摘要：隨著大氣CO2等溫室氣體濃度的不斷升高，全球氣候以前所未有的速度發(fā)生變化。在氣溫不斷升高的同時，高溫熱浪、干旱、低溫、倒春寒和暴雨等極端天氣不斷出現(xiàn)，對茶葉生產(chǎn)的影響是顯而易見的。本文對我國有代表性茶區(qū)氣候變化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，氣候變化對茶葉生產(chǎn)的影響，氣候變化應對策略進行了闡述，以為茶園應對氣候變化，促進茶葉生產(chǎn)的持續(xù)健康發(fā)展提供參考。

　　關(guān)鍵詞：氣候變化;茶園;產(chǎn)量;品質(zhì);應對策略

　　氣候變化是指氣候平均狀態(tài)統(tǒng)計學意義上的巨大改變或者持續(xù)較長一段時間(30年或更長)的氣候變動，包括平均值和變率的變化。氣候變化的主要特征是全球氣候變暖，以及伴隨而來的極端天氣頻繁。氣候變化對生態(tài)環(huán)境及人類社會的影響是顯而易見的，已導致冰川消融、海平面上升、極端氣候、物種滅絕、水土流失、病蟲害暴發(fā)、生態(tài)系統(tǒng)退化和自然災害加劇等，是目前全球面臨的最重大挑戰(zhàn)之一，關(guān)乎人類的生存，已引起國際社會的廣泛關(guān)注[1]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由于“靠天吃飯”，受到的沖擊更大。

　　近年來，在全球氣候變暖的背景下，高溫干旱、低溫凍害和暴雨等極端天氣十分頻繁，如江南茶區(qū)2008年冬季的雪災，2010年春季的“倒春寒”，以及2013年和2016年夏季的高溫干旱等都給茶葉生產(chǎn)造成了非常顯著的影響。因此，了解氣候變化發(fā)展趨勢，提出應對技術(shù)措施，對于茶產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有十分重要的意義。

　　一、我國代表性茶區(qū)氣候變化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

　　對我國海南、昆明、杭州和濟南等有代表性茶區(qū)近60年來的主要氣象要素，包括平均氣溫、極端最低和最高氣溫、大氣平均相對濕度、降水量、年均降水天數(shù)和年日照時數(shù)等進行了統(tǒng)計。結(jié)果表明，按直線方程進行擬合，在過去50年中，平均氣溫提高了1.3℃，遠遠超過自工業(yè)革命以來全球平均氣溫升高的0.85℃;平均極端最低氣溫提高了2.1～3.8℃;最高氣溫變化不大，但高于35℃的高溫天數(shù)則顯著增加;年均降水量沒有顯著變化，但年均降水天數(shù)減少了11.2d，大氣平均濕度降低了5.4%;年均日照時數(shù)也減少了40.9h;另外，與1980年相比，云南的雨季推遲了22d，明顯加劇了春旱，對云南春茶生產(chǎn)有顯著的影響[2]。

　　隨著大氣CO2濃度的升高，氣候變化呈進一步加劇之勢。根據(jù)IPCCAR4數(shù)據(jù)庫及典型氣候模型預測表明，未來數(shù)十年中，江西每10年的增溫速度高達0.22～0.41℃，顯著高于歷史基準的0.16℃，降雨量也會比歷史基準值減少10.1%～18.9%[3]。我國茶葉主產(chǎn)區(qū)長江中下游地區(qū)到2050年和2100年氣溫平均升高2.2℃和4.5℃左右;降水變化不明顯，但夏季降水增加[4]。更為嚴重的是高溫、干旱、低溫凍害、熱帶臺風和洪澇等極端災害天氣會明顯增加。進入本世紀以來，杭州最高氣溫屢創(chuàng)記錄，2002年為40.3℃，創(chuàng)1950年有氣象記錄以來的最高溫度，2013年更是高達41.6℃，2016年和2017年也分別高達40.3℃和41.3℃。

　　干旱持續(xù)時間也越來越長，浙江茶區(qū)2013年夏季連續(xù)40多天基本無雨[5]，安徽在2019年8月12日至10月28日期間，全省平均降水量僅為83.9mm，較常年同期減少60%，平均無降水天數(shù)為65d，較常年同期偏多11d，為1961年以來同期最多。另外，春季“倒春寒”更為頻繁，浙江茶區(qū)幾乎每年都有發(fā)生，只是程度或地點不同，其中2010年3月8—10日的晚霜凍害導致浙江省半數(shù)以上茶園受害，經(jīng)濟損失高達17億元[6]。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會的報告表明，這種情況在未來會更加強烈和頻繁[1]。

　　二、氣候變化對茶葉生產(chǎn)的影響

　　1.茶葉生產(chǎn)區(qū)域和季節(jié)的變化

　　隨著平均氣溫升高，特別是最低氣溫的持續(xù)升高，茶葉產(chǎn)區(qū)將逐漸向北和高海拔地區(qū)拓展。近年來，北方茶區(qū)茶園面積持續(xù)擴大，除了該區(qū)域茶葉品質(zhì)較好、經(jīng)濟效益較高外，氣候變化導致的次適宜茶區(qū)向適宜茶區(qū)轉(zhuǎn)化也是重要原因之一。亞熱帶茶區(qū)茶葉生產(chǎn)季節(jié)會適當延長，特別是開采期提前，這有利于提高春季名優(yōu)茶產(chǎn)量，但“倒春寒”帶來的風險也隨之增加。年平均氣溫增加1℃，每年大于10℃的天數(shù)可增加15d[7]，顯然這有利于延長茶葉的生產(chǎn)季節(jié)。

　　2.茶葉產(chǎn)量的變化

　　氣候變化對茶葉產(chǎn)量的影響既有有利的一面，也有不利的一面。從有利因素來講，氣溫和CO2濃度適當升高有利于茶樹光合作用，提高茶葉產(chǎn)量。如年平均氣溫提高1℃，大于10℃的天數(shù)增加15d，由于10℃是大多數(shù)茶樹品種的萌動起點溫度，如果其中的一半天數(shù)，約8d分布在春季，則杭州地區(qū)的茶葉生產(chǎn)季節(jié)可從193d增加到201d，茶葉產(chǎn)量可增加約4%。但極端天氣如高溫干旱、低溫凍害和洪澇的增加不僅直接導致減產(chǎn)，而且還會引起水土流失，土壤有機質(zhì)積累減少，病蟲害暴發(fā)等，從而影響產(chǎn)量。大氣CO2濃度升高對茶樹生長發(fā)育和茶葉產(chǎn)量的提高也有一定的促進作用。

　　當CO2質(zhì)量濃度從目前的近400mg/L增加到550mg/L和750mg/L時，茶樹新梢凈光合速率分別提高17.9%和25.8%，并能緩解和消除光合午休現(xiàn)象，從而有利于提高茶葉產(chǎn)量[8]。研究表明，當CO2質(zhì)量濃度提高到800mg/L并培養(yǎng)24d后，茶苗樹高、地上和地下部干重、根冠比均有顯著提高[9];進一步研究表明，短期提高CO2濃度增產(chǎn)幅度較大，但隨著茶樹在高CO2濃度中的時間延長，飽和效應也隨之出現(xiàn)。

　　由于大氣CO2濃度是逐漸提高的，因此茶葉產(chǎn)量的實際增幅可能沒有預想的那么明顯。雖然我國主要茶區(qū)年均降雨量變化不大，但降雨天數(shù)減少意味著雨水相對集中，從而既加劇了季節(jié)性干旱，又導致洪澇災害。另外，光照時數(shù)和降雨天數(shù)同時減少意味著多云或陰天增多，這對于喜漫射光的茶樹是否有利主要取決于茶園所處的地理位置，如果在陽光強烈的熱帶和亞熱帶地區(qū)，這是有利的，但對于陽光并不強烈的高山和高緯度茶區(qū)則可能會降低產(chǎn)量。

　　氣候變化也會增加病蟲草的為害。如氣溫升高會增加害蟲的發(fā)生代數(shù)，提高害蟲或病原菌的越冬成活率。如茶尺蠖在杭州一般年發(fā)生6代，但如果10月份的平均氣溫超過20℃則會發(fā)生7代;又如茶小綠葉蟬的越冬蟲數(shù)與日平均氣溫低于0℃的天數(shù)呈極顯著負相關(guān)[10]。極端天氣也容易導致病蟲害的大暴發(fā)，如2016年8—9月，長江中下游茶區(qū)茶尺蠖大面積暴發(fā)，主要原因是高溫干旱對茶尺蠖天敵絨繭蜂的影響明顯較大，從而導致茶尺蠖由于失去了天敵的控制作用而暴發(fā)成災[11]。

　　氣候變化對茶園土壤的影響也是顯而易見的。隨著氣溫升高，土壤有機肥的礦化速度加快，雖然有利于養(yǎng)分的釋放，但不利于土壤有機質(zhì)的積累，養(yǎng)分利用時間縮短，N2O的釋放量也會明顯增加，從而降低氮素養(yǎng)分的利用率;暴雨等極端天氣還會加劇水土流失，最終影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。另外，大氣CO2以及SO2和NO2等污染氣體濃度的提高還會提高酸雨的強度和頻度，從而進一步降低土壤pH，對于酸化已經(jīng)較為嚴重的茶園土壤來說，這顯然不利于其持續(xù)健康發(fā)展。

　　研究還表明，隨著大氣CO2濃度升高，植物體內(nèi)的碳濃度顯著提高，而氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、銅和鋅等其他營養(yǎng)元素幾乎全部降低，對水稻等25種作物的測定表明，氮含量的降幅可高達14%以上[12]�？梢姡瑸樘岣咧参矬w內(nèi)這些元素的含量，保持養(yǎng)分平衡及作物產(chǎn)量，需要使用更多的肥料。

　　3.對茶葉品質(zhì)的影響

　　一般來說，較低的溫度有利于氮素代謝，促進氨基酸和咖啡堿等氮代謝產(chǎn)物的合成與積累，但較高的溫度有利于茶樹碳代謝，有利于茶多酚含量的提高。顯然，隨著溫度的升高，茶葉茶多酚含量會提高，氨基酸含量降低，從而降低茶葉品質(zhì)，特別是綠茶品質(zhì)。但對于利用中小葉品種生產(chǎn)的紅茶，茶多酚含量適當提高，有利于發(fā)酵，從而在一定程度上有利于提高紅茶品質(zhì)。大氣CO2濃度增加對茶葉品質(zhì)的影響具有兩面性，CO2濃度適當提高有利于光合產(chǎn)物的累積，為各種有機化合物，包括含氮化合物提供碳架，所以短期看有利于茶葉各種內(nèi)含成分的合成，但長期看主要是增加茶樹體內(nèi)碳代謝產(chǎn)物的含量。

　　研究表明，當大氣CO2質(zhì)量濃度從400mg/L提高到800mg/L處理1個月后，新梢游離氨基酸和茶多酚含量均有明顯提高，但3個月后，游離氨基酸含量降低，而茶多酚含量進一步提高;進一步研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚的主要成分黃酮類化合物在CO2質(zhì)量濃度550mg/L和800mg/L條件下，比對照400mg/L分別提高了19.4%和35.9%[13]。蔣躍林等[14]的研究也表明，當CO2質(zhì)量濃度由400mg/L提高到550mg/L和800mg/L時，茶葉氨基酸含量分別降低了1.7%～4.5%和6.7%～12.2%，咖啡堿含量分別降低了3.1%～4.6%和5.1%～10.7%，與此同時，茶多酚含量提高了3.8%～6.0%和6.9%～11.3%，可溶性多醣分別增加了8.4%～14.4%和18.1%～28.2%。

　　可見，無論是溫度升高，還是大氣CO2濃度增加均會導致茶葉茶多酚含量增加，氨基酸含量減少，從而影響茶葉品質(zhì)，特別是綠茶品質(zhì)。另外，伴隨著病蟲害加劇，農(nóng)藥使用量的增加，茶葉農(nóng)殘含量可能提高;氣候變化導致的降雨頻率降低，可能會導致更多的大氣干沉降物質(zhì)，如含有重金屬元素和多環(huán)芳烴的灰塵沉積在茶葉表面，從而帶來更多的污染，影響茶葉質(zhì)量安全。

　　三、氣候變化應對策略

　　應對氣候變化的挑戰(zhàn)，需要各方協(xié)力合作。一方面需要降低茶園碳的排放，為減緩氣候變化做出貢獻;另一方面，需要做好適應工作，促進茶葉生產(chǎn)的持續(xù)健康發(fā)展。

　　1.加強茶園基礎設施建設

　　基礎設施建設是應對極端天氣最有效的措施，從長遠看也是最經(jīng)濟的手段。茶園基礎設施包括排灌系統(tǒng)、園區(qū)道路、坡改梯、防護林和遮陰樹、防凍風扇和殺蟲燈及相關(guān)的電力系統(tǒng)建設等。茶園灌溉系統(tǒng)主要包括噴灌和滴灌，當兩者不能同時安裝時，選擇噴灌的利用率更高，不僅可抗旱、改善茶園小氣候，而且對于預防早春“倒春寒”也有顯著的效果。

　　2.大力推廣低碳茶葉生產(chǎn)技術(shù)

　　目前生產(chǎn)上推廣的低碳栽培模式主要有有機茶園、良好農(nóng)業(yè)規(guī)范(GAP)和氣候智慧茶園等。這些模式不僅要求綠色環(huán)保，盡量減少化肥和農(nóng)藥的使用，而且通過增加土壤有機質(zhì)含量和茶園生態(tài)建設等，提高茶園應對氣候變化及極端天氣的能力。如有機茶園土壤的有機質(zhì)、全氮和微生物量明顯增加，土壤結(jié)構(gòu)改善，保水和保肥能力增強[15];有機茶園的天敵數(shù)量和生物多樣性也明顯改善，從而與常規(guī)茶園相比，應對氣候變化的能力更強。

　　3.加強氣候變化對茶葉生產(chǎn)影響預測模型的研發(fā)

　　目前的預測模型主要針對氣候變化趨勢，且以平均氣溫和降水分布類型，或?qū)Υ筇镒魑锂a(chǎn)量的變化預測為主。因此，需加強針對茶葉生產(chǎn)區(qū)域，聚焦茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)變化的預測模型。預測的參數(shù)不僅包括氣溫、降雨等，還應包括極端天氣等。對氣候的早期預警也必不可少。

　　4.降低茶園溫室氣體排放

　　茶園溫室氣體主要有N2O和CO2，其中降低N2O的排放是控制茶園土壤溫室氣體排放的關(guān)鍵。據(jù)研究，影響茶園N2O排放的主要因子是茶園施氮量、土壤含水量和pH值等。研究表明，當茶園施氮量為300、600、900kg/hm2時，土壤N2O-N的排放量分別占茶園施氮量的1.43%、1.96%和3.44%[16];當土壤含水量較高時施用氮肥，N2O的排放量顯著增加;土壤pH較低時，特別是pH低于4.0時，N2O的排放量也會呈指數(shù)曲線增加。因此，降低茶園施氮量，合理改良土壤對于降低茶園土壤N2O的排放量具有重要作用。但控制N2O排放的微生物機制還有待進一步研究。

　　5.選育和推廣抗性品種

　　隨著氣候變化的加劇，極端天氣的頻率和強度會越來越高。因此，選育抗性良種，如抗高溫、抗干旱、抗低溫和抗病蟲能力強的品種對于應對氣候變化具有十分重要的作用。另外，選育養(yǎng)分利用率高、光合作用能力強，特別是適應高大氣CO2濃度條件下的高光效品種對于充分利用氣候變化對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的作用也是必不可少的。

　　6.改善茶園綜合生態(tài)系統(tǒng)

　　大力促進生態(tài)茶園建設，努力提高茶園水土保持能力，特別是提高土壤有效深度和有機質(zhì)含量。建設茶園防護林帶，種植遮陰樹和行道樹。對于南方茶區(qū)，在茶園內(nèi)部種植遮陰樹，遮光率以30%左右為宜;對于長江中下游和北方茶區(qū)，則在茶園四周種植防護林和行道樹。另外，通過“豬-沼-茶”、茶園養(yǎng)羊和養(yǎng)雞等，在為茶園提供部分肥源的同時，提高茶場對氣候變化應對能力，同時提高綜合效益。對于氣候變化激烈，在不久的將來有可能不再適合種茶的地區(qū)，還應考慮其他作物類型。

　　7.加強宣傳和技術(shù)推廣

　　氣候變化對茶葉生產(chǎn)的影響是一個漸進和逐漸累積的過程，應對技術(shù)措施也不可能一蹴而就，而是一個長期的過程。因此，加強對茶葉生產(chǎn)者的宣傳，對相關(guān)應對技術(shù)措施進行試驗研究和示范推廣十分必要。

　　8.開發(fā)和推廣茶園極端天氣保險

　　隨著科技進步，先進技術(shù)措施的應用不斷普及，這些技術(shù)措施對于提高茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟效益，應對氣候變化，促進茶產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展起到了非常重要的作用。但是，總體來說，在大自然和極端天氣面前，這些技術(shù)能起的作用有時是微不足道的。因此，開發(fā)和推廣茶園極端天氣保險，如“倒春寒”保險、高溫干旱保險等，對于減輕茶農(nóng)損失也是必不可少的。

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　　農(nóng)業(yè)方向論文投稿刊物：安徽農(nóng)業(yè)科學主要刊登全國范圍的農(nóng)、林、牧、副、漁業(yè)基礎理論、應用研究及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟研究、農(nóng)史研究等與農(nóng)業(yè)有關(guān)的學術(shù)研究論文，追蹤報道各學科的最新實用的農(nóng)業(yè)科技成果。