8月的气温持续偏高,夏季平均气温高达28.8 ℃,创历史新高;年极端最高气温达39.2℃,为历史第三高,高温日数达28 d,为历史最多。2022 年奉贤区年降水量、降水日数分别为1 188.6 mm、118.0 d,分别有7 个月的降水量、8 个月的降水日数比常年偏少,降水量、降水日数除了冬末春初外,均呈同步变化的趋势。2022 年奉贤区日照时数为1 805.4 h,虽然比常年偏少,但是6 月中旬—8 月中旬(除7 月中下旬外)及2 月下旬—3 月上旬、12月中下旬的日照时数偏多。综上所述,2022年奉贤区气候总体表现为气温偏高、降水偏少、日照偏少,但是年内各气象要素月际间变化不一,对农业生产的影响有利有弊。例如,3月上旬—5月上旬、6 月上旬—8 月下旬、10 月下旬—12 月上旬等阶段性温度偏高,叠加日照偏多或降水偏少,这有利于梨桃提前萌发和开花、果实糖度增加及水稻高峰苗数出现时间提前,降低了病虫害发生风险;其弊端是梨桃开花坐果期遭遇低温冻害的风险增加,叠加盛夏干旱水稻出现“上缺水”现象且梨桃果实偏小,秋季干旱不利于水稻养分积累、籽粒充实,增加田间管理难度等。部分国庆稻等早熟水稻品种因幼穗分化至抽穗扬花期受7月—8月高温影响,结实率降低,减产明显。春末及夏初的阶段性低温寡照阴雨天气,导致水稻出苗不整齐,秧苗移栽后生长缓慢、细嫩。水稻灌浆成熟期降水及日照偏少,与2021年相比,水稻千粒质量偏低、水稻收获期偏晚。水稻收割期遇连阴雨天气,延缓了水稻收割晾晒进度。12 月18 日—23 日受寒潮天气影响,一周内出现了3 d 低温日,部分绿肥、蔬菜及柑橘等经济作物出现了冻害。