1. 引言
柑桔是全球第一大果树，我国是世界柑桔生产第一大国。柑桔是亚热带果树，喜温暖湿润天气，易受低温危害。研究柑桔冻害发生发展规律对于柑桔产业健康发展具有重要意义 [1]。在全球升温趋势之下，极端温度变幅加大，低温灾害性天气发生频率不减反增 [2] [3]。突发性低温冻害易对柑桔生产造成严重影响，甚至毁灭性打击。例如：2008年1月持续低温雨雪和冰冻天气对亚热带地区特别是北缘地区柑桔生产造成了严重影响。研究山地农业地形气候特别是对作物气候生态进行定量研究，有助于山地区域农业气候资源的合理开发与利用 [4]。
通过分析邵阳市洞口县雪峰蜜桔生长期的年平均气温、年积温、风等气候因子，掌握柑桔生长发育期对气温、降水、日照的需求，有效利用气象条件，防范气象灾害，结合生产实际，加强果园管理，提高柑桔产量，为柑桔产区品种规划及防寒减灾提供参考。
2. 资料和方法
本文所用资料，来源于洞口国家基本气象观测站1960~2019年观测气象资料及洞口区域气象站。柑橘数据来源于邵阳市柑桔研究所，观测地段能代表当地地形、地势、土壤及生产管理水平，观测植株为挂果3年以上、长势中等、有代表性的蜜桔树，按照农业气象观测方法进行。当观测株上有一朵花开放(雌雄蕊可见)，即表示该植株进入开花始期，有半数或以上树枝的花开放，表示该植株进入开花普遍期，开放现象基本结束，表示该植株进入开花末期。采用常规统计方法、线性趋势分析法对洞口县平均气温、最高气温、最低气温、积温、平均风速、最大风速的年变化规律做出分析。
3. 结果与分析
3.1. 柑桔品质指标
对2015年~2019年洞口柑桔资料进行统计，从表1可看出，柑桔开花期出现在4月15日至4月18日，最早出现在4月15日，最晚出现在4月18日。开花末期观测数据表明尾张开花始期的平均日期是4月16日，平均开花持续时间为7天。其中不同年份差异较大，开花末期最早出现在4月19日，最晚出现在4月24日，不同年份相差3~4天；开花持续时间最短的只有4天，最长的有8天。果实膨大期都集中出现在7月中旬~8月中旬。
Table 1. Tangerine flowering and fruit expansion time
表1. 蜜桔花期和果实膨大期时间
含酸率、VC、可食率及出汁率关系到蜜桔的品质，从表2近五年的数据来看，洞口雪峰蜜桔的含酸率在0.56~0.64之间，光照状况直接影响柑橘果实的品质，日照时数对柑橘的可溶性固形物和总糖含量影响较大，雪峰蜜桔的含酸率先下降后在2019年又上升，这于2019年日照时数偏少有关；降水量则对果实形体大小、味道浓淡有直接影响，果实膨大期降水量大，水分供应充裕，则有利于果实膨大，使得柑橘果形大，果实含水量高，味淡，果实成熟期降水少，水分供应不足，果实含水量低，味浓。因此，在柑橘果品气候资源评价指标中考虑影响果品的主要气候因子。
3.2. 气象因子特征
图1为1960~2017年，洞口县柑桔产区年平均气温、平均最高气温和平均最低气温总体均呈上升趋势，升温速率分别为0.09℃/10年、0.14℃/10年和0.10℃/10年。1960~2017年，洞口县柑桔产区冬、春季平均气温升温幅度相对较大，升温速率接近0.2℃/10年，秋季升温幅度较小，夏季气温甚至有略微下降的趋势。平均最高气温，除夏季有略微下降趋势外，其余三个季节均呈升高趋势，其中春季最为明显，升温速率达0.31℃/10年，其次分别为冬季和秋季，升温速率分别为0.23℃/10年和0.17℃/10年。平均最低气温，升温幅度较平均气温和最高气温小，其中冬季和春季升温趋势相对较为明显，升温速率分别为0.19℃/10年和0.14℃/10年，但秋季和夏季没有明显的变化趋势。
从图2中可以看到洞口县柑桔产区≥10℃积温常年值为5656.5度日，最多年为6083.6度日(2013年)，最少年为5290.4度日(1970年)。最近58年以来，洞口县柑桔产区≥10℃积温有56年处于柑桔生长发育需要的最适年积温范围。1960~2017年，产区年积温总体呈增多趋势，增幅为30度日/10年。四个季节中，除了夏季积温有减少趋势，减幅为4.7度日/10年外，其余三个季节均呈增多趋势，其中春季增幅最大，为19.2度日/10年。年积温有增多趋势，但夏季呈减少趋势。
Figure 1. Changes in the average and maximum and minimum temperatures in Dongkou County from 1960-2017
图1. 1960~2017年洞口县平均及最高、最低气温历年变化
Figure 2. The accumulated temperature of citrus production areas in Dongkou County from 1960-2015
图2. 1960~2015年洞口县柑桔产区积温
风能促使空气中氧、二氧化碳和水汽分布均匀，并加速它们的循环，形成有利于植物正常生长的大气环境。风力的扩散作用，可降低大气污染对植物的危害，但风力过大会对作物生长造成一定的伤害，导致果树掉果，从而造成减产。从图3可以看到洞口柑桔产区平均风速较小，大风日数较少。洞口县柑桔产区年平均风速1.5米/秒；最大年为2.5米/秒(1964年)，最小年为1.0米/秒(2000年)。洞口县柑桔产区四季平均风速变化不大，其中春季和夏季相对较大，而秋季和冬季相对较小。春季，洞口县柑桔产区平均风速1.4米/秒，最大2.8米/秒(1963年)，最小0.5米/秒(2005年)；夏季，洞口县柑桔产区平均风速1.4米/秒，最大2.7米/秒(1972年)，最小1.0米/秒(2008年)；秋季，洞口县柑桔产区平均风速1.2米/秒，最大2.4米/秒(1971年)，最小0.9米/秒(1999年)；冬季，洞口县柑桔产区平均风速1.3米/秒，最大2.6米/秒(1967/1968年)，最小0.8米/秒(1999/2000年)。各月中，7月平均风速最大，为1.6米/秒，其次是4月，为1.5米/秒；10月至次年1月相对较小，为1.2米/秒，其余各月平均风速在1.3~1.4米/秒之间。
Figure 3. The annual average wind speed in the citrus production area of Dongkou County from 1960-2017
图3. 1960~2017年洞口县柑桔产区年平均风速历年变化
图4为1970~2017年洞口县柑桔产区年平均最大风速4.1米/秒；最大年为5.1米/秒(1980年)，最小年为3.3米/秒(2012年)。日最大风速最大值24.7米/秒，出现在1985年4月10日。产区常年日最大风速大于6级(10.8米/秒)的日数较少，仅为1.8天。
Figure 4. The annual average maximum wind speed in the citrus production area of Dongkou County from 1970 to 2017
图4. 1970~2017年洞口县柑桔产区年平均最大风速历年变化
春季，洞口县柑桔产区平均最大风速为4.4米/秒，最大年为5.6米/秒(1980年)，最小年为3.3米/秒(2005年)；夏季，洞口县柑桔产区平均最大风速为4.7米/秒，最大年为5.9米/秒(1979年)，最小年为3.6米/秒(2015年)；秋季，洞口县柑桔产区平均最大风速为3.7米/秒，最大年为4.7米/秒(1980年)，最小年为2.9米/秒(2013年)；冬季，洞口县柑桔产区平均最大风速与秋季一样，也为3.7米/秒，最大年为4.6米/秒(1980/1981年)，最小为2.8米/秒(2011/2012年)。
各月平均最大风速，7月最大，为5.1米/秒，其次是8月和4月，分别为4.7米/秒和4.6米/秒；12月最小，为3.5米/秒。
1960~2017年，洞口县柑桔产区年平均风速总体呈减小趋势，减小速率为0.2 (米/秒)/10年。1979~2017年，洞口县柑桔产区平均最大风速也呈减小趋势，且减少速率较年平均风速更大，为0.4 (米/秒)/10年。
4. 未来气候变化及气象灾害预估
使用CMIP5模式数据进行了RCP4.5中等温室气体排放情景下中国区域1980~2099年的长时间分析。以1986~2005年为基准期，对邵阳洞口未来气候变化预估进行了分析。从图5中可以看到，受人为温室气体排放等外强迫的影响，未来邵阳洞口气温将持续上升，夏季气温上升的幅度比冬季略大。到2050年附近，年平均气温将升高接近1.4℃，到2100年附近，升高接近2.2℃。未来冬、夏季和年平均降水的年代际变化波动都较大，并且冬季降水的相对变化值高于夏季，变化幅度在−20%~30%之间。夏季和年平均降水变化均以增加为主，大多数年份增加值都在10%以内。
Figure 5. Future changes in temperature at the entrance of Shaoyang cave (unit: ˚C, relative to 1986-2005. Black is the annual average, blue and red are winter and summer respectively)
图5. 未来邵阳洞口气温的变化(单位：℃，相对于1986~2005年。黑色是年平均，蓝色和红色分别是冬夏季)
从图6中可以看到未来极端高温事件增加，极端低温事件减少，连续干日减少，大雨日数增加。到2050年，每年日最低气温大于20℃的全部天数增加17天，而霜冻日数(每年日最低气温小于0℃的全部天数)减少7天。到2100年，热带夜数增加近25天，而霜冻日数减少近10天(图7)。未来连续干日的变化呈现显著的年代际波动，在2070~2080年附近出现明显增加，其他年份总体以微弱减少为主，减小值不超过2天。大雨日数则表现为增加，但增加值不超过2天(图8)。
Figure 6. The relative change of precipitation at the entrance of Shaoyang cave in the future (%, relative to 1986-2005. Black is the annual average, blue and red are winter and summer respectively)
图6. 未来邵阳洞口降水的相对变化(%，相对于1986~2005年。黑色是年平均，蓝色和红色分别是冬夏季)
Figure 7. Future changes of extreme temperature at the entrance of Shaoyang cave (unit: day, relative to 1986-2005. Blue and red are tropical nights and frost days respectively)
图7. 未来邵阳洞口极端气温的变化(单位：天，相对于1986~2005年。蓝色和红色分别是热带夜数和霜冻日数)
Figure 8. Future changes in extreme precipitation at the entrance of Shaoyang cave (unit: day, relative to 1986-2005. Blue and red are the number of heavy rain days and the number of consecutive dry days respectively)
图8. 未来邵阳洞口极端降水的变化(单位：天，相对于1986~2005年。蓝色和红色分别是大雨日数和连续干日日数)
5. 结论
1960~2017年，洞口县柑桔产区年平均风速总体呈减小趋势，减小速率为0.2 (米/秒)/10年。1979~2017年，洞口县柑桔产区平均最大风速也呈减小趋势，且减少速率较年平均风速更大，为0.4 (米/秒)/10年。年积温有增多趋势，但夏季呈减少趋势。洞口县柑桔产区年平均气温、平均最高气温和平均最低气温总体均呈上升趋势。未来极端高温事件增加，极端低温事件减少，连续干日减少，大雨日数增加。未来连续干日的变化呈现显著的年代际波动。大雨日数表现为增加，但增加值不超过2天。