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摘要 利用1961—2012年气象观测资料，对临夏地区春季发生的农林业低温灾害进行统计分析和深入研究，结果表明：4月的极端低温对农林业生产影响最严重；4月极端低温存在3～6年短周期振荡和12～16年、18～22年中长周期振荡；临夏地区春季极端低温出现在4月中旬的频率最高；春季极端低温冻害出现时间愈迟，则对农业生产影响愈严重。
关键词 低温灾害；农林业；影响；甘肃临夏a
中图分类号 S166 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）16-0238-02
临夏回族自治州位于甘肃省中南部，地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，平均海拔高度为2 000 m；其深居内陆，具有大陆气候、季风气候和山地气候的特征[1]。临夏地区全年气候温润，四季分明，适宜农果林业生产。目前，临夏州拥有耕地1 508.7 km2，其中粮食作物播种面积为1 405.6 km2，占总耕地面积的93.2%。临夏州为雨养农业区，以旱作农业为主，主要农作物有小麦、玉米、马铃薯、蚕豆、双低油菜、胡麻、青稞等；主要林作物有啤特果、花椒。其中种植的啤特果被称为高原果中珍品，享誉西北乃至全国[1-2]。
临夏地区是一个气象灾害高频发的地区，主要气象灾害有干旱、冰雹、暴雨、霜冻、寒潮、雷电和高温等。极端低温和寒潮天气在临夏地区每年的春季都会出现，对农林业特别是林果的花期有很大的危害，在很大程度上制约和影响着当地的农林果业发展，成为制约当地经济发展的主要因素之一。近年来，当地政府不断加大资金投入，加强乡镇自动气象站、土壤水分观测站和人影防雹高炮作业点建设，不断增强农业气象灾害监测和预报预警研发力量，为当地农林业生产保驾护航。该文正是基于此，通过利用1961—2012年共52年气象观测资料，利用数理统计和小波分析方法，对发生在临夏地区的春季极端气温产生的冻害和寒潮天气产生的农业气象灾害进行深入分析和研究，找出基本规律，提出防御对策，为保护农林业生产提供有力保障和支撑。
1 数据来源及统计方法
1.1 数据来源
本文气象数据主要来源于临夏国家基本气象站和永靖、东乡、和政、广河及康乐5个县的国家一般气象观测站。利用以上站点1961—2012年共52年的农业气象观测资料进行研究。
1.2 统计方法
应用数理统计方法，对春季低温冻害类型和时空间分布进行统计分类；利用小波变换，找出振荡周期和振荡规律。小波变换使用复小波变换，有效避免了小波变换中产生的虚假振荡。
2 低温冻害对农林种植业的影响
2.1 低温冻害对林果种植业的影响
据52年气象资料统计，临夏地区冻害主要发生时段集中在3月下旬至4月下旬，该时段出现冻害占全部冻害的93.4%。3月下旬至4月下旬，临夏地区低温冻害频发，对处于萌芽期的花椒造成危害，造成其大幅度减产。同时，啤特果、大接杏由于受到低温冻害的影响，花粉活动减弱甚至丧失，花器官遭受冻害，极易出现畸形果和落果，影响果树的坐果率。2008年4月21—22日，临夏地区出现强寒潮天气，最低气温降至-2.6 ℃，致使全州大范围的林果几乎绝收。2013年4月2—5日，临夏地区出现强寒潮天气，致使4月3日当天最低气温降至-2.3 ℃，寒潮天气致使临夏地区大面积经济果林严重受灾。
由于受全球气候变暖趋势的影响，果木的萌芽期和开花期均提前，降低了其抵御冻害的能力，冻害发生几率增大。如果4月发生霜冻和寒潮天气，会在很大程度上造成产量下降或绝产[3]。
2.2 低温冻害对种植业的影响
低温冻害会对各种作物造成严重伤害，尤其是对双低油菜、玉米等作物更为突出。当气温下降至0 ℃以下时，引起作物器官内的细胞内结冰，致细胞死亡。而4—5月蔬菜和瓜类处于移栽定株关键期，玉米处于苗期，此时若遇寒潮天气，轻则冻伤茎叶组织；重则植株死亡，导致绝产[4]。
据不完全统计，仅“十一五”期间，临夏地区由于寒潮、霜冻天气而引起的低温冻害致农作物受灾面积达51 266 hm2，经济损失达2.64亿元。
2.3 春季低温冻害的天气形势演变
4—5月，处于转换季节的大气环流具有不稳定性和易变性，西伯利亚冷空气沿着蒙古高空槽后西北气流南下，出现寒潮入侵，會出现大风、沙尘和降雪等天气，并造成全国大范围的强降温天气。当冷锋锋面到达临夏地区之前时，天气维持晴好；当锋面到达临夏地区并控制该地区时，下午至夜晚，气压骤降，高空被卷层云覆盖，常伴随大风出现。至凌晨，地面辐射降温加剧，形成典型的平流辐射霜冻，对农林业生产造成巨大影响。寒潮天气入侵时，常伴有雨雪、大风等灾害性天气，使玉米、冬小麦、瓜果和蔬菜等受到严重冻害，同时对通信、民航、交通运输和建筑等行业造成较大影响。
3 低温冻害类型
按照气象标准定义，低温冷害包括霜冻和寒潮2种典型天气。按照气象标准定义，寒潮是指高温度地区的冷空气在特定天气形势下加强南下，造成大范围剧烈降温和大风、雨雪天气且达到一定的降温标准；霜冻是指当地面附近的空气温度下降至0 ℃以下时，对农作物造成伤害或死亡的农业气象灾害。有时，达不到寒潮天气的标准时，在气象中又称为强降温，强降温同样对农林业造成很大危害，但灾害程度不及寒潮天气严重[5]。
4 低温冻害时空分布
4.1 时间分布
按初霜冻出现日期顺序，将临夏地区划分为3类，即北部永靖县，中部的东乡县、临夏市、临夏县，南部的广河县、积石山县、和政县和康乐县。根据1961—2012年气象资料统计分析，初霜冻平均时间分布：北部为10月中旬到下旬；中部为9月下旬；南部为9月中旬至下旬。终霜冻平均时间分布：北部为4月中到下旬；中部为5月上中旬；南部为5月下旬至6月上旬。而寒潮的发生期为每年的春季和秋冬季，春季（3—5月）寒潮对农林业生产影响很大，占全部寒潮灾害的73.6%，且春季寒潮发生时间愈迟，对农林业影响愈大。 根据52年气象观测资料统计，在春季霜冻中，最早出现时间是3月12日，最迟时间为5月16日；强度最大的霜冻出现在2004年5月3日，地面最低温度达到-6.2 ℃。
4.2 空间分布
临夏地区初霜冻时间最早出现于南部，之后空间分布依次向北延伸。而终霜冻则刚好相反。从霜冻造成的农林灾害损失来看，南部最严重，中部次之，北部较轻，其中南部遭受的灾害损失为北部的2倍。
4.3 历年4月极端最低气温变化
通过对临夏地区1961—2012年4月极端最低气温变化趋势进行分析，结果显示：历年4月极端最低气温以0.2 ℃/10年趋势增加。5年移动平均显示：4月极端最低气温呈波动上升趋势。而三阶多项式拟合显示：4月极端最低气温呈上升趋势。通过进行复小波变换，小波方差图显示，整个时段内存在3～6年短周期振荡；12～16年和18～22年长周期振荡。而小波系数图显示：18～22年振荡周期明显；而在70年代之后，12～16年和3～6年振荡周期趋于稳定和明显。
5 低温冻害防御补救措施
低温冻害对农林业生产带来的危害十分巨大，严重的低温冻害天气可使作物和林果绝收，因此做好防御工作意义重大。常见的低温冻害防御方法主要有覆盖法、浇灌水法、喷水法、熏烟法和喷施化学药物法。
5.1 防御措施
5.1.1 浇灌水法。浇灌水可以增加土壤热容量，平抑地温，在浇水后10 d内有很好的防御低温霜冻的作用。但对温度下降到0 ℃以下的霜冻天气，霜冻当天不要浇水，以免加重冻害。
5.1.2 覆盖法。用草帘、席子、草木灰等覆盖田间地面，既可起到保温保湿作用，又可以减少地面辐射损失。对于经济价值高的果木和苗床，可采用塑料薄膜覆盖等方法防御低温冻害，覆盖要在在冻害发生前3～4 h进行较好。
5.1.3 喷水法。喷水到空气中，在其结冰过程中可以释放出大量的热量，对预防作物冻害有一定的作用。此外，在喷水操作过程中，人的走动可以搅动田间空气，增加热量交换，对作物冻害的防御效果也较为显著，尤其是对于小麦。
5.1.4 熏烟法。当低温来临时，进行柴草熏烟时可有效预防霜冻害的发生，但熏烟是在静风条件下进行，当有风时，熏烟效果不佳。
5.1.5 喷施化学药物法。喷施化学药物如有机液肥、多微制剂、可以降低果木花期发生冻害的强度，提高果木花期成活率，需要注意喷施这类制剂需要1～2 d以上的有阳光的天气，作用才能发挥[6]。
5.2 补救措施
当低温冻害天气已经发生时，还可采取补救措施，将作物损失降到最低：水浇地要立即补肥浇水，增施尿素150 kg/hm2，追肥时一定要耧耩，或者顺麦垄开沟施肥，施肥后立即浇水，以促进作物尽快恢复生长发育，如果补救方法得当，10 d后作物就可能慢慢恢复。如果是受冻的旱地麦田，则可用尿素15 kg/hm2加水750 kg/hm2进行叶面喷洒，减少产量损失。如果麦田在拔节后，即主茎第一节固定、第二节伸长、第三节露头时可施尿素或磷酸二铵105～150 kg/hm2，追肥后再结合浇水，恢复效果更佳[7]。
6 结语
临夏地区低温冻害发生时段主要集中在3月下旬至4月下旬。低温冻害出现时间愈迟，对春季的农作物和开花期的果树影响愈大。在临夏地区1961—2012年的52年間，低温冻害出现频率呈现出3～6年短周期振荡和12～16年、18～22年长周期振荡。根据低温冻害出现的时段规律，采取有效措施和方法，加强农作物和林果树的田间管理，提高低温冻害防御意识，可将农林业低温冻害损失程度降低到最低。
7 参考文献
[1] 尹宪志.临夏气象[M].北京：气象出版社，2011：3-5.
[2] 临夏州志编撰委员会.临夏回族自治州志：上册[M].兰州：甘肃人民出版社，1993：9.
[3] 蔡广珍，尹宪志，王琨，等.临夏近30年低温冻害灾情分析[J].江西农业学报，2012，24（9）：85-87.
[4] 杨亚利，郑合清，孙田文，等.宜君县春季核桃低温冻害及预防措施[J].现代农业科技，2013（8）：276-178.
[5] 谢新，陈晓燕.和静县2006年冬季低温冻害成因分析[J].新疆农业科学，2008，45（增刊l）：35-36.
[6] 范新单.果树春季冻害调查及防冻与灾后救护[J].中国南方果树，2010，39（5）：95-96.
[7] 李健，刘映宁，李美荣，等.陕西果树花期低温冻害特征及防御对策[J].气象科技，2008，36（3）：25-28.
关键词 低温灾害；农林业；影响；甘肃临夏a
中图分类号 S166 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）16-0238-02
临夏回族自治州位于甘肃省中南部，地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，平均海拔高度为2 000 m；其深居内陆，具有大陆气候、季风气候和山地气候的特征[1]。临夏地区全年气候温润，四季分明，适宜农果林业生产。目前，临夏州拥有耕地1 508.7 km2，其中粮食作物播种面积为1 405.6 km2，占总耕地面积的93.2%。临夏州为雨养农业区，以旱作农业为主，主要农作物有小麦、玉米、马铃薯、蚕豆、双低油菜、胡麻、青稞等；主要林作物有啤特果、花椒。其中种植的啤特果被称为高原果中珍品，享誉西北乃至全国[1-2]。
临夏地区是一个气象灾害高频发的地区，主要气象灾害有干旱、冰雹、暴雨、霜冻、寒潮、雷电和高温等。极端低温和寒潮天气在临夏地区每年的春季都会出现，对农林业特别是林果的花期有很大的危害，在很大程度上制约和影响着当地的农林果业发展，成为制约当地经济发展的主要因素之一。近年来，当地政府不断加大资金投入，加强乡镇自动气象站、土壤水分观测站和人影防雹高炮作业点建设，不断增强农业气象灾害监测和预报预警研发力量，为当地农林业生产保驾护航。该文正是基于此，通过利用1961—2012年共52年气象观测资料，利用数理统计和小波分析方法，对发生在临夏地区的春季极端气温产生的冻害和寒潮天气产生的农业气象灾害进行深入分析和研究，找出基本规律，提出防御对策，为保护农林业生产提供有力保障和支撑。
1 数据来源及统计方法
1.1 数据来源
本文气象数据主要来源于临夏国家基本气象站和永靖、东乡、和政、广河及康乐5个县的国家一般气象观测站。利用以上站点1961—2012年共52年的农业气象观测资料进行研究。
1.2 统计方法
应用数理统计方法，对春季低温冻害类型和时空间分布进行统计分类；利用小波变换，找出振荡周期和振荡规律。小波变换使用复小波变换，有效避免了小波变换中产生的虚假振荡。
2 低温冻害对农林种植业的影响
2.1 低温冻害对林果种植业的影响
据52年气象资料统计，临夏地区冻害主要发生时段集中在3月下旬至4月下旬，该时段出现冻害占全部冻害的93.4%。3月下旬至4月下旬，临夏地区低温冻害频发，对处于萌芽期的花椒造成危害，造成其大幅度减产。同时，啤特果、大接杏由于受到低温冻害的影响，花粉活动减弱甚至丧失，花器官遭受冻害，极易出现畸形果和落果，影响果树的坐果率。2008年4月21—22日，临夏地区出现强寒潮天气，最低气温降至-2.6 ℃，致使全州大范围的林果几乎绝收。2013年4月2—5日，临夏地区出现强寒潮天气，致使4月3日当天最低气温降至-2.3 ℃，寒潮天气致使临夏地区大面积经济果林严重受灾。
由于受全球气候变暖趋势的影响，果木的萌芽期和开花期均提前，降低了其抵御冻害的能力，冻害发生几率增大。如果4月发生霜冻和寒潮天气，会在很大程度上造成产量下降或绝产[3]。
2.2 低温冻害对种植业的影响
低温冻害会对各种作物造成严重伤害，尤其是对双低油菜、玉米等作物更为突出。当气温下降至0 ℃以下时，引起作物器官内的细胞内结冰，致细胞死亡。而4—5月蔬菜和瓜类处于移栽定株关键期，玉米处于苗期，此时若遇寒潮天气，轻则冻伤茎叶组织；重则植株死亡，导致绝产[4]。
据不完全统计，仅“十一五”期间，临夏地区由于寒潮、霜冻天气而引起的低温冻害致农作物受灾面积达51 266 hm2，经济损失达2.64亿元。
2.3 春季低温冻害的天气形势演变
4—5月，处于转换季节的大气环流具有不稳定性和易变性，西伯利亚冷空气沿着蒙古高空槽后西北气流南下，出现寒潮入侵，會出现大风、沙尘和降雪等天气，并造成全国大范围的强降温天气。当冷锋锋面到达临夏地区之前时，天气维持晴好；当锋面到达临夏地区并控制该地区时，下午至夜晚，气压骤降，高空被卷层云覆盖，常伴随大风出现。至凌晨，地面辐射降温加剧，形成典型的平流辐射霜冻，对农林业生产造成巨大影响。寒潮天气入侵时，常伴有雨雪、大风等灾害性天气，使玉米、冬小麦、瓜果和蔬菜等受到严重冻害，同时对通信、民航、交通运输和建筑等行业造成较大影响。
3 低温冻害类型
按照气象标准定义，低温冷害包括霜冻和寒潮2种典型天气。按照气象标准定义，寒潮是指高温度地区的冷空气在特定天气形势下加强南下，造成大范围剧烈降温和大风、雨雪天气且达到一定的降温标准；霜冻是指当地面附近的空气温度下降至0 ℃以下时，对农作物造成伤害或死亡的农业气象灾害。有时，达不到寒潮天气的标准时，在气象中又称为强降温，强降温同样对农林业造成很大危害，但灾害程度不及寒潮天气严重[5]。
4 低温冻害时空分布
4.1 时间分布
按初霜冻出现日期顺序，将临夏地区划分为3类，即北部永靖县，中部的东乡县、临夏市、临夏县，南部的广河县、积石山县、和政县和康乐县。根据1961—2012年气象资料统计分析，初霜冻平均时间分布：北部为10月中旬到下旬；中部为9月下旬；南部为9月中旬至下旬。终霜冻平均时间分布：北部为4月中到下旬；中部为5月上中旬；南部为5月下旬至6月上旬。而寒潮的发生期为每年的春季和秋冬季，春季（3—5月）寒潮对农林业生产影响很大，占全部寒潮灾害的73.6%，且春季寒潮发生时间愈迟，对农林业影响愈大。 根据52年气象观测资料统计，在春季霜冻中，最早出现时间是3月12日，最迟时间为5月16日；强度最大的霜冻出现在2004年5月3日，地面最低温度达到-6.2 ℃。
4.2 空间分布
临夏地区初霜冻时间最早出现于南部，之后空间分布依次向北延伸。而终霜冻则刚好相反。从霜冻造成的农林灾害损失来看，南部最严重，中部次之，北部较轻，其中南部遭受的灾害损失为北部的2倍。
4.3 历年4月极端最低气温变化
通过对临夏地区1961—2012年4月极端最低气温变化趋势进行分析，结果显示：历年4月极端最低气温以0.2 ℃/10年趋势增加。5年移动平均显示：4月极端最低气温呈波动上升趋势。而三阶多项式拟合显示：4月极端最低气温呈上升趋势。通过进行复小波变换，小波方差图显示，整个时段内存在3～6年短周期振荡；12～16年和18～22年长周期振荡。而小波系数图显示：18～22年振荡周期明显；而在70年代之后，12～16年和3～6年振荡周期趋于稳定和明显。
5 低温冻害防御补救措施
低温冻害对农林业生产带来的危害十分巨大，严重的低温冻害天气可使作物和林果绝收，因此做好防御工作意义重大。常见的低温冻害防御方法主要有覆盖法、浇灌水法、喷水法、熏烟法和喷施化学药物法。
5.1 防御措施
5.1.1 浇灌水法。浇灌水可以增加土壤热容量，平抑地温，在浇水后10 d内有很好的防御低温霜冻的作用。但对温度下降到0 ℃以下的霜冻天气，霜冻当天不要浇水，以免加重冻害。
5.1.2 覆盖法。用草帘、席子、草木灰等覆盖田间地面，既可起到保温保湿作用，又可以减少地面辐射损失。对于经济价值高的果木和苗床，可采用塑料薄膜覆盖等方法防御低温冻害，覆盖要在在冻害发生前3～4 h进行较好。
5.1.3 喷水法。喷水到空气中，在其结冰过程中可以释放出大量的热量，对预防作物冻害有一定的作用。此外，在喷水操作过程中，人的走动可以搅动田间空气，增加热量交换，对作物冻害的防御效果也较为显著，尤其是对于小麦。
5.1.4 熏烟法。当低温来临时，进行柴草熏烟时可有效预防霜冻害的发生，但熏烟是在静风条件下进行，当有风时，熏烟效果不佳。
5.1.5 喷施化学药物法。喷施化学药物如有机液肥、多微制剂、可以降低果木花期发生冻害的强度，提高果木花期成活率，需要注意喷施这类制剂需要1～2 d以上的有阳光的天气，作用才能发挥[6]。
5.2 补救措施
当低温冻害天气已经发生时，还可采取补救措施，将作物损失降到最低：水浇地要立即补肥浇水，增施尿素150 kg/hm2，追肥时一定要耧耩，或者顺麦垄开沟施肥，施肥后立即浇水，以促进作物尽快恢复生长发育，如果补救方法得当，10 d后作物就可能慢慢恢复。如果是受冻的旱地麦田，则可用尿素15 kg/hm2加水750 kg/hm2进行叶面喷洒，减少产量损失。如果麦田在拔节后，即主茎第一节固定、第二节伸长、第三节露头时可施尿素或磷酸二铵105～150 kg/hm2，追肥后再结合浇水，恢复效果更佳[7]。
6 结语
临夏地区低温冻害发生时段主要集中在3月下旬至4月下旬。低温冻害出现时间愈迟，对春季的农作物和开花期的果树影响愈大。在临夏地区1961—2012年的52年間，低温冻害出现频率呈现出3～6年短周期振荡和12～16年、18～22年长周期振荡。根据低温冻害出现的时段规律，采取有效措施和方法，加强农作物和林果树的田间管理，提高低温冻害防御意识，可将农林业低温冻害损失程度降低到最低。
7 参考文献
[1] 尹宪志.临夏气象[M].北京：气象出版社，2011：3-5.
[2] 临夏州志编撰委员会.临夏回族自治州志：上册[M].兰州：甘肃人民出版社，1993：9.
[3] 蔡广珍，尹宪志，王琨，等.临夏近30年低温冻害灾情分析[J].江西农业学报，2012，24（9）：85-87.
[4] 杨亚利，郑合清，孙田文，等.宜君县春季核桃低温冻害及预防措施[J].现代农业科技，2013（8）：276-178.
[5] 谢新，陈晓燕.和静县2006年冬季低温冻害成因分析[J].新疆农业科学，2008，45（增刊l）：35-36.
[6] 范新单.果树春季冻害调查及防冻与灾后救护[J].中国南方果树，2010，39（5）：95-96.
[7] 李健，刘映宁，李美荣，等.陕西果树花期低温冻害特征及防御对策[J].气象科技，2008，36（3）：25-28.