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深州蜜桃品质形成关键期气候的时间演变特征
王荣英，许俊东，吴 雁
（河北省衡水市气象局，河北衡水０５３０００）
摘要：气候因素对深州蜜桃的品质优劣起主导作用，在全球气候变暖的大背景下，通过分析近半个世纪以来深州蜜桃品质形成关键期关键气象要素的时间变化特征，分析气候变化对深州蜜桃品质提升的利与弊，为深州蜜桃品质提升和种质资源研究提供科学参考。本研究采用气候变化倾向率、
Ｍｏｒｌｅｔ小波分析、Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验等方法分析１９５７—２０１８年深州蜜桃品质形成关键期气温、降水和日照的时间演变特征。在深州蜜桃品质形成关键期，累计降水量呈下降趋势，存在２１～２２年的显著振荡周期，日最大降水量存在准３年的振荡周期，周期异常显著，１９５７—２０１８年有８４％的年份不会出现大暴雨，１９９２年以来日降水量≥１００ｍｍ的降水出现频率明显下降，连阴雨指数呈下降趋势；平均气温整体呈上升趋势，存在准１７年的显著振
荡周期，气温日较差呈下降趋势，且存在准４年的振荡周期，周期异常显著；总日照时数呈增加趋势，存在准３年的振荡周期，周期异常显著。累计降水量下降，１９９２年以来日降水量≥１００ｍｍ的降水出现频率下降、连阴雨指数下降、平均气温上升、日照时数增加，均利于深州蜜桃糖分积累和着，利于深州蜜桃品质的提升，但气温日较差减小对干物质积累有不利影响。说明品质形成关键期气候条件的变化对深州蜜桃生产利大于弊。
关键词：深州蜜桃；品质；关键期；气候；时间演变；Ｍｏｒｌｅｔ小波分析；Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验
中图分类号：Ｐ４９；Ｓ１６２．５＋
５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２１）０３－０１１５－０６
收稿日期：２０２０－０５－１４
基金项目：河北省气象局项目（编号：２０ＫＹ２２）；河北省衡水市气象局科研项目（编号：
ｈｓｋｙ２０１９０１）。作者简介：王荣英（１９７９—），女，河北衡水人，高级工程师，主要从事农业气象服务与研究。Ｅ－ｍａｉｌ：９４０４３１９３＠ｑｑ．ｃｏｍ。
深州蜜桃是我国四大传统名桃之首，已有２０００多年的栽培史，个头硕大、泽鲜艳、肉质鲜嫩、口
味香甜，因其品质优良，昔日曾为皇家贡品［
１－２］
，如今深州蜜桃是我国国家地理标志产品，是衡水市特产品，是农村经济发展的重要支柱。
影响蜜桃品质的因素是综合性的，在多数情况下，气候是诸多因素中最重要、最活跃的因素，对品质的优劣起主导作用。柴成林等认为，亏水有利于桃果实可溶性固形物含量和桃果实硬度的提
—
５１１—
高［３－８］；万保雄等认为，在桃果实第２次膨大到成熟期间随着降水量减少和日照时间延长，果实中的总糖含量增加，糖酸比提高，甜味增加［９］；姚小英等认为，桃第２次膨大期降水量较大不利于果实着和成熟，成熟期日照百分率下降、日照不足对桃品质和产量有不利影响［１０－１３］；沈建生等发现，在多湿寡照条件下，光照是影响金华大白桃果实品质的主要因子［１４］；郝
建博等发现，果实发育后期的弱光对桃的外观品质和内在品质均有显著影响［１５－１６］；张伟锋发现，第２次迅速膨大到成熟期，旬平均气温偏高、日照时数长、降水偏少时，桃的可溶性固形物含量越高［１７］；高梅等认为，温度高而气候干旱对提升桃果实品质有利［１８］；冯立娟等认为，气温升高对桃生产起正面效应［１９］。
在全球气候变暖背景下，影响蜜桃品质的光、温、水等气候条件可能均发生了变化［２０－２２］，而这种变化对深州蜜桃的品质提升是否有利，需要进一步分析，尤其是品质形成关键期的气候。２０１０—２０１８年深州蜜桃９年的物候观测资料显示，深州蜜桃的成熟时间为８月２２日至９月１２日，其中有７年成熟时间为８月２８日至８月３１日，鉴于成熟时间、前人的研究结果［１３，１７，２３］和果园的实际生产经验，本研究确定８月１日至８月３１日为深州蜜桃的品质形成关键期，确定降水、日照时数和气温为对品质影响较大的气象因子。本研究将初步分析深州蜜桃品质形成关键期（成熟前近１个月）内对品质影响较大的气象因子的时间变化特征，以期为深州蜜桃品质提升和种质资源研究提供科学参考。
１ 材料与方法
１．１ 数据来源
深州市属暖温带半干旱区季风气候，大陆性气候特点显著，光照资源充足，四季分明，雨热同期。年
平均气温为１３．６℃，降水量为４６７ｍｍ，日照时数为２５６０．５ｈ，稳定通过１０℃的活动积温为４７５９．９℃。
深州蜜桃的主产区集中在深州市西北方向的穆村乡、兵曹乡、东安庄乡、深州镇、唐奉镇、辰时镇以及双井开发区一带，地处黑龙港流域滹沱河故道，为冲积平原，有深厚的沙质壤土，不易积水，通透性好，地下水质优良，距离其最近的气象观测站河北省深州市气象站的直线距离为４～８ｋｍ。本研究选取深州市气象站１９５７—２０１８年每年８月１日至８月３１日的日降水量、日照时数、平均气温、最高气温和最低气温等气象数据和２０１０—２０１８年深州蜜桃９年的物候观测资料，数据均经过河北省气象信息中心的质量控制，来源可靠。
１．２ 研究方法
应用气候变化倾向率［２４］、Ｍｏｒｌｅｔ小波分析、Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验［２５］等统计方法，分析深州市８月降水量、气温和日照时数的时间演变特征。
２ 结果与分析
２．１ 降水变化及其对深州蜜桃品质的可能影响桃果实在成熟前２５～３０ｄ时段内，多阴雨天气会降低果实品质，其中出现日降水量≥１００ｍｍ的年份果实品质明显偏差。同时，桃树是极不耐涝的
果树，根系对淹水极为敏感，轻则抑制根系生长、桃果早落、品质变劣，重则导致桃树大量落叶、根系腐烂甚至死树［２６］。因此，考虑该时段内累计降水量越多、日降水量越大，对桃树生长、果实品质提升越不利。
２．１．１ 降水量 １９５７—２０１８年每年８月的累计降水量差异明显，最大值为５４４．４ｍｍ，出现在１９６３年，最小值为２５．８ｍｍ，出现在１９８９年，多年平均值为１２４．２ｍｍ。８月累计降水量呈下降趋势（下降趋势不显著），其线性倾向率为－８．０ｍｍ／１０年。围棋上有多少个交叉点
由图１可知，１９５７—２０１８年每年８月的日降水量，≥１００ｍｍ的仅１９６３年出现了２次，其他年份均不超过１次。８月日最大降水量最大值为２１４．８ｍｍ，出现在１９８４年。日降水量≥１００ｍｍ的降水在１９８１—１９９１年间出现频次较高（１１年４次），１９９２年后至今出现频率明显降低（仅２０１８年出现１次）。
胜利事件是什么用Ｍｏｒｌｅｔ小波分析法分析深州市１９５７—２０１８年８月累计降水量的周期演变特征（图２），发现其存在２１～２２、５、１２、３年的振荡周期，且通过了０．０５水平的显著性检验，其中２１～２２年周期最为显著。分析８月日最大降水量的周期演变特征（图３），其存在准３年的振荡周期，且通过了０．０１水平的显著性检验。
用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验法对１９５７—２０１８年８月累计降水量进行检验（图４）
，结果表明，８月累计降水量２０世纪６０年代及以前表现为增加的趋势，２０世纪７０年代至２０世纪９０年代初变化不明显，２０世纪９０年代末至２０１８年表现为减少趋势（不显著），并在１９９０年前后存在气候突变。对８
—
６
１
１
—
月日最大降水量进行Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验，２０１２年之前大部分时段表现为增加趋势，在１９９９年前后存在气候突变，之后日最大降水量增加趋势逐渐减弱，至２０１２年后转化为下降趋势。２．１．２ 暴雨指数 分析每年８月暴雨的发生情况，用暴雨指数（Ｉ，初始值为０）表示，日降水量用Ｒ
ｄ
表
示（Ｒ
ｄ＜５０，Ｉ不变；５０≤Ｒ
ｄ
＜１００，出现１次Ｉ加１；
１００≤Ｒ
ｄ＜１５０，出现１次Ｉ加２；１５０≤Ｒ
ｄ
＜２００，出现
１次Ｉ加３；２００≤Ｒ
ｄ＜２５０，出现１次Ｉ加４）。
１９５７—２０１８年暴雨指数最大值为５，最小值为０，其
中约６０％的年份（１９３７年）Ｉ＝０，８４％的年份（１９５２
古川雄大年）Ｉ≤１，即６０％的年份未出现暴雨（日降水
量＜５０ｍｍ），８４％的年份未出现大暴雨（日降水
量＜１００ｍｍ）。
２．１．３ 连阴雨指数 分析每年８月连阴雨的发生
情况，用连阴雨指数（Ｌ）［２７－２８］表示，Ｌ＝Ｎ
ｒ≥３
／Ｎ
Ｒ＝０
，
其中Ｎ
ｒ≥３
为８月雨日（Ｒ≥０．１ｍｍ）连续３ｄ以上的
日数，该日数越多连阴雨危害越重，Ｎ
Ｒ＝０
三八节放假半天规定为８月无降
—
７
１
１
—
水日数，该日数越多连阴雨危害越轻，Ｌ可反映出不同年份连阴雨发生程度。Ｌ值越大，
连阴雨危害越重，１９５７—２０１８年８月连阴雨指数最大值为１，平均值为０．２３，其中有６８％的年份≤０．３，有８％的年份＞０．５，期间连阴雨指数整体呈下降趋势，尤其是２０世纪９０年代以后，下降趋势增强（但不显著），即连阴雨危害呈减轻趋势。
２．１．４ 对深州蜜桃品质的可能影响 ８月累计降水量呈下降趋势，１９９２年后日降水量≥１００ｍｍ的降水出现频次明显降低，８４％的年份不会出现大暴雨，连阴雨灾害呈减轻趋势，以上变化均利于可溶性固形物或糖分的积累，使蜜桃甜味增加，利于深州蜜桃成熟和品质提升。
２．２ 气温变化及其对深州蜜桃品质的可能影响
果实迅速膨大期（第２次膨大期）至成熟期需要较高的温度，膨大期日平均气温在２５～３０℃之间、成熟期在２８～３０℃之间产量高且品质佳，低温
会促进苹果酸的形成，果酸含量高，则果实品质差。同时，这期间昼夜温差大，有利于干物质积累，产量高。
２．２．１ 平均气温 １９５７—２０１８年８月份平均气温２３．７℃（１９５８年）至２８．１℃（２０１８年），多年平均气温为２５．６℃，整体呈上升趋势，上升速率为０．１７℃／１０
年。其中７４％的年份月平均气温≥２５℃，有利于深州蜜桃品质和产量的提升。
用Ｍｏｒｌｅｔ小波分析深州市１９５７—２０１８年８月平均气温的周期演变特征。由图５可知，８月平均气温存在准８年和准１
７年的振荡周期，其中准１７年周期异常明显。用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验法对１９５７—２００８年８月平均气温进行检验：２０世纪６０年代呈上升趋势，２０世纪７０年代至２０世纪末表现为下降趋势，进入２１世纪以来表现为上升趋势，且不断加强，２０１８年达到０．０５显著水平，在２０１３年
前后发生了气候突变。
２．２．２ 气温日较差 １９５７—２０１８年８月份平均气温日较差最大为１０．８℃（１９６５年），最小为６．４℃（１９６３年），气温日较差多年平均值为８．９℃，整体呈减小趋势，减小速率为０．１２℃／１０年，对深州蜜
桃的干物质积累不利。
用Ｍｏｒｌｅｔ小波分析深州市１９５７—２０１８年８月份气温日较差的周期演变特征，发现其存在３～４年和准８年的显著振荡周期，其中４年振荡周期异常
—８１１—
星外星显著。用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验法对８月日气温日较差进行检验：除１９８２—２００３年外，其他时段气温日较差均表现为减小趋势，在２００５年前后发生了气候突变。
分别比较１９５７—２０１８年８月最高气温和最低气温的变化趋势：最高气温、最低气温整体均呈上升趋势，上升速率依次为０．１２℃／１０年和０．２５℃／１０年。最低气温上升速率明显高于最高气温的上升速率，是导致气温日较差下降的原因。
２．２．３ 对深州蜜桃品质的可能影响 果实第２次膨大到成熟期平均气温整体呈升高趋势，尤其是进入２
１世纪以来，１９５７—２０１８年有７４％的年份平均气温在２５．０～２８．１℃之间，有利于蜜桃产量和品质的提升，但气温日较差变小，不利于干物质积累，对深州蜜桃品质提升有不利影响。
２．３ 日照时长及其对深州蜜桃品质的可能影响
桃树喜光，对日照比较敏感，尤其是花芽分化期和临近成熟期。试验证明在桃花芽分化前１个月，每天平均日照７ｈ左右，才能进行花芽分化；临近成熟期光照充足，利于桃着和糖分积累，进而
提升果实品质。
２．３．１ 日照时数 １９５７—２０１８年８月总日照时数最大值为２
９５．４ｈ（１９６５年），日平均日照时数为９ ５ｈ，最小为１２１．４ｈ（１９６７年），日平均日照时数不足４．０ｈ，多年平均日照时数为２２２．４ｈ（日平均日照时数７
．２ｈ），总体呈上升趋势，上升速率为０ ８５ｈ／１０年，其中２０世纪７０年代、８０年代日照时长上升明显。
用Ｍｏｒｌｅｔ小波分析深州市１９５７—２０１８年８月总日照时数的周期演变特征（图６），发现其存在异常显著的准３年振荡周期，通过了０．０１水平的显著性检验。用Ｍ
ａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ突变检验法对１９５７—２０１８年８月总日照时数进行检验，１９６５年之前表现为减小趋势，１９６５—１９８０年变化平稳，１９８０年后多表现为增多趋势，在２０世纪６０年代后期发生了气候突变。
２．３．２ 对深州蜜桃品质的可能影响 ８月总日照时数呈上升趋势，多年平均日照时长为２２２．４ｈ，日平均日照时长为７．２ｈ，光照充足，有利于深州蜜桃的着和糖分积累，
进而提升品质。
３ 结论与讨论３．１ 结论
（１）１９５７—２０１８年８月累计降水量呈下降趋势，其线性倾向率为－８．０ｍｍ／１０年，存在２１～２２、５、１２、３年的振荡周期，其中２１～２２年周期最为显著，８月累计降水量在１９９０年前后存在气候突变；８月日最大降水量的振荡周期为３年，且通过了０．０１水平的显著性检验；８月６０％的年份未出现暴雨，８４％的年份未出现大暴雨；日最大降水量≥１００ｍｍ的降水自１９９２年后出现频率明显降低；连阴雨指数
整体呈下降趋势，尤其是２０世纪９０年代以后，下降趋势增强（但不显著），即连阴雨灾害呈减轻趋势。
（
２）１９５７—２０１８年８月平均气温为２３．７～２８．１℃，整体呈上升趋势，上升速率为０．１７℃／１０年，进入２１世纪以来上升趋势加强，存在准８年和准１７年的振荡周期，其中准１７年周期异常显著，在２０１３年前后发生了气候突变。气温日较差多年平均值为８
．９℃，整体呈减小趋势，减小速率为０．１２℃／１０年，８月气温日较差存在异常显著的准４年
振荡周期。８月最低气温上升速率明显高于最高气温的上升速率，是导致气温日较差下降的原因。
—
９１１—
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