气候变化对农业生产造成影响,异常的气候条件带来的农业气象灾害对农作物产量和价格的稳定都不利^[1-3]。福建省处于东南沿海地带,属于亚热带气候,越冬作物和果树众多,包括蔬菜。马铃薯等作物和香蕉。荔枝。龙眼。枇杷等热带果树^[4-5]。冬季寒潮的降温天气会造成果树冻害乃至冻死,严重影响农产品的品质和产量^[6-7]。本文在分析2015—2016年福建省冬季气候条件的基础上,探讨了主要农业气象灾害对福建省越冬作物生长的影响,以期有助于农业生产减灾防灾。

福建省冬季包括12月。1月和2月,共3个月份。66个气象观测站的光温水和气象灾害统计数据来自福建省气象局,农业灾情来自田间考察和观测。 气象要素异常评价参照文献^[8]。(1)气温的异常程度(C)。$C=\left( Y-{{Y}_{P}} \right)/{{\delta }_{Y}},{{Y}_{P}}=\frac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{Y}_{i}}},{{\delta }_{Y}}=\sqrt{\frac{1}{n-1}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{\left( {{Y}_{i}}-{{Y}_{p}} \right)}^{2}}}}$,其中,Y_p为气象要素n年平均值(n=30 a),Y为当年值。分类标准为:C ≤-2.00,异常偏低;-2.00<C≤-1.50,明显偏低;-1.50<C<-1.00,一般偏低;-1.00≤C≤1.00,正常; 1.00<C<1.50,一般偏高; 1.50≤C<2.00,明显偏高; C≥2.00,异常偏高。(2)降水量和日照时数异常程度(y)。y/%=(X-X_p)/X_p×100,其中X_p为气象要素n年平均值(n=30 a),X为当年值。分类标准:y≤-80%,异常偏少; -80%<y≤-50%,明显偏少; -50%<y<-25%,一般偏少;-25%≤y≤25%,正常; 25%<y<50%,一般偏多; 50%≤y<80%,明显偏多; y≥80%,异常偏多。

2015—2016年福建省冬季平均气温正常,极端气温偏低。1月份出现了近半个世纪以来最强冷空气过程,极端最低气温(-15.6 ℃)低于历史同期最低值(2009年12月,-13.6 ℃)。降水异常偏多;日照偏少,大部县市明显偏少至异常偏少。总体上,2015—2016年冬季低温寡照多降水,使得渍涝和寒冻害发生较多,农业气象灾害偏重。

由表 1可知,2015年12月全省平均气温为7.0~17.1 ℃,距平为0.5~2.3 ℃,全部县市正常到偏高;2016年1月全省平均气温为5.3~14.1 ℃,距平为-0.4~1.3 ℃,除古田外,其他县市正常;2月全省平均气温为6.1~13.7 ℃,距平为-2.2~0 ℃,全部县市为正常至偏低。总体上,2015—2016年冬季平均气温为6.1~14.9 ℃,距平为-0.5~1.2 ℃,大部分县市属于正常范围,仅个别的站点偏低或者偏高。

由表 2可知,2015年12月极端最低气温为-7.4~8.5 ℃,全部县市属正常,极端气温多出现在18日;2016年1月极端最低气温为-15.6~2.5 ℃,大部县市为异常偏低至明显偏低,极端气温出现在25日;2月极端最低气温为-6.4~6.9 ℃,除政和。龙岩。华安为明显偏低外,其他县市为正常至一般偏低,极端最低气温多出现在7—8日。总体上,2015—2016年冬季极端最低气温出现在1月,最低气温为-15.6~2.5 ℃,大部县市为异常偏低至明显偏低,极端气温出现在25日。

由表 3可知,2015年全省12月降水量为124.5~277.0 mm,距平百分率为165%~607%,降水均为异常偏多;12月雨日除九仙山为24 d外,其余县市9~19 d。2016年1月全省降水量为134.6~268.3 mm,距平百分率为81%~660%,降水全部异常偏多; 1月雨日为13~21 d。2月全省降水量为33.7~127.0 mm,距平百分率为-64%~20%,降水正常至偏少;2月雨日除崇武和厦门为10 d。松溪为16 d外,其他县市为11~15 d。总体上,2015—2016年冬季降水量为343.6~541.6 mm,距平百分率为97%~375%;降水全部异常偏多;冬季雨日为36~57 d。

由表 4可知,2015年12月全省日照时数为21.7~116.0 h,距平为-108.2~-58.1 h,全部县市为偏少,大部县市为异常偏少;2016年1月全省日照时数为24.9~97.5 h,距平为-91.1~-27.6 h,大部县市为一般偏少至明显偏少;2月全省日照时数为82.2~152.7 h,距平为-24.1~72.1 h,除泰宁。建宁和屏南为异常偏多外,其他县市为正常至偏多。总体上,2015—2016年冬季日照时数为145.5~307.5 h,距平为-177.4~-29.2 h,全部县市为偏少,大部县市为明显偏少到异常偏少。

由于2015—2016年福建省冬季气候要素异常不稳定,导致农业气象灾害发生偏重,主要包括低温阴雨寡照。暴雨和寒冻害等3类。其中寒冻害影响最大,给当地农业造成了很大的经济损失。

低温阴雨寡照天气指连续3 d或以上日降水量>25 mm。日平均气温<10 ℃且日照不足5 h的天气^[9]。2015—2016年福建省冬季多发生阶段性低温阴雨寡照天气,不利于冬种作物播种,易发生烂种烂秧苗,同时对冬种作物及香蕉。青枣。枇杷等果树的光合作用也不利,使得作物和果树长势较差。

全省范围内出现连片3站以上或不连片4站以上日雨量≥50 mm的天气过程,即为暴雨天气过程^[9]。受南下冷空气持续影响,12月9—10日中南部地区出现暴雨到大暴雨过程,沿海各市。龙岩和三明部分县市出现了暴雨,中南部沿海出现大暴雨。降雨量25~50 mm的有17个县市;降雨量50~100 mm的有44个县市;降雨量超100 mm的有23个县市,最大为厦门市海沧区196 mm。受暖湿气流和低层切变影响,1月28—29日福建省大部分地区出现暴雨,局部发生大暴雨。降雨量50~100 mm的有55个县市;降雨量超过100 mm的有6个县市,最大为厦门市海沧区178 mm。冬季中南部连续出现2次暴雨过程,降水量排历年第2位。

受连续2次高强度降水的影响,中南部地区冬汛反常。汀江。尤溪和九龙江支流发生略超警戒的小洪水,闽江发生历史同期(冬季)最大洪水,入库洪峰可达9 200 m³·s^-1。大范围高强度的降水迫使水口。沙溪口。安砂和池潭等4座大型水库提前开闸泄洪,腾库迎峰。削峰,减轻上下游防洪压力,减免洪灾损失^[10]。同时,中南部受到2次大范围。高强度的降水过程,水流汇集无法排泄,发生渍涝灾害,使得低洼地带蔬菜。烤烟和马铃薯等冬种作物受淹,影响产量和品质。

强冷空气过程是指:(1)48 h内内陆地区降温7 ℃以上,沿海地区降温6 ℃以上或过程降温内陆地区达8 ℃以上,沿海达7 ℃以上;(2)极端最低气温:10月和4月内陆地区≤7 ℃。沿海地区≤8 ℃,11月—次年3月内陆地区≤6 ℃。沿海地区≤7 ℃^[9]。受北方强冷空气南下影响,2015—2016年冬季每个月都出现1次较强的冷空气过程。福建省极端气温地理分布基本从东南沿海向西北内陆逐步降低,呈现显著的海洋性气候特征;降温幅度则从东南沿海向西北内陆逐步增加。由表 5可知,12月全省出现的明显降温过程中,18日极端最低气温最低,西。北部地区的大部有霜或霜冻,部分北部地区有结冰,西部。北部地区共计24个县市出现0 ℃以下的极端气温。1月18—27日,全省共57个县市出现0 ℃以下的极端气温,25日极端最低气温最低,22日夜里至24日早晨中北部地区和南部地区的高海拔山区先后出现雪或雨夹雪天气,西。北部的部分山区出现积雪;25—26日各地气温较低,西。北部地区的部分县市最低气温达-5 ℃以下,其余大部县市气温达-3~1 ℃。2月1—10日的低温过程,西。北部地区降温幅度大,东南部沿海降温不大。西。北部地区的大部发生霜或霜冻,共计31个县市出现0 ℃以下的极端气温。12月份低温持续时间4 d,比较短。而1月和2月的低温持续时间均达到了10 d,并且这两个低温过程间隔不大,几乎可以看为一个低温过程,近2旬的低温持续时间对农业越冬作物的破坏力更大。1月的次寒潮过程强度强。范围广。时间长。危害大,12月次之。

寒害是热带。亚热带植物在冬季生育期出现一或多个低温天气过程(一般在0~10 ℃,有时候低于0 ℃),导致植物生理机能障碍,从而减产或死亡。冻害是指冬季发生的0 ℃以下的低温过程,使得越冬作物和果树部分或全部死亡,造成减产或绝收^[9]。不同作物对低温的耐受性不同,因此寒害指标也不同,一般10 ℃以下有轻微影响,4~5 ℃左右严重受害^[9]。对全省各地寒冻害灾后调查结果如下。(1)对经济作物与林木类的影响。寒潮对马铃薯。油菜。已移栽大田的烤烟等作物以及大棚设施内喜温类蔬菜的生长发育较为不利。黄瓜。甜椒。番茄等温室喜温类蔬菜。中高海拔地区花菜遭受严重冻害,蔬菜叶片受冻卷曲。脱水,出现烂株烂叶。果实冻伤等,产量损失严重,甚至绝收,经济损失严重。耐寒类蔬菜如花菜。莴笋等受害比较轻。此次冬季低温使得中南部沿海马铃薯幼苗受寒冻害,长乐等地马铃薯基本受冻死亡,造成绝收;南部沿海较轻。1月上旬烤烟大部分处于大棚育秧期,仅少部分移栽至大田,强寒潮对棚内烤烟无明显影响,大田烤烟则受冻严重。毛竹被压断爆裂,受灾也比较严重,中北部山区毛竹叶片变白,影响下一年春笋产量。茶叶因处于休眠期,低温对其影响不大,但仍有少部分高海拔地区茶树受冻绝收。(2)对特色果树类的影响。寒潮使得亚热带越冬果树受害严重,香蕉。枇杷。木瓜。莲雾。青枣。芭乐等果树遭受严重寒冻害,部分出现落果。烂死以致绝收。春植蕉处于果实膨大期,低温导致香蕉叶片枯萎卷缩。果实受冻发黑等,产量损失严重,大面积绝收。枇杷处于幼果期,低温导致闽北绝收,中部地区两地枇杷幼果褐变,产量损失惨重。闽南青枣处于果实膨大至采收期,青枣遭受轻至中度寒害,露天栽培青枣上部叶片卷缩变色,而大棚栽培的影响较小,但对产量影响较有限。莲雾出现叶片变色。落果,芭乐上部叶片受冻变色,番木瓜叶片萎蔫脱水。(3)2015—2016年冬季寒冻害历年属于第2位,仅比1999—2000年冬季的寒冻害轻。

2015—2016年福建省冬季平均气温正常,极端气温偏低。1月份出现了近半个世纪以来最强冷空气过程,极端最低气温超过历史同期最低值;寒冻害历年属于第2位,仅比1999—2000年冬季的影响轻。降水异常偏多,冬季中南部连续2次暴雨过程属于历史罕见,降水量排历年第2位。日照偏少,大部是明显偏少到异常偏少。低温寡照多降水的特征,使得渍涝和寒冻害发生较多,农业气象灾害偏重。

2015—2016年福建省冬季主要的农业气象灾害导致了越冬蔬菜等作物和枇杷等果树的减产甚至绝产,使得春节期间蔬菜价格快速上涨。其中影响最大的是寒冻害,其次是暴雨。冬季阶段性低温阴雨寡照天气,不利于蔬菜等冬种作物播种及香蕉和枇杷等果树的生长发育。冬季暴雨主要集中在中南部,分别发生在12月和1月份,连续2次暴雨过程,影响水库安全,迫使水库放水;且使得低洼地带蔬菜。烤烟和马铃薯等冬种作物受淹。寒冻害一直是福建省主要的农业气象灾害^[11-12],发生范围广大,极端气温创历史记录,发生频次较多,持续时间较长,故而灾情更严重。寒潮来前,要加强施肥管理,提高抵抗力,给作物覆盖茅草。薄膜等,使用大棚。小拱棚栽培提高气温;给果树树干涂白,烟熏。果实套袋等。冻害过后,重伤死苗要及时拔除,栽种新作物;轻伤要加强水肥管理,增强抗力。果树受灾后,及时清除受冻的树枝和果实,包扎伤口,施肥浇水,恢复树势。