广东冬季寒害时空分布规律的研究
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摘要
用广东省22个分布较均匀的代表站1957年12月—2001年2月冬季(12月—2月)逐日平均气温和最低气温资料，对广东省近44年来冬季寒害的发生规律及地域分布特征进行了分析和研究，为广东省冬季农业生产提供科学指导。
讨论和总结了冬季低温给广东主要热带南亚热带作物带来的危害。研究了广东冬季气温的气候变化，认为广东冬季平均气温在具有显著上升趋势的同时，变幅加大。在此基础上，以广东主要热带南亚热带作物的生物学下限温度为依据，从这些作物受寒害的起点温度(环境温度≤5.0℃)出发，提出了寒害过程的概念，并用寒害过程低温的强度(逐日最低气温)X_1、低温的持续时间(天数)X_2及考虑了低温的强度和持续时间综合作用的物理量负积温X_3这3个指标来描述寒害的强度，研究了广东历年冬季寒害的变化，分析了这3个指标间的相关系数，结果表明它们之间互相存在显著的相关关系。
将寒害指标X_1、X_2、X_3序列作主要分量分析，从3个特征向量场中找出了一个物理意义清晰、方差贡献率大(大于75％)的主要分量，将其定义为综合寒害指数。
计算了22个代表站44年的综合寒害指数序列，构成一个综合寒害指数序列的时变矩阵，对该矩阵进行自然正交分解，获得了2个有意义的特征向量场，由此发现广东冬季寒害的地域分布主要有2种型式：整体分布型和南北分布型。
对广东冬季综合寒害指数和广东冬季综合寒害指数第一特征向量的时间系数、第二特征向量的时间系数进行了小波分解。结果发现，广东冬季寒害的整体分布型具有准8年的周期变化；南北分布型具有准22年的周期变化；综合而言，广东冬季寒害具有准8年主要振荡的周期变化。
In order to provide scientific advice for wintertime agricultural production in Guangdong Province, we analyzed and studied the yearly variations and spatial distribution of the winter chilling damage in Guangdong for the latest 44 years by using mean daily temperature and daily minimum temperature of 22 Meteorological Stations in Guangdong from December, 1957 to February, 2001.
The harmfulness caused by the low temperature in wintertime to the main tropic and south subtropic crop and fruit was discussed and summarized. The climatic change of wintertime air temperature in Guangdong was studied. The result shows that while winter mean air temperature in Guangdong has a rising tendency, its range of oscillation is enlarged. Based on those, the concept of chilling process was put forward according to the lowest biologic temperature of main tropic and south sub tropic crop and fruit in Guangdong and the low temperature (environment temperature 5. 0 ) which is harmful to those crop and fruit . With the lowest air temperature (the daily lowest air temperature) X1, the lasting days of low temperature X2 and an integrative physical element --negative accumulated temperature X3 in which the effect of the intense and lasting days of low temperature were considered, the correlation coefficient of those indexes were calculated and analyzed, and the results
showed that there are apparent linear correlations among them.
PCA of X1, X2and X3 successions was done, and from these three eigenvector fields, a principal component that its physical meaning is clear and its variance deficiency contribution rate is large (over 75 %) is found. And that principal component was defined as an integrative chilling damage index.
The integrative chilling damage index successions of 22 representative stations for 44 years were calculated. Let those successions consist of a matrix. Do EOF to the matrix and get two meaningful eigenvector fields, and therefore two main patterns about the spatial distribution of winter chilling damage in Guangdong was found: the whole distribution pattern and the south-north distribution pattern.
A wavelet analysis was made to the wintertime integrative chilling damage index, time-coefficients of the first characteristic vector field and the second eigenvector field of wintertime integrative chilling damage index. The results showed that the whole distribution pattern of winter chilling damage in Guangdong had quasi-8 year periodic variation, and the south-north distribution pattern had quasi-22 year periodic variation. Generally speaking, the periodic variation of winter chilling damage in Guangdong had quasi-8 year mainly oscillation.
讨论和总结了冬季低温给广东主要热带南亚热带作物带来的危害。研究了广东冬季气温的气候变化，认为广东冬季平均气温在具有显著上升趋势的同时，变幅加大。在此基础上，以广东主要热带南亚热带作物的生物学下限温度为依据，从这些作物受寒害的起点温度(环境温度≤5.0℃)出发，提出了寒害过程的概念，并用寒害过程低温的强度(逐日最低气温)X_1、低温的持续时间(天数)X_2及考虑了低温的强度和持续时间综合作用的物理量负积温X_3这3个指标来描述寒害的强度，研究了广东历年冬季寒害的变化，分析了这3个指标间的相关系数，结果表明它们之间互相存在显著的相关关系。
将寒害指标X_1、X_2、X_3序列作主要分量分析，从3个特征向量场中找出了一个物理意义清晰、方差贡献率大(大于75％)的主要分量，将其定义为综合寒害指数。
计算了22个代表站44年的综合寒害指数序列，构成一个综合寒害指数序列的时变矩阵，对该矩阵进行自然正交分解，获得了2个有意义的特征向量场，由此发现广东冬季寒害的地域分布主要有2种型式：整体分布型和南北分布型。
对广东冬季综合寒害指数和广东冬季综合寒害指数第一特征向量的时间系数、第二特征向量的时间系数进行了小波分解。结果发现，广东冬季寒害的整体分布型具有准8年的周期变化；南北分布型具有准22年的周期变化；综合而言，广东冬季寒害具有准8年主要振荡的周期变化。
In order to provide scientific advice for wintertime agricultural production in Guangdong Province, we analyzed and studied the yearly variations and spatial distribution of the winter chilling damage in Guangdong for the latest 44 years by using mean daily temperature and daily minimum temperature of 22 Meteorological Stations in Guangdong from December, 1957 to February, 2001.
The harmfulness caused by the low temperature in wintertime to the main tropic and south subtropic crop and fruit was discussed and summarized. The climatic change of wintertime air temperature in Guangdong was studied. The result shows that while winter mean air temperature in Guangdong has a rising tendency, its range of oscillation is enlarged. Based on those, the concept of chilling process was put forward according to the lowest biologic temperature of main tropic and south sub tropic crop and fruit in Guangdong and the low temperature (environment temperature 5. 0 ) which is harmful to those crop and fruit . With the lowest air temperature (the daily lowest air temperature) X1, the lasting days of low temperature X2 and an integrative physical element --negative accumulated temperature X3 in which the effect of the intense and lasting days of low temperature were considered, the correlation coefficient of those indexes were calculated and analyzed, and the results
showed that there are apparent linear correlations among them.
PCA of X1, X2and X3 successions was done, and from these three eigenvector fields, a principal component that its physical meaning is clear and its variance deficiency contribution rate is large (over 75 %) is found. And that principal component was defined as an integrative chilling damage index.
The integrative chilling damage index successions of 22 representative stations for 44 years were calculated. Let those successions consist of a matrix. Do EOF to the matrix and get two meaningful eigenvector fields, and therefore two main patterns about the spatial distribution of winter chilling damage in Guangdong was found: the whole distribution pattern and the south-north distribution pattern.
A wavelet analysis was made to the wintertime integrative chilling damage index, time-coefficients of the first characteristic vector field and the second eigenvector field of wintertime integrative chilling damage index. The results showed that the whole distribution pattern of winter chilling damage in Guangdong had quasi-8 year periodic variation, and the south-north distribution pattern had quasi-22 year periodic variation. Generally speaking, the periodic variation of winter chilling damage in Guangdong had quasi-8 year mainly oscillation.
引文
[1]广东农村统计年鉴编纂委员会，广东农村统计年鉴，广州：广东人民出版社，1992-2000
[2]广东省地方史志编纂委员会， 广东省志·自然灾害志，广州：广东人民出版社，1994
[3]广东省人民政府农业办公室编著，广东气候与农业，广州：广东高等教育出版社，1996
[4]曹仪植，宋占午主编，植物生理学，兰州：兰州大学出版社，1998
[5]潘瑞炽主编，植物生理学，北京：高等教育出版社，2001
[6]Lyons J. M., Chilling injury in plants. Ann. Rev. Plant Physiol., 1973 (24): 445—466
[7]简令成，植物抗寒机理研究的新进展，植物学通报，1992，9(3)：17—22
[8]李美茹，刘鸿先，王以柔，植物细胞膜ATP酶及其与植物低温生理过程的关系．热带亚热带植物学报，1997，5(3)：74—82
[9]Steponkus P. L. Cold hardiness and freezing injure of agronomic crop. Adv. Agron.,1978 (30) :51—98
[10]胡芬，水稻花期低温冷害的气象指标与机理，中国农业科学，198l(2)：60—64
[11]余肇福，玉米冷害的关键期及生育不良型冷害，东北农学院学报，1985(3)：46—52
[12]潘铁夫，高粱的低温冷害及其防御途径，农业气象，1979(1)：23～27
[13]黄晓钰，季作操，李沛文，香蕉冷害征状及生理指标和有效防寒措施研究，华南农学院学报，1982(4)：1—9
[14]郭金铨，在冷害过程中咖啡离体叶细胞透性的研究，植物生理学报，1979，5(3)：199-204
[15]许再富，热带植物引种的不同种源对低温的适应调查，热带植物研究，1978(7)：32—36
[16]王英强，曾日卿，王成海，低温对观音莲幼苗膜脂过氧化作用的影响．热带农业科学，2001(2)：4～7
[17]广东省农业厅，广东省气象局编著，广东省农业气象灾害及其防灾减灾对策，北京：气象出版社，2000
[18]陈隆勋，朱乾根，罗会邦，东亚季风，北京：气象出版社，1991
[19]黄大文，广东寒潮的分析和预报，广东气象，1995(4)：2～6
[20]广东省地方史志编纂委员会，广东省志·气象志，广州：广东人民出版社，1994
[21]涂悦贤，林举宾，麦建辉，90年代以来冬季寒害对广东农业生产的影响与对策，中国农业气象，1997，18(5)：51—56
[22]罗晓玲，张勇，汤晓燕等，冬季寒害对广东种养业的严重影响及其对策，自然灾害学报，2001，10(1)：105—113
[23]张一平，许再富，1999年西双版纳严重寒害的气象原因初步分析，云南热作科技，2000，23(2)：6—8
[24]纪忠萍，谢炯光，广东春季低温阴雨的年景变化趋势分析，热带气象学报，2000，16(1)：76～84
[25]刘锦銮，寒潮和冬季寒害的基本规律、时空分布、阶段性变化，广东省农业气象灾害及其防灾减灾对策，广东省农业厅，广东省气象局，北京：气象出版社，2000
[26]刘小宁，孙安健，张尚印，华南寒潮气候特征研究，中国气候灾害的分布和变化(1)，北京：气象出版社，1996
[27]鹿世瑾，华南气候，北京：气象出版社，1990
[28]林爱兰，吴尚森，近40多年广东省的寒潮活动，热带气象学报，1998，14(4)：337～343
[29]陈锦祥，龙眼、荔枝和芒果树寒害分级标准划分和寒害树处理，广西热作科技，1996(3)：17—19
[30]胡卓勇，云南省热区1999／2000年冬热带作物栽培措施与寒害调研报告，云南热作科技，2001，24(增刊)：35—38
[31]郑少泉，张泽煌，许家辉，福建宁德地区1999年龙眼冻害调查及今后发展的思考，中国南方果树，2000，29(6)：24—26
[32]林业寒害联合调查组，广东省林业寒害情况调查报告，广东林业科学，2000，16(4)：26—32
[33]敖硕昌，和丽岗，肖桂秀，橡胶树抗寒高产新品种区域性栽培试验初报，云南热作科技，2001，23(2)：1—5
[34]陶忠良，阳辛凤，蒋华，气象条件对香蕉品质的影响，热带农业科学，2001(4)：44—48
[35]黄朝荣，气象条件对香蕉生长和产量影响的初步研究，中国农业气象，1993，14(6)：7～10
[36]匡昭敏，李强，玉林冬季气象灾害及农业结构调整策略，广西气象，2000，2(4)：36-38
[37]朱建华，芒果和荔枝、龙眼树寒害及防御对策，广西热作科技，1994 (4)：37—39
[38]李世雄，刘家琦，小波变换和反演数学基础，北京：地质出版社，1994
[39]黄嘉佑，李黄，气象中的谱分析，北京：气象出版社，1984
[40]符淙斌等，气候突变的定义和检验方法，大气科学，1992，16(4)：482—493
[41]黄嘉佑，气象统计分析与预报方法，北京：气象出版社，1990
[42]魏凤英，现代气候统计诊断预测技术，北京：气象出版社，1999
[43]Karl T.R et al, Asymmetric Trend of daily, maximum and minimum temperature. Bull. Amer. Meteor. Soc., 1993, 76(6): 1007～1023
[44]安刚，廉毅，王琪，近九十年吉林省松辽平原作物生长季气温变化的小波分析，气象学报，1998，56(4)：548～565
[45]王春乙，郭建平主编，农作物低温冷害综合防御技术研究，北京：气象出版社，1999
[46]陈敏，陈晖，海南岛冬季低温冷害的气候特征，气象，2000，25(3)：39—43
[47]何维勋，冯玉香，曹永华等，北京近五十年初、终霜冻日的变化，中国农业气象，1992，13(4)：33～36
[48]杜军，向毓意，近40年拉萨霜期变化的气候特征分析，应用气象学报，1999，10(3)：379～383
[49]艾婉秀，杨义文，吴孔榕，中国南方秋季低温冷害的评估分析，中国农业气象，1998，19(1)：5—9
[50]涂悦贤，黄珍珠，广东冬季气候资源优势及寒害对策，热带地理，1994，14(2)：118—123
[51]广东省气象局资料室编著，广东气候，广州：广东科技出版社，1987
[52]纪忠萍，何溪澄，谷德军，1994年6月广东特大洪涝期间气象要素的小波分析，热带气象学报，1998，14(2)：148—155
[53]梁建茵，吴尚森，广东冬季气温变化的气候诊断分析，热带气象学报，1999，15(3)：221～229
[54]刘汉中主编，普通农业气象学，北京：北京农业大学出版社，1991
[2]广东省地方史志编纂委员会， 广东省志·自然灾害志，广州：广东人民出版社，1994
[3]广东省人民政府农业办公室编著，广东气候与农业，广州：广东高等教育出版社，1996
[4]曹仪植，宋占午主编，植物生理学，兰州：兰州大学出版社，1998
[5]潘瑞炽主编，植物生理学，北京：高等教育出版社，2001
[6]Lyons J. M., Chilling injury in plants. Ann. Rev. Plant Physiol., 1973 (24): 445—466
[7]简令成，植物抗寒机理研究的新进展，植物学通报，1992，9(3)：17—22
[8]李美茹，刘鸿先，王以柔，植物细胞膜ATP酶及其与植物低温生理过程的关系．热带亚热带植物学报，1997，5(3)：74—82
[9]Steponkus P. L. Cold hardiness and freezing injure of agronomic crop. Adv. Agron.,1978 (30) :51—98
[10]胡芬，水稻花期低温冷害的气象指标与机理，中国农业科学，198l(2)：60—64
[11]余肇福，玉米冷害的关键期及生育不良型冷害，东北农学院学报，1985(3)：46—52
[12]潘铁夫，高粱的低温冷害及其防御途径，农业气象，1979(1)：23～27
[13]黄晓钰，季作操，李沛文，香蕉冷害征状及生理指标和有效防寒措施研究，华南农学院学报，1982(4)：1—9
[14]郭金铨，在冷害过程中咖啡离体叶细胞透性的研究，植物生理学报，1979，5(3)：199-204
[15]许再富，热带植物引种的不同种源对低温的适应调查，热带植物研究，1978(7)：32—36
[16]王英强，曾日卿，王成海，低温对观音莲幼苗膜脂过氧化作用的影响．热带农业科学，2001(2)：4～7
[17]广东省农业厅，广东省气象局编著，广东省农业气象灾害及其防灾减灾对策，北京：气象出版社，2000
[18]陈隆勋，朱乾根，罗会邦，东亚季风，北京：气象出版社，1991
[19]黄大文，广东寒潮的分析和预报，广东气象，1995(4)：2～6
[20]广东省地方史志编纂委员会，广东省志·气象志，广州：广东人民出版社，1994
[21]涂悦贤，林举宾，麦建辉，90年代以来冬季寒害对广东农业生产的影响与对策，中国农业气象，1997，18(5)：51—56
[22]罗晓玲，张勇，汤晓燕等，冬季寒害对广东种养业的严重影响及其对策，自然灾害学报，2001，10(1)：105—113
[23]张一平，许再富，1999年西双版纳严重寒害的气象原因初步分析，云南热作科技，2000，23(2)：6—8
[24]纪忠萍，谢炯光，广东春季低温阴雨的年景变化趋势分析，热带气象学报，2000，16(1)：76～84
[25]刘锦銮，寒潮和冬季寒害的基本规律、时空分布、阶段性变化，广东省农业气象灾害及其防灾减灾对策，广东省农业厅，广东省气象局，北京：气象出版社，2000
[26]刘小宁，孙安健，张尚印，华南寒潮气候特征研究，中国气候灾害的分布和变化(1)，北京：气象出版社，1996
[27]鹿世瑾，华南气候，北京：气象出版社，1990
[28]林爱兰，吴尚森，近40多年广东省的寒潮活动，热带气象学报，1998，14(4)：337～343
[29]陈锦祥，龙眼、荔枝和芒果树寒害分级标准划分和寒害树处理，广西热作科技，1996(3)：17—19
[30]胡卓勇，云南省热区1999／2000年冬热带作物栽培措施与寒害调研报告，云南热作科技，2001，24(增刊)：35—38
[31]郑少泉，张泽煌，许家辉，福建宁德地区1999年龙眼冻害调查及今后发展的思考，中国南方果树，2000，29(6)：24—26
[32]林业寒害联合调查组，广东省林业寒害情况调查报告，广东林业科学，2000，16(4)：26—32
[33]敖硕昌，和丽岗，肖桂秀，橡胶树抗寒高产新品种区域性栽培试验初报，云南热作科技，2001，23(2)：1—5
[34]陶忠良，阳辛凤，蒋华，气象条件对香蕉品质的影响，热带农业科学，2001(4)：44—48
[35]黄朝荣，气象条件对香蕉生长和产量影响的初步研究，中国农业气象，1993，14(6)：7～10
[36]匡昭敏，李强，玉林冬季气象灾害及农业结构调整策略，广西气象，2000，2(4)：36-38
[37]朱建华，芒果和荔枝、龙眼树寒害及防御对策，广西热作科技，1994 (4)：37—39
[38]李世雄，刘家琦，小波变换和反演数学基础，北京：地质出版社，1994
[39]黄嘉佑，李黄，气象中的谱分析，北京：气象出版社，1984
[40]符淙斌等，气候突变的定义和检验方法，大气科学，1992，16(4)：482—493
[41]黄嘉佑，气象统计分析与预报方法，北京：气象出版社，1990
[42]魏凤英，现代气候统计诊断预测技术，北京：气象出版社，1999
[43]Karl T.R et al, Asymmetric Trend of daily, maximum and minimum temperature. Bull. Amer. Meteor. Soc., 1993, 76(6): 1007～1023
[44]安刚，廉毅，王琪，近九十年吉林省松辽平原作物生长季气温变化的小波分析，气象学报，1998，56(4)：548～565
[45]王春乙，郭建平主编，农作物低温冷害综合防御技术研究，北京：气象出版社，1999
[46]陈敏，陈晖，海南岛冬季低温冷害的气候特征，气象，2000，25(3)：39—43
[47]何维勋，冯玉香，曹永华等，北京近五十年初、终霜冻日的变化，中国农业气象，1992，13(4)：33～36
[48]杜军，向毓意，近40年拉萨霜期变化的气候特征分析，应用气象学报，1999，10(3)：379～383
[49]艾婉秀，杨义文，吴孔榕，中国南方秋季低温冷害的评估分析，中国农业气象，1998，19(1)：5—9
[50]涂悦贤，黄珍珠，广东冬季气候资源优势及寒害对策，热带地理，1994，14(2)：118—123
[51]广东省气象局资料室编著，广东气候，广州：广东科技出版社，1987
[52]纪忠萍，何溪澄，谷德军，1994年6月广东特大洪涝期间气象要素的小波分析，热带气象学报，1998，14(2)：148—155
[53]梁建茵，吴尚森，广东冬季气温变化的气候诊断分析，热带气象学报，1999，15(3)：221～229
[54]刘汉中主编，普通农业气象学，北京：北京农业大学出版社，1991
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