立足于我国苹果可持续发展和保持世界苹果生产大国地位,根据60年来气温和降水等气候变化情况及苹果栽培区域变化的实际,提出了基于苹果品质和生产效益的6个质效栽培新区,并就这些新区常见灾害及发展中的技术问题进行了讨论。
01
我国苹果生产历史进程与概况
我国是苹果的原生地之一,在苹果属35个种中,有24个种原生于我国;但我国大苹果的生产性栽培起步较晚,19世纪80年代发端于山东省烟台市。20世纪前半叶,在山东、辽宁、河南等地开始有零星、小规模的栽培,并开始传入山西、陕西等地;中华人民共和国成立至1978年,适于栽培苹果的各地计划性地发展了一定规模的集体果园;改革开放后,我国苹果生产得到了迅速、大规模的发展,虽在每个“五年计划”面积有波动,但一跃名列世界苹果栽培前列,成为苹果生产大国。进入21世纪后,我国苹果生产规模一直稳居世界第一。截至2017年底,我国苹果种植总面积194.695万hm2、总产量4139万t,分别占世界总种植面积的49%、总产量的53.6%。苹果产业在农村经济、农民增收、丰富市场和出口创汇中发挥着越来越重要的作用。
02
我国苹果种植区划的历史与现状
苹果生态区划是根据苹果对生态条件的要求,对苹果在不同地区的生态适宜度进行评价后,依区内相似性和区间差异性、分区连片性和主辅因子相结合的原则,而划分的苹果分布区域或类型。对产量、品质形成关系最密切的是农业气候因子,并作为生态区划的主要指标依据。苹果生长发育的适宜生态条件如表1所示。
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我国果树的区划始于中华人民共和国成立以后。中国农业科学院果树研究所1950年代提出我国8个果树带的划分,其中,云贵高原常绿落叶果树混交带、温带落叶果树带、旱温落叶果树带、干寒落叶果树带、耐寒落叶果树带中有(野生)苹果分布或栽培苹果。1980年,陆秋农根据气候条件和苹果生长发育表现,提出了我国苹果的自然分布区划,分别为极北寒地中小苹果栽培区,北、西部干寒苹果栽培区,西北冷凉半干苹果栽培区,渤海湾温凉半湿苹果栽培区,中部湿润苹果栽培区,西南高山凉湿苹果栽培区,南部暖湿苹果栽培区。1999年,张光伦按照苹果生态适宜性的主要因素、区划方法及气候指标,结合地形、土壤等生态因子的综合作用,参考当时我国苹果栽培分布现状和有关区划资料,将全国苹果划分为4个一级生态区和10个二级生态区,即包括黄土高原区(I1)和川滇横断山区(I2)在内的生态最适区(I),渤海湾区(II1)和华北平原区(II2)在内的生态适宜区(II),黄淮汉水区(III1)、西南高原区(III2)和长城沿线及南疆东区(III3)在内的生态次适宜区(III),以及江南区(IV1)、北部寒地区(IV2)和青藏高原区(IV3)在内的生态可能种植区(IV)。
03
60年来我国气候变化简况
全球气候变暖已是不争的事实,而且变暖趋势越来越明显、变暖幅度越来越大。分析1960—2017年间我国苹果产区气温和降水变化特征可以发现:①全国年平均气温均呈升高趋势,全国平均气温升高的中位数为1.69℃;从区域看,西北(气温升高2.12℃,尤其是新疆,升高2.28℃)、东北(气温升高2.18℃)升温中位数大于全国升温的中位数,而华北(气温升高1.46℃)、西南(气温升高1.06℃)升温中位数小于全国升温的中位数。②以适宜苹果栽培生产的年平均气温最低值7.9℃为等值线标尺,1961年以来因气候变暖、气温升高,全国范围内,年平均气温大于7.9℃的区域向北推移766km、向西扩展160km、向东扩展553km;具体到各大区域,在东北年平均气温大于7.9℃区域北移156km、东扩109km,华北北移100km,西南北移144km、西扩155km,而西北地区北移最高达到766km。③与气温升高幅度和趋势相比,降水量的变化幅度及其趋势不明显,但是,总体上看,1961年以来,东北、华北、西南区域降水量呈下降趋势,但在西北地区年降水量呈增加趋势;各区域夏季降水量变化趋势与年降水量变化趋势基本一致。
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60年来年平均气温7.9℃等值线在全国及分区域的变化情况
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60年来全国及分区域年平均气温变化情况
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60年来全国分区域年降水量的变化情况
04
基于品质和效益的我国苹果生产
持续发展的栽培新区初见
我国苹果种植面积已达194.73万hm2,约占世界苹果种植面积的49%。但是,①我国严禁“耕地非农化、耕地非粮化”的政策,以及2022年中央一号文件中提出的“引导新发展林果产业上山上坡,鼓励利用‘四荒’资源,不与粮争地”的新方针;②苹果生产比较效益相对高,已经成为我国农业种植业的支柱产业,并将在巩固脱贫成果、乡村产业振兴中发挥更大作用;③我国现有苹果园中,有40%(15%的低产园、25%的老龄园)的果园面临更新改造;④劳力、土地、环境等资源方面压力日增,耕作栽培制度改变已是不得不为的趋势;⑤无论参比苹果生长发育的适宜气候条件(表1),还是20多年来的生产实践,我国苹果种植,特别是基于优质生产和比较效益的栽培区域快速西移北扩已成趋势;⑥60年来,苹果分布区域气温升高约2℃,年平均气温7.9℃等值线向北扩展766km、向西推移160km,气候和生态变化较大,“农作物适宜种植面积会有所扩展”。近年来,一些原来认为是次适宜区,甚至是可能种植区的地方,如云南昭通、新疆阿克苏和喀什、陕西延安北部和榆林南部,种植了较大规模的苹果,且发展良好、势头不错,也在一定程度上说明了气候变暖在苹果栽培种植上的效应。因此,从我国苹果产业健康可持续发展、保持苹果生产大国进而迈向世界苹果生产强国的角度,结合当前栽培生产实况,考虑苹果生产中土地、人力资源和成本、果农相对收入与种植积极性等因素,从品质、相对效益的角度规划苹果生产区域,提出基于生态因子、果品品质和生产效益综合因素的我国苹果栽培新区(质效适宜区),应该更有利于我国苹果的发展和生产,也是相应区域因应气候变化、调整产业结构的参考。
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中国苹果栽培质效适宜新区图示
05
苹果栽培新区常见灾害及发展中
应注意的技术问题
我国苹果栽培区域跨度大、气候类型多样,不可否认且特需关注的是,即使完全符合表1中最适生态适宜值的苹果栽培区域,气象灾害及其强度虽年际间、区域间不一,但也时有发生;而苹果栽培新区,更处于气象灾害频发、灾害强度较大的“焦点”区域。随着全球气候变暖,“气候极端化会加剧,各类气象灾害会普遍增加,天气的无常性和突发性会更显著”。因此,针对本文基于品质和效益的栽培“新区”,应慎重、稳步发展,必须始终注意下列问题的技术解决措施,以防灾减灾。
#1
栽培新区及其常见气象灾害
陕-甘-宁-内蒙交界区域
该区域土地资源丰富,为典型的大陆性气候,海拔在900~1400m,四季分明,日照充足。该区域的主要灾害发生类型为旱涝灾害和春季霜冻灾害。此外,虽然总体上气候在变暖,但冬季极端低温危害仍是该区域,尤其是风沙草滩区应该密切关注的气象灾害。
川藏高原阿-甘-林区域
该区域主要包括四川省阿坝、甘孜和西藏林芝,目前,该区域种植苹果2万hm2以上。该区域森林覆盖率高,空气清新,光照充足,紫外线强,昼夜温差大;土壤较肥沃,有机质含量1.9%~3.1%,pH值6~8,纬度低,海拔高(1450~3100m);土地资源较少,劳力资源相对充足。该区域苹果栽培易受的自然灾害以冰雹和干旱为主,其中冰雹发生的频率较高。
晋西临-吕区域
该区域主要包括山西省临汾市、吕梁市。境内土地资源丰富,海拔较高,昼夜温差大,大部分地区年平均气温8~14℃,气候温和凉爽,日照充足。该区域苹果生产中发生的自然灾害主要有晚霜冻、雹灾、风灾、旱灾等,但近年来以晚霜花期冻害的发生频率和危害程度为甚。2006—2018年,4月发生危害程度较重的低温霜冻已达5次。
新疆伊犁-南疆区域
新疆苹果已形成了伊犁河谷产区(面积2.3万hm2)、阿克苏产区(面积约2.9万hm2)、喀什产区(面积约1万hm2)和以抗寒苹果及高酸海棠为主的北疆天山北坡产区(面积1.1万hm2)。新疆土地资源丰富,日照充足,昼夜温差大,海拔500~1300m的平原、丘陵的绿洲区域和边缘适宜种植苹果。但总体看,新疆土壤基础肥力低,有机质含量普遍在1%以下;劳力资源不足,用工成本较高。
新疆多发自然灾害,苹果生产中主要有冬季极端低温冻害、花期晚霜危害、花期高温伤害。近19年间,南疆果区已发生3次(2003年、2008年、2011年)大范围冬季极端低温冻害,造成腐烂病蔓延;2次(2005年、2018年)花期晚霜冻害;1次(2019年)花期高温伤害。
云贵川高原区域
该区域主要包括云南昭通、曲靖和贵州毕节及四川凉山。目前,该区域种植苹果12万hm2以上。该区域土壤多为中性或微酸性的红壤、黄壤,有机质含量在1%~3%。苹果种植区纬度低,海拔高(1900~2700m),年温差小、早春回温快、夏季凉爽,光照充足,昼夜温差大,热量和水分利用的有效性高,生态环境良好。
该区域苹果生产中气候条件不足的是干湿季节分明,春旱较严重,冬春霜冻时有发生,局部地区有夏季冰雹、大风、暴雨等灾害性天气。
长-大丘陵区域
该区域即长白山北部丘陵区-大兴安岭南部丘陵区,主要包括黑龙江哈尔滨、牡丹江、鸡西、佳木斯、齐齐哈尔,辽宁铁岭,吉林长春、吉林、延边,内蒙古通辽、乌兰浩特、扎兰屯等地。长白山北部丘陵区属中温带半湿润大陆性季风气候,苹果生产区分布在海拔300~400m的浅山区,年日照时数为2300~2700h,平均年降水量为500~650mm,年平均气温3.0~6.3℃,最低气温-39.5~-31.0℃,无霜期120~150d;大兴安岭南部丘陵区南北跨度较大,气候为中温带半干旱大陆性季风气候向寒温带大陆性季风气候过渡,年日照时数在2800~3100h,年降水量350~450mm,年平均气温2.4~5.6℃,最低气温-34.7~-30.5℃,无霜期110~135d,南部春季干旱多风,北部冬季干燥,严寒漫长,昼夜温差大,无霜期短,日照长,强度大。该区域目前栽培苹果约4万hm2,土壤较肥沃,有望成为我国小苹果(50~100g)优质栽培区和加工原料高效区。该区域苹果生产中多发的气象灾害主要是干旱,其次是雨涝、冰雹、霜冻。
#2
栽培新区苹果发展中应注意的技术问题
区划统领,科学论证
区划对产业发展具有潜在引领和指导性,区划时都以大尺度、大范围与中尺度、小范围相结合进行划分,即使对同一个区域进行区划时也应充分考虑到局部小气候、海拔、立地条件等方面对未来产业发展的影响。因此,栽培新区在拟新发展苹果时,不仅需对立地条件、技术和劳力资源、市场预判等充分论证外,还要特别进行适合的耕作栽培制度(矮化/乔化、密植/稀植)、易发灾害及其防控措施的研判和论证。
合理规划,做好补“短板”预案
虽然栽培新区栽培苹果的品质和比较效益较高,但其大多发展晚、处于“后发”地位。从技术和市场竞争力、产业可持续发展的角度而言,栽培新区应合理规划,针对立地环境、土壤类型、排灌条件、劳力资源等进行详细分析,明确区域内发展苹果的“短板”,提供可能的解决方法或必要的应对措施。譬如,栽培新区I、II、III应选择抗寒/抗旱的砧木,栽培新区IV应主要增设防雹、防霜冻的措施和方法。
明晰砧木、品种习性,确定适宜砧穗组合
苹果生产是技术密集、劳动密集的一项集约化产业。不同生境下品种及其砧穗组合的适宜性存在一定的差异。一方面,砧木、品种的抗性在很大程度上决定了它能否在该生境下正常生长发育;另一方面,其管理的繁简程度及其产量、品质与耕作栽培制度、砧穗组合和树形等有密切关系。因此,鉴于栽培新区自然灾害时有发生(如干旱、低温危害、霜冻等),所以应在充分了解品种、砧木、砧穗组合的生物学和栽培习性的前提下,根据发展目标、市场定位等,首先确定拟选用的砧木、接穗品种和砧穗组合。如品种选择上,栽培新区I、IV应以中晚熟、中熟或早熟品种为主,栽培新区VI则以抗寒、优质或易管低投入高产出小苹果为主。
总结群众经验,研发防灾减灾技术
限制苹果新区发展苹果的主要因素是旱、寒为主的气象灾害,以及频发的雹灾、晚霜危害等。尽管这些区域栽培苹果的品质和相对效益较高,但今后很长时期内,这些气象灾害仍是制约苹果生产的主要因素。因此,栽培新区一方面应总结完善群众实用、低成本的防控经验;另一方面,应多渠道、多方式全面掌握国内外预防或解决这些灾害的最新进展和有效措施;同时,结合区域灾害发生实际,有针对性地研发有效、实用的防灾减灾技术。