资阳市低温灾害特征分析及柠檬冻害指标研究

摘 要：利用四川省资阳市三县（区）1978—2020年的逐日最低温度、平均温度、天气现象数据，全国气象灾害综合风险普查成果及安岳县柠檬产业发展中心2001—2020年灾情统计数据，对柠檬冬季冻害调查数据进行统计分析。结果显示：资阳市三县（区）低温灾害分为低温寡照型、冷空气型和霜冻型3种类型；霜冻型低温灾害过程最容易造成柠檬冻害，具体指标为极端最低气温在-2.5 ℃以下，或连续3 d及以上平均最低气温在-1.5 ℃以下，或连续7 d及以上日平均气温低于1 ℃时。

关键词：低温灾害；柠檬；冻害；指标

中图分类号：S426 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–0-03

在我国，低温冻害是影响农业生产持续稳定发展的重要灾害之一。它具有大尺度性、综合性及地区差异性等特点。当前对作物低温、冻害的研究多为影响评价及灾害评估，如赵艺等[1]对四川盆区油菜花期低温阴雨灾损的评估；张利平等[2]对四川渠江中上游羊肚菌低温冷害的风险分析；杨贵川等[3]对南充市晚熟柑橘产业受低温灾害影响的研究；付世军等[4]对南充晚熟柑橘低温冻害指标体系进行研究。而对低温冻害指标的研究较少。

四川省资阳市盛产柠檬。东部辖区安岳县素有“中国柠檬之都”的美称，柠檬种植规模、产量、市场占有率均占全国的80%以上，是中国唯一柠檬商品生产基地县。其特产安岳柠檬，不仅是中国国家地理标志产品，还入选了《中欧地理标志协定》保护名录。安岳县柠檬产业发展中心2001—2020年柠檬产业灾情统计数据显示，在这20年间，出现了18次对柠檬生长影响较为严重的低温天气。对此，研究柠檬冻害指标有助于提前预警，减低损失，趋利避害，提高辖区内主要经济作物产量，保障集体经济收入，为乡村产业振兴添砖加瓦。

1 资阳市自然条件与低温灾害概况

资阳市位于四川盆地中部，海拔247.0～551.2 m，整体地势西高东低，地形地貌多低山、丘陵、河流冲积坝，属于盆周浅丘地貌。资阳市属亚热带季风气候，年平均气温17 ℃，年平均降水量1 100 mm，年日照时数1 300 h，年平均无霜期长达300 d，云雾多、日照少，空气湿度大，昼夜温差小。

2022年资阳市顺利完成全国第一次自然灾害综合风险普查，统计出资阳市1978—2020年三县（区）低温过程为788～884次，补足了低温冻害历史资料短板。结合杨胜才等[5]对风险普查成果转化经验，将该地低温灾害普查记录进行分析，得出该地低温灾害特征，为柠檬冻害指标研究打下基础，有利于开展精细化的专业为农气象服务。

2 资料与方法

2.1 资料来源

选取四川省资阳市三县（区）1978—2020年逐日最低温度、平均温度、天气现象数据，全国气象灾害综合风险普查成果及数据，安岳县柠檬产业发展中心2001—2020年柠檬灾情统计数据，安岳县气象局柠檬冬季冻害调查数据。

2.2 研究方法

2.2.1 低温过程统计

对1978—2020年共计43年三县（区）逐日温度数据，按照温度变化统计出低温过程。根据过程降温幅度、过程发生时间、最低极端温度等不同特征。按照单站出现强冷空气（48 h降温幅度≥6 ℃），且持续2 d及以上，作为冷空气过程指标；日最低气温≤2 ℃作为霜冻过程指标；日平均气温＜12 ℃，持续3 d及以上，过程平均日照时数＜3 h作为低温寡照阴雨过程指标。将低温过程按低温寡照型、冷空气型、霜冻型3种低温灾害类型进行分类统计。

2.2.2 低温灾害特征分析

根据3种低温灾害各自特点进行统计分析，并参照全国气象综合风险普查技术规范。根据各个低温过程温度、降水、持续时间、日照时数、冬夏半年出现比率特征，得出3种低温灾害的主要分析要素，便于进行特征分析。

（1）低温寡照型。低温灾害按照过程持续时间、过程日平均温度、过程平均日照时数、过程累计降水量4个要素进行分析。

（2）冷空气型。按照过程持续时间、过程最大降温幅度、累计降温幅度、夏半年（4—9月）出现比率4个要素进行分析[6-7]。

（3）霜冻型。按照过程持续时间、霜冻期平均气温、霜冻期平均最低气温3个要素进行分析[8-11]。

2.2.3 柠檬冻害指标分析

对安岳县柠檬产业发展中心2001—2020年柠檬灾情统计数据进行分析，将此期间18次相对严重低温天气影响事件，按照过程持续时间、降温幅度、最低温度、日均温度，柠檬植株受灾情况等特征进行统计分析，归纳共同特征。结合安岳县气象局柠檬冻害调查数据，与分析得出的资阳市低温灾害特征相比对，得出主要影响安岳柠檬冻害的低温灾害类型，分析得出安岳柠檬冻害指标。

3 结果与分析

3.1 低温过程特征

根据过程降温幅度、过程发生时间、最低极端温度不同，将低温过程按低温寡照型、冷空气型、霜冻型3种低温灾害类型。统计1978—2020年资阳市三县（区）低温过程为（表1），安岳县最少，雁江区最多；按低温灾害类型统计，全市低温寡照型出现次数最多（为

1 080次），冷空气型出现次数最少（为691次）。乐至县纬度高于安岳县、雁江区，出现低温寡照型低温灾害的次数也高于其他两县（区）；三县（区）冷空气型低温灾害出现次数差异较小；雁江区出现霜冻型低温灾害的次数明显高于其他两县（区）。

表1" 1978—2020年资阳市三县（区）低温灾害频次统计

县（区） 低温灾害类型

低温寡照型/次 冷空气型/次 霜冻型/次

雁江 367 225 292

乐至 392 235 246

安岳 321 231 236

合计 1 080 691 774

3.2 低温灾害特征

如表2所示，低温寡照型低温灾害三县（区）过程平均持续时间为10.4～12.6 d，在3种低温类型中持续时间最长，其中雁江区低温寡照灾害过程平均持续时间最短，与乐至县大致相当，安岳县低温灾害过程平均持续时间最长；三县（区）过程日平均温度为8.4～8.6 ℃，

三县（区）大致相当；过程平均日照时数为1.1～1.7 h，安岳县平均日照时数最短，雁江区平均日照时数最长。

冷空气型低温灾害过程平均持续时间为3.4～3.5 d；

过程平均最大降温幅度5.5～5.7 ℃；累计降温幅度7.5～7.9 ℃，其中乐至县最高，安岳县次之，雁江区最低；乐至县纬度较高，低温夏半年出现比率51%，超过冬半年，明显高于雁江区、安岳县。

霜冻型低温灾害过程平均持续时间1.7～2.0 d，在3种低温灾害类型中持续时间最短；霜冻期平均气温为4.4～5.2 ℃，乐至最低，雁江最高；霜冻期平均最低气温为0.8～1.0 ℃，雁江最低，乐至最高。

表2" 资阳市三县（区）低温灾害特征

县（区） 低温寡照型 冷空气型 霜冻型

过程持续时间/d 过程日平均温度/℃ 过程平均日照时数/h 过程累计降水量/mm 过程持续时间/d 过程最大降温幅度/℃ 累计降温幅度/℃ 夏半年出现比率/% 过程持续时间/d 霜冻期平均气温/℃ 霜冻期平均最低气温/℃

雁江 10.4 8.5 1.7 6.1 3.4 5.5 7.5 42 1.7 5.2 0.8

乐至 10.5 8.4 1.3 7.5 3.5 5.7 7.9 51 2.0 4.4 1.0

安岳 12.6 8.6 1.1 10.1 3.5 5.5 7.8 44 1.7 4.9 0.9

如图1所示，冷空气型低温灾害夏半年出现概率42%～51%，雁江区和安岳县夏半年冷空气型低温灾害略少于冬半年，分别为42%、44%，乐至冬夏半年冷空气型低温灾害大致相当，明显高于其他两县（区）。

图1" 1978—2020年资阳冷空气型低温灾害冬夏半年的

发生概率

3.3 柠檬冻害指标个例分析

低温对柠檬的影响主要体现在冷害和冻害两个方面。冷害是指0 ℃以上的低温对柠檬造成的损害。冷害首先改变细胞的膜相，进而导致代谢紊乱，最终引起细胞死亡。虽然冷害在0 ℃以上发生，外观上无明显变化，但其对柠檬的生理活动造成障碍，严重时会导致某些组织遭到破坏，引起植株减产甚至死亡。

冻害则是指气温0 ℃以下的低温对柠檬造成的伤害。‌当柠檬遭受冻害时，细胞结冰是造成伤害的主要原因。结冰首先在细胞间隙中形成冰晶，随着温度降低，冰晶增多、增大，造成机械伤害。同时，细胞间隙水势降低，细胞内水势较高，水分从细胞内移到细胞外，导致细胞脱水。最终引起原生质严重缺水，蛋白质发生不可逆的凝聚现象，导致原生质结构解体和细胞死亡，使得叶片黄化、树体落叶、产量下降，严重时甚至导致树体死亡。

结合安岳县柠檬产业发展中心2001—2020年柠檬产业灾情统计数据，对应年份18次相对严重低温天气影响特征和个例进行分析。

1975年12月13—22日，安岳连续10 d的日最低气温＜0 ℃，尤其是15—17日，最低气温平均为-2.9 ℃，

极端最低气温为-3.7 ℃。这是安岳县历史上一次极端寒冷天气，造成当年生嫩枝、嫩梢大量冻伤，部分幼树冻死，成年树大量落叶。

1977年2月9—10日，日最低气温平均在-2 ℃以下，且出现时间在立春后，对柠檬的嫩枝、嫩梢及嫩叶造成极大冻害灾害。

1978年1月19—21日和1982年12月26—28日，两次低温灾害时间长度、冷冻程度均相差不大，冻害情况也相似。

1991年12月27—28日，日最低气温平均为-2.6 ℃，

极端最低气温为-3.0 ℃，属安岳历史上罕见的低温，造成当年抽生的大量秋梢冻死、冻伤，成年树叶片大量脱落，柠檬受害严重。

2005、2006年2月中旬末均出现1～2 d的降雪或结冰天气，但最低气温均在0 ℃以上且时间短，故无冻害产生。

2008年1月中旬至2月中旬持续低温（同比偏低2.1 ℃），尤其1月26日—2月2日持续8 d日平均气温仅为1.2 ℃、日最低气温平均0.4 ℃、极端最低气温

-0.8 ℃。虽比历史上柠檬严重受冻年份均偏高，但由于低温持续时间长（持续低温时间长达40 d），冻害异常严重。

通过上述柠檬低温灾害个例可以看出，安岳柠檬受灾记录中植株大面积受灾时，日极端最低气温均低于0 ℃。由此可见，冻害是主要影响安岳柠檬产量和植株生长的低温灾害，而冷害对总体柠檬产量和植株生长的影响相对较小。

同时，归纳过程出现时间、持续时间、日均气温、过程降温、最低温度、日照时数，受灾程度等特征，结合资阳市霜冻型低温灾害特征进行总结，得出3种低温灾害类型中霜冻型低温灾害过程最容易造成柠檬植株出现冻害。此外，将安岳柠檬冻害低温过程按照最低温度分为3个层次，对应3种低温过程致灾时间，得出以下3项安岳柠檬冬季冻害指标：极端最低气温在-2.5 ℃以下；连续3 d及以上平均最低气温在-1.5 ℃以下；连续7 d及以上日平均气温低于1 ℃。

4 结论

此次研究利用1978—2020年历史资料，全面分析了资阳市低温灾害特征，并对低温灾害过程进行分类。分析安岳低温冻害实况，柠檬冻害灾情数据，结合冻害类型及特征，分析得出柠檬冻害指标，有助于有针对性地开展农业气象服务。以下为具体结论：

（1）资阳市低温灾害分为低温寡照型、冷空气型和霜冻型3种类型。低温寡照型的低温灾害持续时间一般为10～12 d，过程平均气温在8.5 ℃左右，过程日照时数为1～2 h；冷空气型的低温灾害夏半年出现比率略少于冬半年，持续时间为3～4 d，过程最大降温幅度为5.6 ℃左右，累积降温幅度在7.7 ℃左右；霜冻型的低温灾害持续时间为1～2 d，霜冻期平均气温在4.8 ℃左右，霜冻期平均最低气温在0.9 ℃左右。

（2）霜冻型低温灾害最易影响柠檬植株生长。柠檬冬季冻害指标可参考以下3条：当冬季极端最低气温在-2.5 ℃以下，或连续3 d及以上平均最低气温在-1.5 ℃

以下，或连续7 d及以上日平均气温低于1 ℃。当出现以上任一情况时，资阳市安岳县柠檬会出现冻害。

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收稿日期：2024-08-15

作者简介：冯渝（1981—），女，四川成都人，高级工程师，研究方向为农业气象服务。#通信作者：熊士斌（1994—），男，四川资阳人，工程师，研究方向为灾害风险评估及区划，E-mail：1092414210@qq.com。