贛南地區(qū)近40年秋冬季降水量變化及對甜柚的影響

卓紅秀 郭鑫宇 廖德華

摘要：以贛南地區(qū)1979年1月至2019年2月17個縣（市、區(qū)）逐日降水量為基礎(chǔ)資料，采用一元回歸、M-K檢驗、小波方差分析等方法，分析近40年贛南地區(qū)秋、冬季降水量的變化規(guī)律及其對贛南甜柚的影響。結(jié)果表明，近40年贛南地區(qū)秋、冬季降水量沒有明顯變化趨勢，但月降水量的變化趨勢明顯，2、9月呈顯著減少趨勢;11、12月呈明顯增多趨勢。近40年秋季降水量在1985年出現(xiàn)了較明顯的突變期，冬季降水量沒有明顯的突變期。秋、冬季降水量都有2個明顯主周期，分別是3年主周期和24年次主周期。9月降水量的減少，11—12月降水量的增多，可能是造成贛南地區(qū)甜柚品質(zhì)下降的主要原因之一。

關(guān)鍵詞：秋冬季降水量;變化特征;甜柚;贛南地區(qū)

中圖分類號： S162.5+5 ?文獻標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）17-0305-04

贛南位于江西省南部，東域橫臥武夷山，西境有羅霄山脈的諸廣山盤踞，南面為南嶺山脈，北有雩山山脈盤踞，具有周高中低、南高北低的地理特征，從而形成了其獨特的氣候特點。以南康甜柚為代表的贛南地區(qū)甜柚種植面積達7萬hm2以上，近年來，甜柚產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)增收、農(nóng)民脫貧致富的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。秋冬季是贛南地區(qū)甜柚產(chǎn)量、品質(zhì)形成以及采摘和貯運的關(guān)鍵季節(jié)，研究分析秋冬季降水變化特征對柚園生產(chǎn)管理和甜柚產(chǎn)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。

農(nóng)業(yè)高度依賴于水資源，在氣候變化中降水變率提高，干旱和洪澇等氣象災(zāi)害頻次明顯增加[1]，降水通過對作物的水供給以及對地下水的補給，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響[2]。在全球氣候變暖的背景下，各地降水出現(xiàn)了明顯的變化[3-10]。我國西北地區(qū)秋季、冬季降水量以增多趨勢為主[11-12]，華中地區(qū)冬季降水量總體增加[13]，西南地區(qū)冬季降水量有增多的趨勢[14]。陳標(biāo)金1994年分析了江西省1951—1991年降水量變化特征[15]。楊愛萍等分析了江西省降水集中程度的變化特征[16]。章毅之等分析了1961—2017年江西省小時降水量的時空分布特征[17]。廖紅玲等采用累積距平、小波分析等方法研究了1959—2007年贛南降水量的變化特征[18]。目前，有關(guān)贛南地區(qū)降水量特別是秋冬季降水量變化的研究報道尚不多見。2015年以來，贛南地區(qū)甜柚存在不同程度品質(zhì)下降的現(xiàn)象，本研究利用1979年1月至2019年2月逐日降水量資料對秋冬季降水量變化特征及其對甜柚的影響進行分析，旨在為指導(dǎo)秋冬季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和甜柚提質(zhì)增效提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

研究區(qū)位于24°29′～27°09′N，113°54′～116°38′E之間（圖1），地處中亞熱帶南緣，年平均氣溫在18.4～19.8 ℃之間，年降水量為1 580 mm左右，年日照時數(shù)為1 620 h左右，無霜期280 d以上，屬典型亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。

氣象資料為來自贛州市1979年1月至2019年2月17個縣（市、區(qū)）氣象站的逐日降水量資料。分析所用的贛南地區(qū)季、月降水量為17個縣（市、區(qū)）降水量的平均值。按照氣象季節(jié)劃分方法，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。運用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[19]，采用一元回歸方法分析降水量隨時間變化的傾向率。采用Mann-Kendall（M-K）檢驗方法[20-21]對1979—2018年贛南地區(qū)秋、冬季降水量時間序列進行突變檢驗。運用小波分析（母小波為Mexican Hat函數(shù)）方法分析贛南地區(qū)近40年來秋季、冬季降水量的變化周期。

2 結(jié)果與分析

2.1 秋、冬季降水量的變化特征

1979—2018年贛南地區(qū)秋季降水量變化趨勢見圖2，可以看出，近40年贛南地區(qū)秋季平均降水量為 218.4 mm，沒有明顯的變化趨勢，但年際變化較大，最大值出現(xiàn)在2002年，為494.0 mm，最小值出現(xiàn)在1996年，為 75.0 mm 二者相差近6倍，特別是21世紀以來降水量的振幅明顯加大，20世紀90年代初開始贛南地區(qū)秋季降水量略有增多趨勢。秋季降水量的年代間變化較明顯，20世紀80年代，降水量為232.2 mm，21世紀前10年，為208.0 mm，與平均值相近，20世紀90年代最少，為177.2 mm，20世紀前10年最多，為260.7 mm。

從圖3-A可以看出，贛南地區(qū)秋季降水量經(jīng)過1979—1985年短期偏多后，在1985年出現(xiàn)了由多變少的突變，1985—1996年波動減少，1996年達最少，但1997—2018年秋季降水量呈波浪式增多趨勢。對1979—2018年秋季降水量進行小波方差分析，由圖3-B可知，贛南地區(qū)秋季降水量存在2個明顯的主周期，其中3年為主周期，24年為次主周期，表明秋季降水量除受24年周期影響處，還受3年短周期的影響。

1979年1月至2019年2月贛南地區(qū)冬季降水量變化趨勢見圖4，可以看出，近40年贛南地區(qū)冬季平均降水量為218.1 mm，其年際振幅大，1979—1998年呈波浪增多趨勢，20世紀末到21世紀前18年降水量整體呈持續(xù)偏少態(tài)勢，但降水量極值均出現(xiàn)在21世紀以后，最大值出現(xiàn)在2016年，為497.8 mm，最小值出現(xiàn)在2009年，為43.1 mm，冬季降水量年代間變化具有少-多-少-多的變化特點，20世紀80年代和2001—2018年與平均值相近，20世紀90年代最多，為238.6 mm，21世紀前10年最少，為190.2 mm。

從圖5-A可以看出，贛南地區(qū)1979年1月至2019年2月冬季降水量沒有出現(xiàn)明顯的突變期，1997年以前多數(shù)年份冬季降水量偏多，1998年后雖有個別年偏多，但總體呈偏少態(tài)勢。從圖 5-B可知，1979—2018年冬季降水量也有2個明顯的周期，其中3年為主周期，24年為次主周期。

2.2 秋、冬季月降水量的變化特征

由于季降水量有時不能完全反映某地降水量的實際變化特征，特別是季降水量不能完全表達對農(nóng)作物的階段影響，因而有必要對月降水量變化特征進行分析。秋、冬季各月（12、1、2、9、10、11月）1979—2018年降水量的變化趨勢見圖6，可以看出，12、1、11月降水量呈增多趨勢，其中11月、12月顯著增多，其增多傾向率分別為19.9 mm/10年、12.3 mm/10年，分別通過0.05和0.01顯著性水平檢驗。2月和9月降水量呈顯著減少趨勢，其減少傾向率分別為 22.4 mm/10年、15.2 mm/10年，均通過了0.05顯著性水平檢驗。10月降水量沒有明顯的變化趨勢，但年際振幅較大，2002年最多，為288.8 mm，1979年最少，為0.1 mm，其中有9年的月降水量不足10 mm。

2.3 秋、冬季降水量變化對甜柚的影響

根據(jù)國家一級農(nóng)業(yè)氣象觀測站-南康區(qū)氣象局近10年甜柚發(fā)育期觀測資料可知，甜柚每年2月下旬開始萌發(fā)，3月底至4月上旬開花，4月下旬幼果形成，6—9月果實快速膨大，10月中旬果實著色，11月中旬至12月中旬為成熟采收期?？梢娗锒窘邓渴菦Q定甜柚產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵季節(jié)。

水分是影響柑橘果實大小、質(zhì)地、果汁量和風(fēng)味的主要氣象因子。柑橘果實在膨大期如遇久旱就會導(dǎo)致水分不足，生長發(fā)育受阻，果實干癟，可溶性固形物偏少。在果實迅速膨大期至成熟期若降水過多，則果汁含量增多，但可溶性固形物含量降低，風(fēng)味變淡，同時還影響貯藏性[22-24]。

從圖6可以看出，贛南地區(qū)9月降水量呈顯著減少趨勢，表明秋旱出現(xiàn)概率增多，對正處于需水量大階段的甜柚果實膨大非常不利，造成產(chǎn)量下降，商品果率降低。10—11月是甜柚品質(zhì)形成的關(guān)鍵期，12月是甜柚采收期，2011年以來11、12月降水量增多，其中2015—2018年11—12月降水量比多年平均明顯偏多，特別是2015年、2016年偏多1倍以上，這可能是導(dǎo)致2015年、2016年贛南大部分地區(qū)甜柚味淡、無味，品質(zhì)明顯差于往年的主要原因之一。

3 結(jié)論與討論

對贛南地區(qū)1979年1月至2019年2月秋、冬季降水量的變化特征進行分析，結(jié)果表明，（1）近40年贛南地區(qū)秋季平均降水量為218.4 mm，沒有明顯的變化趨勢，但年際變化較大，20世紀90年代初以后略有增多趨勢。秋季降水量的年代間變化較明顯，20世紀90年代最少，20世紀前10年最多。近40年秋季降水量在1985年出現(xiàn)了較明顯的突變，1985—1996年波動減少，1997—2018年呈波浪式增多趨勢。秋季降水量存在2個明顯的主周期，其中3年為主周期，24年為次主周期。（2）近40年贛南地區(qū)冬季平均降水量為218.1 mm，沒有明顯變化趨勢，1979—1998年呈波浪增多趨勢，20世紀末到21世紀前18年降水量呈持續(xù)偏少態(tài)勢。冬季降水量年代間變化具有少-多-少-多的變化特點，20世紀90年代最多，21世紀前10年最少。近40年冬季降水量沒有出現(xiàn)明顯的突變期，1997年以前多數(shù)年份偏多，1998年后大部分年份偏少。近40年冬季降水量也有2個明顯的周期，分別是3年和24年。（3）近40年秋、冬季各月降水量變化趨勢明顯，12、1、11月降水量呈增多趨勢，其中11、12月顯著增多，其增多傾向率分別為19.9 mm/10年和12.3 mm/10年。2月和9月降水量呈顯著減少趨勢，其減少傾向率分別為 22.4 mm/10年和 15.2 mm/10年。10月降水量沒有明顯的變化趨勢，但年際振幅較大。（4）贛南地區(qū)9月降水量呈顯著減少趨勢，導(dǎo)致秋旱發(fā)生概率增多，對正處于需水量大階段的甜柚果實膨大非常不利，造成產(chǎn)量下降，商品果率降低。而11—12月降水量的逐年增多，特別是2011年以來11、12月降水量比常年明顯偏多，可能是導(dǎo)致贛南大部分地區(qū)近年來甜柚品質(zhì)變差的主要原因之一。

由于甜柚品質(zhì)的形成除受降水因素影響外，還受光照、氣溫、土壤、管理、施肥等因素影響，因而造成近年來贛南地區(qū)甜柚品質(zhì)下降的原因還有待進一步研究闡明。

參考文獻：

[1]潘根興，高 民，胡國華，等. 氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2011，30（9）：1698-1706.

[2]楊永輝，郝小華，曹建生，等. 太行山山前平原區(qū)地下水下降與降水、作物的關(guān)系[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，2001，20（6）：4-7，15.

[3]宇如聰，李 建，陳昊明，等. 中國大陸降水日變化研究進展[J]. 氣象學(xué)報，2014，72（5）：948-968.

[4]劉海文，丁一匯. 華北夏季降水的年代際變化[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報，2011，22（2）：129-137.

[5]辛 渝，陳洪武，張廣興，等. 新疆年降水量的時空變化特征[J]. 高原氣象，2008，27（5）：993-1003.

[6]黃 琰，封國林，董文杰. 近50年中國氣溫、降水極值分區(qū)的時空變化特征[J]. 氣象學(xué)報，2011，69（1）：125-136.

[7]韓秀君，楊 青，孫曉巍，等. 遼寧西部地區(qū)玉米作物生長季降水特征及對作物的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（1）：77-81.

[8]李 聰，肖子牛，張曉玲. 近60年中國不同區(qū)域降水的氣候變化特征[J]. 氣象，2012，38（4）：419-424.

[9]李 帥，陳 莉，任玉玉. 1951/1952—2004/2005年中國冬季降水變化研究[J]. 熱帶氣象學(xué)報，2008，24（1）：94-98.

[10]劉 朕，肖玉兵，顧愛輝. 南京市近50年降水變化特征分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（12）：357-359.

[11]郭慕萍，王志偉，秦愛民，等. 54年來中國西北地區(qū)降水量的變化[J]. 干旱區(qū)研究，2009，26（1）：120-125.

[12]劉 抗，李照榮，張 宇. 1971—2010年中國西北地區(qū)秋季降水變化特征[J]. 中國沙漠，2014，34（3）：805-813.

[13]任永建，高 媛，肖 鶯，等. 1961—2010年華中區(qū)域降水變化特征分析[J]. 長江流域資源與環(huán)境，2013，22（增刊1）：90-95.

[14]張 琪，李躍清. 近48年西南地區(qū)降水量和雨日的氣候變化特征[J]. 高原氣象，2014，3（2）：372-383.

[15]陳標(biāo)金. 江西省近40年來降水變化的氣候診斷[J]. 江西氣象科技，1994（2）：37-40.

[16]楊愛萍，杜筱玲. 江西省降水集中程度的變化特征[J]. 中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（4）：512-516.

[17]章毅之，吳 瓊，胡菊芳，等. 江西省小時降水特征分析[J]. 暴雨災(zāi)害，2018，37（3）：274-280.

[18]廖紅玲，張智勇，謝遠玉. 近48年贛州市降水量變化特征分析[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，22（10）：97-100，106.

[19]唐啟義，馮明光. DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2007：951-978.

[20]魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預(yù)測技術(shù)[M]. 2版.北京：氣象出版社，2007.

[21]符淙斌，王 強. 氣候突變的定義和檢測方法[J]. 大氣科學(xué)，1992，16（4）：482-493.

[22]曹 森，王 瑞，劉 瑩，等. 基于主成分分析的1-MCP處理對艷紅桃貨架期品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，33（1）：197-203.

[23]周 游，李海梅，趙金山，等. 乳酸菌對草莓生長和品質(zhì)性狀的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，33（5）：1124-1128.

[24]鮑江峰，夏仁學(xué)，彭抒昂. 生態(tài)因子對柑橘果實品質(zhì)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15（8）：1477-1480.