中国霜冻风险变化趋势及其对农业和植物生长的影响

这些研究结果与北美洲形成了鲜明对比，那里的霜冻风险并没有显著变化（Schwartz & Reiter 2000），这种差异可能是由于地区气候变化的差异所致。与世界其他地区的研究结果相比，加拿大是一个明显的例外，研究表明东部最低温度下降，中部地区的日较差增加（Easterling et al. 1997）。

尽管本研究的大部分表现学观察是在农村地区进行的，但最近城市的增长和当地土地利用的变化也可能影响日较差（Karl et al. 1993），进一步影响植物表现阶段和最后一次霜冻日期之间的关系。早期的研究（Easterling et al. 1997）表明，城市对全球和半球平均温度时间序列的影响往往是微不足道的，但最近的区域研究发现城市变暖对总年均温度变化的贡献在中国为20％至37.9％（Ren et al. 2008, Wang & Ge 2012）。这种城市效应导致最低和平均温度均增加，从而导致最后一次霜冻日期和植物表现阶段同时提前。在评估植物表现阶段相对于最后一次霜冻日期的趋势时，总体城市热岛效应小于20％。

在过去的半个世纪里，中国的最后一次霜冻日期不仅在本研究中显著提前，而且中国的第一个秋霜日期也在1955年至2000年间延迟了0.2天/年（Liu et al. 2008）。这一趋势表明霜冻无霜期延长，增加了多季作物种植和一些作物总产量的潜力（Schwartz & Chen 2002）。然而，考虑到本研究中推断的霜冻风险的年度变化（图5），如果要实现农业产量的更大稳定性和移植树木的更高存活率，就需要制定谨慎的霜冻保护方案。霜冻保护方案可以分为两种类型，被动和主动（Snyder & de Melo-Abreu 2005）。选择具有较强抗霜能力的物种或品种（例如榆树），创建物理屏障以控制冷空气排放（例如墙壁和灌木），并用塑料隧道覆盖行作物都是有用的被动方法（Snyder & de Melo-Abreu 2005）。然而，主动方法也适用于该研究区的霜冻保护。例如，使用本研究开发的模型，可以更准确地预测对霜冻敏感的果树（例如杏子）的第一个霜冻日期，从而使农民和种植者能够更主动和有效地使用风机、加热器和洒水器来保护花朵免受霜冻损害。