引言

寒害冻害是荔枝等亚热带果树的主要气象灾害之一。长期以来，由于受到气象观测台站的分布及天气预报服务对象主要是以县域为单元设置等因素影响，荔枝等亚热带果树遭受冬季寒害冻害影响等级指标的制订，以及开展荔枝寒害冻害监测、损失评估及果树专项气象服务等，多是以县（市）气象站实际观测资料为依据。但据对历年气象实况资料和寒害冻害调查资料的分析，发现多数气象台站近10年来由于受到观测环境变化，特别是城市快速发展，城市“热岛”效应等因素影响，应用台站气象资料已很难真实地反映出越冬大田作物遭受寒害冻害的实际情况。蔡文华等^[1-2]、庞庭裕^[3]等通过大量的调查及观测，发现不同果树生长环境，气象资料差异明显。对此，孟平、郭家选、段永红^[4-6]等基于野外实测数据，开展了农作物冠层温度与气温、土温度、土壤水分等环境因子变化关系的研究，为利用气象台站资料开展干旱监测服务提供了借鉴。而关于利用气象台站观测资料开展农作物寒害、冻害监测服务的研究报道尚少。鉴于荔枝等亚热带农作物冠层是遭受寒害冻害最先表现的部位，本文拟利用野外观测资料，探讨荔枝冠层温度与大气温度的变化，以便为应用气象部门实测资料和天气预报结论开展荔枝寒害冻害监测、预警、灾损评估及指导果农防灾减灾提供依据。

1 试验和方法 1.1 试验

试验于2007年9月~2009年3月在广西荔枝生产大县——灵山县开展。果园位于灵城镇三多村，与县气象局直线距离约3km，果树树龄为8年生，面积约2hm²。在果园内安装美国生产的HOBO Pro温湿度自动记录仪，分别在树冠2/3高和地面1.5m高安置温度探头，其中1.5m高的温度探头及记录仪按气象部门仪器安装设置要求，增加防辐射装置。温度记录时间设置间隔为30min。

同期的大气温度资料来源于灵山县气象局观测场内的自动气象站资料。

1.2 研究方法

根据灵山县气象局实况观测资料，按《地面气象观测规范》将2007/2008、2008/2009年冬季天气状况划分为晴天、阴天、晴到多云、雨天等天气类型，分析果园大气温度、树冠温度与气象观测站大气温度的变化规律及其相互关系。在此基础上，采用线性和曲线回归方法分别建立各种天气类型下的荔枝冠层温度与大气温度的关系模型。并应用同期观测资料验证模型监测效果。

2 结果与分析 2.1 果园大气温度、树冠温度与气象观测站大气温度的日变化 2.1.1 典型晴天和多云转晴的果园大气温度、树冠温度与气象观测站大气温度日变化

图 1（a、b、c）分别是2007年11月29日、2008年1月10日和2009年1月11日冬季典型晴天状况下果园大气温度、树冠温度与观测站大气温度的日变化曲线。从图 1可以看出，在典型晴天状况下，荔枝冠层温度昼夜变化最为激烈，晚间及早上08h前后，冠层温度分别低于果园大气温度和观测站大气温度，而在09h~17h之间，尤其是午后14~15h，冠层温度则明显高于果园大气温度和观测站大气温度，冠层温度日较差达13.9~22.8℃；而气象观测站的大气温度昼夜变化较为平缓，晚间及早上10h前后各时次温度值均高于果园大气温度和冠层温度，10h~17h之间各时次温度值则低于果园大气温度和冠层温度，日较差为8.5~16.7℃；果园大气温度昼夜变化则处于两者之间。值得指出的是，不同时期果园大气温度、树冠温度与观测站大气温度日极值出现时间存在一定的差异，特别是荔枝冠层温度极值出现的时间跳跃性最大，这可能与不同时期太阳辐射量、空气湿度及空气扰动导致热量交换频繁等因素有关。比较各月典型晴天状况下果园与观测站的大气日平均温度，结果发现观测站的大气日平均温度与果园大气日平均温度相比偏高0.42~0.44℃。

野外实测资料表明，在多云转晴的天气状况下，荔枝冠层温度、果园大气温度和观测站大气温度的昼夜变化规律与晴天状态下类似，但极值出现出现的时间差异较为明显，而且各时次的温度变化幅度较典型晴天状态下小，其中荔枝冠层温度日较差比晴天状况下小3.2~5.5℃；果园和观测站的大气温度日较差则晴天状况下小2.8~3.6℃。这显然与多云转晴的天气状况下地球表面所获得太阳的总辐射量和地球射出长波辐射均比晴天状况下少有直接的关系。比较各月多云转晴的天气状况下果园与观测站的大气日平均温度，发现观测站的大气日平均温度同样存在比果园大气日平均温度偏高0.38~0.45℃的现象。

2.1.2 典型阴天和雨天果园大气温度、树冠温度与气象观测站大气温度的日变化

表 1是2007年12月17日、2008年1月13日和2月6日典型阴天状况下和2007年12月23日、2008年1月26日和2009年1月26日雨天状况下的果园大气温度、树冠温度与气象观测站大气温度的逐小时观测值。从表 1可以看出，在冬季典型阴天下，荔枝冠层、果园大气和观测站大气各时次的温度变化趋势比较一致，而且各时次的温度值比较接近，其中观测站日平均气温比果园大气日平均气温偏高仅为0.1~0.2℃。这可能与阴天状况下获取太阳辐射能量和地球表面射出长波辐射能量都明显少于多云转晴或晴天有关。

而在雨天状况下，荔枝冠层、果园大气和观测站大气各时次的温度变化规律差异较大。如2007年12月23日和2008年1月26日，观测站大气各时次温度明显高于荔枝冠层温度和果园大气温度，而且日平均气温与果园大气温度相比，偏高幅度达0.58~0.64℃，日最高温度出现在前半夜。而2009年1月26日荔枝冠层、果园大气和观测站大气各时次的温度变化规律与典型晴天状况下类似，但日最高气温却出现在17h前后，荔枝冠层、果园大气与观测站大气温度的转折时段也存在一定的差异。从日平均状态看，观测站大气温度比果园高0.26℃。

据逐小时雨量观测资料记录：2007年12月23日20~20h总雨量为11.0mm，降水时段为06~16h；2008年1月26日20~20h总雨量为43.0mm，降水时段为21~19h；2009年1月26日20~20h总雨量为10.0mm，降水时段为21~14h。显然；荔枝冠层、果园大气和观测站大气各时次的温度变化与降雨的起始时段、持续时间长短等因素有关。一般说来，广西冬季降水主要受南支槽与锋面等天气系统影响，南支槽前的西南暖湿气流相对较强，水汽含量较充沛，降水强度较大，反之，以阵雨或间歇性降雨为主。而区域性的降雨起止时间、持续时间长短等既与南支槽与锋面的交绥时间有关，还与天气系统的稳定程度等有关。

2.2 荔枝冠层温度与观测站大气温度的变化关系模型

根据2007/2008、2008/2009年度荔枝冠层与观测站的各时次大气温度变化特点，分别应用线性和曲线回归方法建立不同天气类型下的冠层温度与观测站大气温度的夜间、白天和全天关系模型。结果如表 2。

从表 2各模型的相关系数及平均绝对误差可以看出，不同天气类型下荔枝冠层夜间温度与观测站大气夜间温度的变化关系模型效果最好，平均绝对误差最小；而荔枝冠层白天温度与观测站大气白天温度的变化关系模型效果最差，这与荔枝冠层白天温度变化较剧烈有密切的关系。

值得指出的是，在不同天气类型下，应用果园大气温度与荔枝冠层温度建立相应的关系模型，模型效果明显好于应用观测站大气温度与荔枝冠层温度所建立的关系模型，这是因为果园大气温度比观测站大气温度更能真实地反映自然状态下温度的缘故。

2.3 模型效果检验

应用表 2不同天气类型下的荔枝冠层温度与观测站大气温度的变化关系模型分别模拟2007/2008、2008/2009年冬季期间各天气类型下来宾、南宁、灵山等地果树冠层逐时大气温度，结果表明：在阴天状况下，果树冠层逐时实测温度与大气台站实测温度的差值变化幅度为0.2~1.5℃，而果树冠层模拟温度与果树冠层逐时实测温度的差值变化幅度为0.02~1.12℃，各时次的平均差值下降了0.25℃；在晴天状况下，果树冠层逐时实测温度与大气台站实测温度的差值变化幅度最大为6.2℃，而应用模型模拟冠层温度与果树冠层逐时实测温度的差值变化幅度最大为4.8℃，各时次的平均差值下降了0.45℃。对晴到多云或雨天而言，应用模型模拟冠层温度与果树冠层逐时实测温度的差值与各时次的平均差值下降为0.27~0.42℃。

鉴于1999年12月20~28日广西出现有气象记录以来罕见的持续霜冻、冰冻天气期间缺乏冠层实测温度，拟以各地荔枝、龙眼等亚热带果树受害文献记录及荔枝、龙眼寒害等级指标作为参照。(见表 3)

根据文献资料[8-10]，1999年12月下旬期间，南宁、来宾等龙眼枝条及主杆出现干枯、死亡现象，根据荔枝、龙眼寒害指标，果园大气最低温度最少应低于-2.5℃；而灵山县30%的荔枝叶片不同程度受灾，对应的日最低气温应在-2.0℃以下。从模型模拟效果看（详细见表 4），与实况较为吻合。

3 结论与讨论

连续两年冬季实测数据表明，观测台站的大气温度比荔枝果园等环境下的大气温度偏高，而且气温偏高的幅度大小与天气类型密切相关。而应用不同天气类型下的观测台站大气温度与荔枝冠层大气温度关系模型来模拟果树冠层大气温度，可在一定程度上缩小观测站大气温度与果树冠层大气温度的偏差，使得应用台站观测资料开展寒害、冻害监测成为可能。但是，由于辐射降温引起的霜冻冰冻灾害空间分布具有很强的地域性，即地形、地貌、下垫面地物状况、海拔高度等因素都直接影响到霜冻、冰冻灾害的形成和强度，而本文所建立的线性或曲线回归模型并没有考虑到上述因素。因此，开展荔枝等亚热带作物冬季寒害冻害监测、评估等服务，还需要进一步综合地理信息、遥感信息等，才能提高监测的精度和灾情评估的准确性。