李凤琴，李茂春，胡秀茹，李迎春

（1.新疆哈密市伊州区气象局，新疆 哈密839000；2.新疆阿拉尔市气象局,新疆 阿拉尔843300；3.新疆农业气象台，乌鲁木齐830002）

霜冻是指在春秋两季气温转换季节， 土壤表面和植物表面温度下降到0 ℃及以下， 足以使植物遭受伤害甚至死亡的一种农业气象灾害[1]。具有发生范围广、危害作物种类多、造成经济损失大的特点。 春季终霜冻出现愈迟， 秋季初霜冻出现愈早，对农业的危害就愈严重。国内众多学者运用不同温度指标对霜冻的气候特征及其变化规律进行了研究[2-5]。

哈密市属新疆宜棉区，棉花产业是当地农村经济发展的支柱产业。哈密市春秋两季冷空气活动频繁，冷暖变化剧烈,棉花在苗期和成熟期均可能遭受霜冻危害。 因此，分析与研究哈密市霜冻的气候特征和变化规律，不仅有助于提高哈密市霜冻的预测预报能力，而且可以为棉花种植户防御霜冻危害提供一定的理论依据。

1 资料与方法

参考气象行业作物霜冻害等级标准[6]中的霜冻指标，结合多年哈密市棉花遭受霜冻危害时的日最低气温数据， 将春季日最低气温≤1.0 ℃作为棉花苗期遭受霜冻危害时的温度指标，将秋季日最低气温≤－1.0 ℃作为棉花成熟期遭受霜冻危害时的温度指标， 采用1971―2019 年哈密国家基准气候站逐日最低气温观测资料， 将春季日最低气温≤1.0℃的最后一天定义为终霜冻日， 将秋季日最低气温≤－1.0 ℃的第一天定义为初霜冻日。 统计这49年哈密市终（初）霜冻日的气候特征、出现概率，以及对棉花生长的影响，应用线性倾向估计法分析霜冻日的变化趋势。

2 结果与分析

2.1 终霜冻日的气候特征及变化趋势

1971―2019 年哈密市平均终霜冻日为4 月16日，最早出现在3 月16 日（2016 年），最晚出现在5月15 日（1975 年、1979 年），极差60 d，最早和次早终霜冻日均出现在21 世纪， 最晚终霜冻日出现在20 世纪70 年代。 哈密市终霜冻日的年际变化比较明显（图1），由历年终霜冻日线性趋势可以看出，整体呈提前趋势，提前2.7 d·（10 a）―1，进入21 世纪后终霜冻日提前趋势比较明显， 尤其是2005―2019 年； 终霜冻日在20 世纪70 年代和2011―2019 年波动较大，在20 世纪80 年代和90 年代波动相对较小。

图1 1971―2019 年哈密市终霜冻日逐年变化

2.2 初霜冻日的气候特征及变化趋势

1971―2019 年哈密市平均初霜冻日为10 月18 日， 最早出现在10 月1 日（2004 年、2015 年），最晚出现在11 月11 日（2006 年），最早和最晚初霜冻日均出现在21 世纪，极差40 d；初霜冻日极差比终霜冻日的极差小。

从哈密市初霜冻日逐年变化（图2）可以看出，哈密市初霜冻日总体呈缓慢提前趋势（未通过0.05显著性水平检验），提前0.2 d·（10 a）―1。 初霜冻日相邻年份变化大，在平均线上下波动，进入21 世纪波动加大。 初霜冻日的年代间变化不明显，2011―2019 年略提前。

图2 1971―2019 年哈密市初霜冻日逐年变化

2.3 终霜冻日在棉花生育期出现概率及对哈密市棉花生长的影响

哈密市棉花一般于4 月中下旬开始大面积播种，播种到出苗平均需要14 d，最短8 d，最长40 d（2006 年）， 棉花多年平均出苗日期为5 月1 日，2010―2019 年略提前。 1971―2019 年哈密市终霜冻日出现在棉花播种出苗期（4 月10―25 日）的概率为57%，出现在棉花苗期（4 月25 日之后）的概率为18%，其中出现在5 月份的概率为8%；2011―2019 年哈密市终霜冻日出现在播种出苗期的概率下降13 百分点，出现在苗期概率下降7 百分点，其中出现在5 月份的概率下降3 百分点。虽然哈密市终霜冻日出现在棉花苗期的概率比出现在播种出苗期的概率低，但苗期霜冻危害不容忽视。 2011―2019 年终霜冻日出现在棉花播种出苗期和苗期的概率均下降，这对哈密市棉花生产有利。 目前哈密市棉花大部分使用宽膜播种，地膜的增温效果也在一定程度上减弱了霜冻对播种出苗期棉花的危害。

2.4 初霜冻日在棉花生育期出现概率及对哈密市棉花生长的影响

哈密市棉花一般于8 月下旬陆续开始裂铃，9月上旬开始吐絮，9 月中旬进入吐絮盛期， 从吐絮到停止生长历时一个半月左右。 1971―2019 年哈密市初霜冻日出现在10 月上旬的概率为24%，出现在10 月中旬概率为33%，出现在10 月下旬概率为41%，出现在11 月份概率为2%；2011―2019 年初霜冻日出现在10 月中旬的概率上升23 百分点，出现在10 月下旬的概率下降19 百分点，下降了近一半。 初霜冻日出现愈晚对棉花越有利，出现愈早对成熟期的棉花危害越大，会导致出现大量的未成熟棉铃，霜前花减少，棉花的品质和产量下降。 如2015 年哈密市棉花前期发育正常，7 月上旬阵性降水天气多，7 月15 日开始出现长达28 d 的持续高温天气，日极端最高气温42.6 ℃，使处于花铃期的棉花蕾铃大量脱落，发育迟缓，棉花的裂铃和吐絮均比常年同期偏晚（直到9 月下旬才进入吐絮期，较常年晚半个月左右），而10 月1 日就遭受初霜冻危害，棉花吐絮期特短，导致出现了大量的未成熟棉铃，霜前花率较低，棉花品质和产量均明显下降。

3 结论

哈密市终霜冻日在1971―2019 年总体呈提前趋势，2011―2019 年终霜冻日出现在棉花播种出苗期和苗期的概率均下降，对棉花生产有利。

哈密市初霜冻日总体变化不大，2011―2019年有提前趋势。初霜冻日提前，对棉花生产不利，将会造成霜前花减少，导致棉花品质和产量下降。