茶叶霜冻害精细化预警——以浙江省松阳县为例

霜冻是茶叶生产最主要的气象灾害,严重危害茶产业的可持续发展。本文根据浙江省70个基本气象站、松阳县25个区域自动气象站的观测数据,以及最优化集成释用(OCF)精细化数值预报产品、30 m分辨率DEM数据,通过GIS技术、混合插值法,建立了基于地理信息的日最低气温空间推算模型,并采用日最低气温作为茶叶霜冻害预警指标,结合ZY-3卫星遥感数据提取的茶树种植区分布图,开展了浙江省松阳县茶叶霜冻害精细化预警。结果表明:细网格日最低气温空间推算模型的绝对误差平均0.35℃,相对误差平均2.83%,推算精度高;茶叶霜冻害精细化预警时效8 d,空间分辨率30 m×30 m;2017年3月15日的茶树霜冻害预警效果良好,预估茶园受灾面积2340.0 hm~2,占全县茶园面积的30.6%;其中,轻度霜冻害面积1939.4 hm~2,中度霜冻害面积367.2 hm~2,重度霜冻害面积34.9 hm~2,分别占全县茶园面积的25.35%、4.80%和0.46%;实地调查结果与预估结果基本一致。     

安吉白茶精细化气象灾害风险分析与区划

气象灾害严重威胁茶产业高质量发展,开展气象灾害风险精细评价可为茶叶生产灾害精准防控提供科学依据。本文基于自然灾害风险理论、安吉县及周边7个国家气象站1971—2020年和安吉县23个区域自动气象站2012—2020年的逐日气象资料、15个乡镇农业社会经济统计资料,以及源于GF-2卫星遥感数据解译出的茶树种植现状分布图和DEM高程等多源信息,采用加权综合指数法、模糊层次分析法和GIS技术,对安吉白茶进行了精细化气象灾害风险分析与区划。结果表明：安吉白茶致灾因子危险性、孕灾环境暴露性的高值主要位于南部山区,承灾体脆弱性的高值集中于中部平原地区,防灾减灾能力的高值多位于中东部平原地区;综合考虑各因子的综合风险度,安吉白茶气象灾害风险可分为低风险、中风险和高风险3个等级;低风险区主要分布于安吉中北部平原区域,占安吉县地域面积的66.55%;中风险区主要分布于安吉西部、南部的中高海拔区域,占安吉县地域面积的30.54%;高风险区主要位于南部高海拔山区,占安吉县地域面积的3.01%;集成格点化的茶树种植现状,安吉县内61.21%的茶园分布在低风险区,38.17%的茶园分布在中风险区,0.62%的茶...     

浙江省茶树春霜冻害气象指标的修订

修订茶树霜冻害气象指标对于科学客观地开展春季茶树霜冻灾害的监测预警和影响评估具有重要意义。本文以浙江省茶树4个主栽品种为材料,应用人工气候箱开展低温胁迫控制试验,模拟6组不同低温条件和持续时间(15℃/3℃、12℃/2℃、10℃/1℃、10℃/0℃、10℃/-1℃、10℃/-2℃,各设置组较高温度持续12 h,较低温度持续4 h;对照温度25℃),观测茶树叶片生理生化指标的变化,应用Logistic函数确定茶树的半致死温度。结果表明:茶树霜冻害的发生与低温强度和持续时间密切相关,各品种茶树叶片半致死温度为福鼎大白茶(-1.5℃)乌牛早(-1.3℃)鸠坑(-1.2℃)龙井43(-0.7℃);结合历史灾情和茶园逐小时气温观测数据,提出了新的茶树春霜冻害等级标准,包括气象指标、茶树受灾症状和新梢芽叶受害率,其中气象指标为新梢生长期间每日的小时最低气温和持续小时数。应用2013年春季2次霜冻灾害验证,新标准的监测结果与实际情况基本吻合,并且比原有标准吻合率提高41.7%。研究成果可为茶叶气象定量化服务提供重要的技术支持。     

物候模型支持下的杭州市春茶霜冻害时空变化及风险区划

开展春茶霜冻害风险区划对名优茶优化布局具有科学指导意义。基于杭州2015—2020年龙井43品种春茶物候观测资料、1951—2020年杭州国家基准气候站和2010—2020年263个区域自动气象站逐日气象资料,应用有效积温物候模型估算历史缺失年份春茶萌发初日数据,分析春茶生产霜冻害的时空分布特征,构建春茶霜冻害灾损率的加权平均模型,研制春茶霜冻害风险空间分布图。结果表明:过去70年来,春茶萌发初日提前的速度不及终霜日;春茶霜冻害年份减少,轻度霜冻害年份减少,中度霜冻害年份变化趋势不明显且年代际间波动大,重度以上霜冻害年份增加;各等级年霜冻害日数和霜冻害年份的变化趋势基本一致;春茶霜冻害年份轻度、中度、重度和特重出现频率分别为31.4%、18.6%、4.3%和1.4%,年灾损率无明显趋势变化;海拔每上升100 m,春茶萌发初日、终霜日分别推迟约1.3和2.6 d,春茶霜冻灾损率增加约1%,海拔越高,春霜冻害风险越高;杭州春茶生产霜冻害分布地域特征明显,春茶霜冻害基本无风险区(灾损率小于10%)约占杭州市总面积的25.2%,主要分布在杭州南部千岛湖、北部西湖产区、钱塘江河谷和较大水体周边,是发展春茶生产可优先考虑的区域;中度以上风险仅占杭州市总面积的6.3%。杭州市春茶生产霜冻害危害区域小,且灾害等级偏轻,适宜优质名优茶生产。     

茶园间作柑桔杨梅或吊瓜对叶蝉及蜘蛛类群数量和空间格局的影响

为评价茶园间作几种常见经济作物对重要害虫假眼小绿叶蝉及其主要天敌蜘蛛类群数量和空间格局的影响,遂选乌牛早品种纯茶园、乌牛早分别与柑桔、杨梅和吊瓜的间作茶园、以及安吉白茶与吊瓜间作茶园,2007年9月上旬—2008年12月下旬,每旬1次调查茶丛上、中、下层叶蝉和各种蜘蛛的数量。结果表明:(1)与纯茶园相比,间作茶园叶蝉种群数量和蜘蛛类群个体数量显著地增加,间作茶园蜘蛛种数显著地增加;(2)间作茶园茶丛上、中、下层叶蝉、蜘蛛个体数量分布明显区别于纯茶园茶丛上、中、下层叶蝉、蜘蛛个体数量分布;(3)茶丛上层的嫩梢是制作高档茶的原料,而纯茶园茶丛上层叶蝉虫口百分率为54.16%,间作茶园茶丛上层叶蝉虫口百分率皆减小,并且叶蝉高峰期间蜘蛛的跟随效应增强;(4)间作增加了经济收入并减少了防治次数。认为:(1)间作可在一定程度上调控叶蝉种群、蜘蛛类群的数量和空间格局;(2)间作可减轻叶蝉为害造成的产值损失,增强了茶园群落对于叶蝉的自然控制潜能。     

基于CA-Markov模型的安溪县茶叶种植区动态变化

安溪县是山地茶叶经济的典型代表和成功范例,了解安溪县茶叶种植区域时空扩张对于我国山地茶叶经济发展模式具有借鉴意义。本研究对安溪县1991、1998、1999、2006、2007、2010和2015年的遥感影像进行解译,分析不同时期茶叶种植区域扩张动态变化。同时,运用CA-Markov模型与Logistic回归模型对2015年土地利用类型进行模拟,预测结果与实际解译结果的Kappa系数为0.787,说明模拟结果可信。在此基础上,运用CAMarkov模型对2020年土地利用变化进行模拟。结果表明,安溪县茶叶种植区主要由林地转化而来,其面积呈现明显的阶段上升状态,可以分为1991—1999、1999—2007、2007—2015年3个上升时段。总体上,安溪县茶叶种植区域属于慢速变化型,茶园土地利用动态度指数为14.88%。茶叶种植区域呈现出从早期以东北部为主向全县扩张变化的趋势,至2020年还会向安溪县的西南方向进一步扩张,原来零散的茶园变成聚集的规模种植园区。模拟结果可为安溪县的茶叶种植规划布局提供参考。     

水肥一体化技术对茶树栽培的影响

我国茶园面积占世界茶园的60%,茶叶产区主要集中在经济欠发达的山区,茶产业发展对该区域经济起着重要作用。水肥一体化技术是灌溉与施肥融为一体的农业新技术,在茶园建设和茶叶种植上的应用尚属起步阶段。该技术能从科学水肥管理与降低劳动成本等方面解决茶叶种植的问题。本文在检索相关文献的基础上,简述了水肥一体化的概念,综述了国内外水肥一体化技术发展现状以及研究进展,讨论了当前茶园水肥管理方面存在的主要问题,分析了水肥一体化技术的优势以及在茶园建设中的前景,旨在为该技术在茶产业中的应用提供参考。     

浙江省茶叶气候品质等级评价

茶叶品质形成与气象条件密切相关,因此开展茶叶气候品质研究具有重要意义。本文基于浙江省2013年基本气象站和区域自动站的逐日气象资料,结合田间试验获取的茶叶品质数据和茶叶生产实际,提出了影响茶叶品质的3个气象指标。应用加权指数求和法,建立了茶叶气候品质评价模型。结果表明:2013年浙江省茶叶生长季茶叶气候品质表现为单峰型变化,气候品质指数在春季3—4月处于相对平缓高值区,指数2.2~2.8,等级1级;5月起开始逐渐下降,最小值出现在盛夏7月—8月中旬,指数0~0.4,等级4级;8月下旬开始逐渐上升,秋季指数0.8~1.6,等级2~3级;2013年浙江省茶叶气候品质空间分布具有区域性,春茶除少数高山地区外,大部地区指数2.2~3.0,等级1级;夏茶大部分地区指数0~0.8,等级3~4级;秋茶,品质指数0.6~1.8,等级2~3级;无论是时间上,还是空间上,茶叶气候品质等级评价与茶叶生产实际基本一致,表现为春茶1级,茶叶品质最优;秋茶其次,品质较优;夏茶品质最差。研究成果可为优化特色农业生产布局提供科学依据。     

福建省果树寒(冻)害短期精细预报预警技术

根据福建省68个气象站1963-2008年冬季气候资料,利用数理统计和GIS方法,对福建省果树寒(冻)害短期精细预报预警技术进行了研究.结果表明:福建省果树寒(冻)害预警期为12月上旬-翌年2月中旬,预警关键期为12月中旬-翌年1月中旬;利用逐步回归建立的福州、厦门和邵武3个探空站日最低气温短期预报模型,经差值法移植后,可以用于全省各气象台站日最低气温短期预报;建立各气象台站日最低气温与经度、纬度、海拔高度的地理关系推算模型,利用GIS制作日最低气温预报分布图,可以开展日最低气温空间精细预报;结合荔枝、龙眼、香蕉等南亚热带果树寒(冻)害指标,对果树寒(冻)害的发生、发展和范围进行短期预报预警;2009年利用差值移植法开展各气象站最低气温(t_d)的短期预报:≤1℃的预报准确率为58.3%,≤1.5℃的预报准确率为83.3%,≤2℃的预报准确率为91.7%;短期预报模型具有一定的预报能力,能作为冬季低温定量预报方法.

Abstract：

Based on the 1963-2008 meteorological data from 68 weather stations in Fujian Province,and by using mathematic statistics and GIS technique,the short-term subtle forecast and early warming methods for cold (freezing) damage of fruit trees in the province were approached.The forecast period for cold (freezing) damage of fruit trees was from early December to next early February,and the key period for warning low temperature was from mid December to next mid January.The short-term forecast equations for the minimum daytime temperature in Fuzhou,Xiamen,and Shaowu were established by stepwise regression analysis,which could be used for the forecast of short-term minimum temperature by all of the meteorological observation stations in Fujian Province by means of differential algorithms.Based on the data of longitude,latitude,and altitude,the geographical relational prediction model of the minimum daytime temperature was established,and the distribution map of forecasted low temperature was drawn with GIS technology,which could subtly forecast the minimum daytime temperature of whole Fujian Province.In combining with the cold (freezing) damage indices of fruit trees such as litchi,longan,and banana in southern subtropical monsoon climate zone,the forecast information of warning cold (freezing) damage of fruit trees were popularized,and the occurrence,development,and range of cold (freezing) damage for fruit trees were forecasted in short-term.By means of differential algorithms,the short-term minimum temperature was forecasted by all weather stations in the Province in 2009,and the forecast accuracy of ≤1 ℃,≤1.5 ℃,and ≤2 ℃was 58.3%,83.3%,and 91.7%,respectively.It could be seen that our short-term forecast model possessed a certain forecast capability,and could be used for the quantificational forecasting of low temperature in winter.     

浙江省茶叶农业气象灾害风险评价

开展茶叶农业气象灾害风险评价可增强茶叶生产防御自然灾害能力。本文根据浙江省64个气象站1971—2010年茶叶气象灾害和农业统计资料,应用模糊数学和加权指数求和方法构建了茶叶气象灾害综合风险指数模型,将浙江省茶叶农业气象灾害风险划分为低风险、中风险和高风险3个等级;并在浙江省茶树栽培精细化气候区划结果基础上,生成了浙江省茶树种植农业气象灾害综合风险精细化空间分布图。结果表明:浙江省茶叶农业气象灾害综合高风险区主要位于浙西北和浙中北,中风险区主要位于浙中和浙东北,低风险区主要位于浙南;浙江省茶树种植农业气象灾害低风险适宜区主要位于浙东南和浙西南。     

1971—2020年西南茶区灌木型茶树晚霜冻害危险性时空演变特征

研究晚霜冻害危险性时空演变特征,对于优化区域农业生产布局和品种调优具有科学的指导意义。本研究利用西南茶区65个气象站点1971—2020年逐日气象数据,结合霜冻终日和茶芽萌发初日的变化特征及其相互关系,构建西南茶区灌木型茶树春梢晚霜冻害概率指数和冻害强度指数,分析西南茶区灌木型茶树晚霜冻害危险性时空演变特征。结果表明:1971—2020年,西南茶区霜冻终日和茶芽萌发初日均呈显著提前趋势,且霜冻终日的提早速率快于茶芽萌发初日的提早速率,萌发后的茶芽暴露于晚霜冻害的天数总体呈不显著下降趋势。西南茶区大部分区域灌木型茶树晚霜冻害危险性呈下降趋势,但贵州茶区呈不显著上升趋势。四川茶区西部边缘山区、贵州茶区西部与云南茶区东北部交界处等地灌木型茶树晚霜冻害危险性一直较高,四川盆地区、云南茶区南部和贵州茶区南部等地晚霜冻害危险性一直较低。云南茶区北部、中东部地区等区域晚霜冻害危险性呈明显下降趋势;而贵州茶区中部和东部区域灌木型茶树晚霜冻害危险性明显增加。     

近60年广西北部湾红树林生态区气候变化及其影响因素

利用广西北部湾红树林生态区6个市（县）的国家气象观测站1961-2019年气象资料以及海平面资料,分析近60年来该生态区基本气候要素、极端天气气候事件及海平面的变化趋势及其对红树林的影响,并分析未来气候变化对区域红树植物可能造成的影响。结果表明：北部湾红树林生态区年平均气温、年平均最低气温升高,高温日数增多,低温日数和年降水量变化趋势不明显。最长连续无降水日数多数市（县）变化趋势不明显;年霜冻日数减少;热带气旋影响个数减少但平均强度呈微弱增大趋势;大风日数减少;海平面呈缓慢上升趋势。根据RegCM4区域气候模式预估,未来40年（2021-2060年）,在RCP4.5情景下,相对于参照时段（1986-2005年）,该生态区年平均气温将上升0.9-1.4℃,年平均最高气温和年平均最低气温均升高,高温日数增多、低温日数减少;年降水量将增多1%-2%;最长连续无降水日数增多;霜冻日数减少;预计未来30年,广西沿海的海平面较2019年上升40-160mm。年平均气温和极端气温的升高以及冬季低温日数和霜冻日数的减少将有利于热带红树植物的北扩;夏季高温导致的蒸发加剧及夏秋季最长连续无降水日数增多,可能加剧红树林病虫害。极端灾害性天气气候事件、海平面上升和人为影响等多重作用会对红树林分布格局产生重大影响,导致红树林生态退化风险增大。     

福安三种不同茶园节肢动物群落的消长动态调查

根据对福建福安的3种不同茶园（天香有机茶园、北门高山茶园和溪柄平地茶园）的节肢动物群落消长动态调查。并经多样性分析,结果获知：福安3种茶园节肢动物群落的物种丰富度（s）和多样性指数（H）的大小顺序依次为：天香（S=19．64,H=2．537）〉北门（S=18．01,H=2．502）〉溪柄（S=17．59,H=2．297）;而均匀度指数的大小顺序是：北门（J=0．621）〉天香（J=0．595）〉溪柄（J=0．559）。表明植被比较丰富、人为干扰较少的茶园,节肢动物群落的物种丰富度、多样性指数和均匀度指数较高,害、益虫群落易于保持较好的平衡状态,有利于减少（或不使用）化学农药、发展绿色无公害茶叶生产。     

广西苦丁茶的生产现状及无公害栽培技术探讨

广西苦丁茶生产区主要在大新县和天等县,种植面积约3 000 hm2,年产茶叶约700 t。生产过程中存在对农药和化肥的过份依赖、产品的重金属和农药超标等问题,需要通过无公害栽培来提高产品质量。该文从茶园选择、种植、土壤管理和施肥、茶树修剪和茶叶采摘、病虫害防治等方面对苦丁茶的无公害栽培技术进行了初步探讨。     

山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响

基于山西省境内分布较为均匀的70个地面气象观测站1970—2012年逐日平均气温和地面最低温度资料,统计了≥0℃和≥10℃期间的活动积温、7月平均气温以及无霜冻期等农业热量指标.采用线性倾向估计法和累积距平法分析了农业热量资源的变化及其突变特征,以及农业热量资源变化对作物种植带和棉花、马铃薯可种植区的影响.结果表明:≥0℃和≥10℃期间的活动积温分别以64.8和57.9℃·d·(10 a)-1的速率增加(P<0.001),7月平均气温以0.3℃·(10 a)-1的速率显著升高,无霜冻期以5.9 d·(10 a)-1的速率显著延长.≥0℃和≥10℃期间活动积温的增加幅度西部大于东部,7月平均气温的升高幅度北、中部大于南部,无霜冻期的延长幅度中部大于南、北部.≥0℃和≥10℃期间的活动积温在1996年发生了增加突变,7月平均气温在1993年发生了升高突变,无霜冻期在1997年发生了延长突变.与突变前相比,≥0℃和≥10℃期间的活动积温分别增加了219.4和196.7℃·d,7月平均气温升高了0.8℃,无霜冻期延长了15 d;与此同时,温热作物带和温暖作物带的面积向北扩大,扩大面积最大的是温暖作物带,扩大175.7%,而温和作物带、温凉作物带、温寒作物带和高寒植物区的面积缩小,缩小面积最大的是温寒作物带,缩小87.9%.随着农业热量资源的丰富,喜温作物可种植面积扩大,其中棉花可种植面积扩大1.7×106hm2,扩大53.5%;喜凉作物可种植面积缩小,其中马铃薯可种植面积缩小8.9×106hm2,缩小30.5%.     

甘肃马铃薯种植布局对区域气候变化的响应

基于甘肃省地面气象观测站1961—2008年气象观测资料和马铃薯生长条件,选择最佳小网格推算模型推算出500m×500m的高分辨率的网格序列;确立马铃薯种植适宜性气候区划指标,结合地理信息资料,运用GIS技术,开展马铃薯种植适宜性动态气候区划。结果表明:气候变化使马铃薯最适宜区和适宜区面积分别减小35%和3%,次适宜区和可种植区面积分别扩大18.5%和6.6%,不适宜区面积缩小2.0%。提出了马铃薯应对气候变化建议:各地应根据气候特点,调整作物布局;适当调整播种日期,躲避影响马铃薯产量的春霜冻、块茎形成期的高温危害及伏期干旱等;采取多种农业措施,扩大马铃薯种植面积,提高复种指数。预计随着未来气候进一步变暖,该地区的马铃薯生长发育、产量和结构布局将会继续受到影响,研究成果可为甘肃马铃薯生产以及适应气候变化提供科学参考依据。     

太湖洞庭山十种茶果间作茶园节肢动物群落组成的异同性

为揭示茶园间作果树对于节肢动物群落数量、空间格局的影响,2009年夏茶期间,于具有悠久茶-果间作历史、名茶洞庭碧螺春原产地的太湖东洞庭山选10种间作茶园,2010年春茶时节于西洞庭山选10种同类型间作茶园,调查果树的树丛之间、茶丛上层、茶丛中层、茶丛下层、地表和土壤层中各种节肢动物数量。发现:(1)两次调查结果具有较好的重现性;(2)每种供试茶园优势种害虫都是假眼小绿叶蝉Empoasca vitis Gthe和黑刺粉虱Aleurocanthus spiniferus(Quaintance)、其它主要害虫种类相同,东、西洞庭山优势种天敌相同;(3)10种茶园中茶丛上层、茶丛中层物种数多于其它层次;茶丛下层的个体数最大,主要是粉虱类和蚧类等小型同翅目昆虫;茶丛中层多样性指数稍高;(4)茶-桔、茶-板栗间作茶园物种较多;茶-腊梅间作茶园物种数、个体数较少。研究结果表明:茶园中合理地间作果树,可以增大生物多样性,即使在果树树丛之间、地表和土壤层中也拥有一定数量的节肢动物,间作明显地影响节肢动物群落的组成。     

陕西长武玉米降水指数保险设计

天气指数保险能有效规避传统农业保险的弊端。本研究基于陕西长武长序列产量数据和气象数据,采用统计分析的方法进行种植面积、产量、单产、趋势产量、相对气象产量以及玉米生育期需供水的分析;采用基于损失的风险评估方法评价种植风险;采用基于Logistic模型的费率厘定方法进行纯费率厘定;根据降水指数和减产率的相关性,设计降水指数;采用投影寻踪的方法设计降水指数赔付方案。结果表明:长武玉米种植面积、产量、单产、趋势产量以及相对气象产量都呈现出增加趋势;生育期平均需水650 mm,降水434mm,亏缺216 mm;从4月下旬到8月下旬,玉米呈现出水分亏缺的状态,7月中旬抽雄期水分亏缺最多,为33.65 mm;9月出现微弱的水分盈余;1994、1995和1997年为减产年,减产率分别为14%、20%和44%,相应降水距平分别为-42.44%、-47.72%和-29.71%;玉米种植轻、中、重和巨灾的发生概率分别是7.49%、3.40%、1.43%和1%;玉米降水指数保险纯费率为2.92%;生育期内旬降水(阈值为40 mm)累积值指定为玉米降水指数,并以降水指数为变量进行分段赔付。本研究剖析了长武玉米种植状况和干旱灾害,并设计了玉米的降水指数保险产品,为长武玉米农业保险提供了新的选择,对解决农业保险目前的困境具有重要的意义。     

基于环境辅助变量的拔山茶园土壤肥力空间预测

以地形因子、植被覆盖度等为辅助变量,利用回归克里格法预测低山丘陵区茶园土壤肥力,分析了富阳市拔山茶园土壤肥力的空间变异规律.结果表明:相对高程、平/纵向曲率等结构性因素是引起研究区土壤肥力空间变异的主要原因,研究区土壤肥力沿海拔高度呈垂直变化,随着海拔高度的降低土壤肥力水平也逐渐降低;拔山茶园土壤肥力总体较高,肥力较低的区域面积仅占研究区总面积的5%.回归克里格法所得土壤肥力的预测精度明显高于普通克里格,其平均预测误差和预测均方根误差分别为0.028和0.108.该方法能充分反映环境变量对土壤肥力的影响,提高土壤肥力的空间预测精度,可为茶园的精准管理提供依据.