河北臨城縣核桃春季低溫凍害氣候特征分析

趙玉兵，孫東磊

（1.平鄉(xiāng)縣氣象局，河北 平鄉(xiāng) 054500；2.邢臺市氣象局，河北 邢臺 054000）

河北臨城縣核桃春季低溫凍害氣候特征分析

趙玉兵1，孫東磊2

（1.平鄉(xiāng)縣氣象局，河北 平鄉(xiāng) 054500；2.邢臺市氣象局，河北 邢臺 054000）

該文利用臨城縣國家氣象站1960～2016年氣象資料，分析該地核桃凍害發(fā)生主要時(shí)段、頻率及最低氣溫變化規(guī)律及特征。結(jié)果表明：淤核桃春季凍害發(fā)生主要時(shí)段為3月20日～4月20日，輕微凍害發(fā)生集中在3月下旬，輕度、中度凍害發(fā)生集中在4月上中旬。于1960～2016年達(dá)到凍害氣象指標(biāo)日數(shù)21d，其中輕微凍害、輕度凍害、中度凍害分別占57.1%、33.3%、9.7%。③1960～2016年3月下旬最低氣溫<-2℃日數(shù)共計(jì)37d，年均0.63d，1960～2016年4月上中旬<0℃日數(shù)共計(jì)14d，年均0.28d。榆3月下旬最低氣溫呈明顯升高趨勢，上升速率為0.4℃/10a，3月下旬最低氣溫2000年前后發(fā)生突變，核桃凍害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低。

核桃；凍害；氣候

核桃是原產(chǎn)我國、栽培歷史悠久的重要經(jīng)濟(jì)樹種。我國是世界上核桃產(chǎn)量和栽培面積最大的國家，現(xiàn)栽培面積達(dá)200萬hm2，產(chǎn)量近50萬t。近年來，核桃作為河北省重要的經(jīng)濟(jì)林樹種發(fā)展十分迅速，沿太行山脈種植面積約10萬hm2，特別是薄皮、早實(shí)核桃，深得廣大農(nóng)民的普遍歡迎。太行山南段東麓（邯鄲、邢臺、石家莊山區(qū)及丘陵區(qū)）秋末冬初、春季的氣溫變化起伏較大，強(qiáng)降溫過程經(jīng)常發(fā)生，致使核桃在落葉期、休眠期、萌芽—展葉期、開花—幼果期時(shí)常遭受低溫凍害，輕則造成減產(chǎn)，重則形成絕收。隨著全球氣候變化，極端天氣事件頻發(fā)，核桃低溫凍害發(fā)生幾率呈上升趨勢。河北省臨城縣是太行山南部核桃種植集中區(qū)和示范區(qū)，常年種植1.33萬hm2，本文利用河北省臨城氣象站1960～ 2016年氣象資料，臨城縣綠嶺果業(yè)公司基地2006～ 2016年小氣候自動(dòng)站資料、部分時(shí)段人工氣溫觀測資料和核桃凍害調(diào)查資料，分析了臨城縣核桃春季凍害發(fā)生的主要時(shí)段、低溫凍害發(fā)生的頻率、凍害發(fā)生時(shí)段最低氣溫變化規(guī)律及特征，以期為氣象部門核桃低溫凍害預(yù)警服務(wù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門管理提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料

本研究采用了河北省臨城縣氣象站1960～2016年氣象資料；臨城縣綠嶺果業(yè)公司示范基地（位于臨城縣城北6km處，海拔90～135m）2006～2016年小氣候自動(dòng)站資料、核桃凍害調(diào)查資料及部分時(shí)段氣溫人工觀測資料。

1.2 方法

研究采用的凍害氣象指標(biāo)見表1。該指標(biāo)由核桃種植區(qū)栽培管理專家河北農(nóng)業(yè)大學(xué)李保國教授根據(jù)邢臺、邯鄲、石家莊主要核桃品種多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)、部分凍害資料調(diào)查和參考有關(guān)研究而制定[1-3]?！熬G嶺”為太行山南麓薄皮核桃主要栽培品種，果實(shí)生育期為110～120d，抗逆性、抗病性、抗寒性均強(qiáng)，而且耐旱?！熬G嶺”為雄先型品種，雄花花芽膨大到雄花開放盛期一般為17～26d，自雄花散粉初期至散粉末期，一般為12～16d。雌花花芽膨大到結(jié)果稍伸出一般為11～15d，雌花開放初期至末花期一般為8～11d[4]。運(yùn)用Mann-Kendall方法進(jìn)行變化趨勢突變檢驗(yàn)[5]。

表1 核桃凍害氣象指標(biāo)

2 核桃春季低溫凍害氣候特征分析

2.1 核桃春季低溫凍害發(fā)生時(shí)段

2006～2016年，臨城主要核桃品種雄花芽膨大期平均為3月19日，最早為3月15日，最晚為3月25日。核桃雄花散粉末期平均為4月14日，最早為4月8日，最晚為4月23日。核桃雌花芽膨大期平均為3月18日，最早為3月15日，最晚為3月21日。核桃雌花末花期平均為4月24日，最早為4月19日，最晚為5月5日，核桃花期為3月15日至5月10日。多年3月15日至5月10日逐日最低氣溫資料分析，最低氣溫低于0℃最晚出現(xiàn)在2013年4月20日，4月下旬未出現(xiàn)日最低氣溫低于零度的情況。表明歷年4月下旬溫度因子未導(dǎo)致核桃出現(xiàn)凍害現(xiàn)象，個(gè)別年份3月中旬核桃處于花芽膨大期，抗寒性較強(qiáng)，遭遇低溫造成凍害程度較輕，所以核桃凍害發(fā)生主要時(shí)段為3月20日至4月20日。

2.2 達(dá)到凍害氣象指標(biāo)日數(shù)

按照核桃凍害氣象指標(biāo)等級劃分方法，1960～ 2016年臨城氣象站達(dá)到凍害氣象指標(biāo)日數(shù)21d，其中輕微凍害12d，輕度凍害7d，中度凍害2d，分別占57.1%、33.3%、9.7%（見表2）。輕微凍害發(fā)生時(shí)間主要集中在3月下旬，核桃萌芽展葉期，輕度、中度凍害發(fā)生在4月上中旬，核桃開花至幼果期，發(fā)生時(shí)間越晚，凍害程度越重。根據(jù)臨城綠嶺公司調(diào)查資料，2006年4月12日受強(qiáng)降溫影響，臨城綠嶺公司示范區(qū)最低溫度達(dá)-2℃，并伴有降雪，已萌發(fā)新梢的核桃樹大面積遭受中度凍害，1a生枝、1a生定植苗、花器、新梢均遭受不同程度的凍害；2013年源月18～19日普遍出現(xiàn)降雪天氣，綠嶺核桃基地積雪厚度達(dá)到5cm以上；20日凌晨形成嚴(yán)重低溫霜凍，核桃種植基地最低氣溫-4.0℃，致使新梢嚴(yán)重受凍。

表2 1960～2016年達(dá)到凍害氣象指標(biāo)日數(shù)

2.3 歷年3月下旬<-2℃日數(shù)、4月上中旬<0℃日數(shù)

歷年3月下旬<-2℃日數(shù)能在一定程度反映萌芽至展葉期受凍害風(fēng)險(xiǎn)大小。1960～2016年3月下旬<-2℃日數(shù)共計(jì)37d，年均0.63d，最少0d，最多4d，出現(xiàn)在1974年。1960～1969年出現(xiàn)6d，1970～ 1979年出現(xiàn)10d，1980～1989年出現(xiàn)10d，1990～ 1999年出現(xiàn)8d，2000～2009年出現(xiàn)2d，2010～2016年出現(xiàn)1d。

圖1 3月下旬最低氣溫變化M-K檢驗(yàn)

歷年4月上旬<0℃日數(shù)能在一定程度反映了開花期至幼果期受凍害風(fēng)險(xiǎn)大小。臨城站1960～ 2016年4月上中旬<0℃日數(shù)共計(jì)14d，年均0.28d。1960～1969年出現(xiàn)2d，1970～1979年出現(xiàn)3d，1980～ 1989年出現(xiàn)1d，1990～1999年出現(xiàn)4d，2000～2009年未出現(xiàn)，2010～2016年出現(xiàn)3d。

2.4 極端低溫時(shí)間變化特征

歷年3月下旬最低氣溫平均為-0.9℃，極端氣溫出現(xiàn)在1970年3月23日，達(dá)-6.2℃，最高出現(xiàn)在2008年3月25日，為3.1℃。線性趨勢分析表明：3月下旬最低氣溫呈明顯升高趨勢，上升速率為0.4℃/10a。突變檢驗(yàn)表明：1965～1976年、1997～2016年UFk值均大于0，在依1.96信度線之間UFk和UBk曲線出現(xiàn)4個(gè)交點(diǎn)，第一個(gè)交點(diǎn)出現(xiàn)在2000年左右，2008年、2014～2016年遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過置信線，說明該地區(qū)3月下旬最低氣溫在2000年前后發(fā)生了突變，2014～2016年呈明顯升高趨勢（圖1）。

歷年4月上中旬最低氣溫平均為1.5℃，極端最低氣溫出現(xiàn)在1962年4月3日，達(dá)-4.3℃，最高2016年4月4日，為7.5℃。最低氣溫呈明顯升高趨勢，上升速率為0.3℃/10a，但未通過顯著性檢驗(yàn)。突變檢驗(yàn)表明，除1962年、1973年、1974年外，其他時(shí)段UFk值均大于0，在依1.96信度線之間UFk和UBk曲線出現(xiàn)7個(gè)交點(diǎn)，第一個(gè)交點(diǎn)出現(xiàn)在1961年左右，交后1983年、1986年、2005年、2006年超過置信線，其他時(shí)段均在置信線之間。說明該地區(qū)4月中下旬最低氣溫沒有明顯突變發(fā)生。

圖2 4月上中旬最低氣溫變化M-K檢驗(yàn)

3 討論

由于臨城縣區(qū)域氣象站或小氣候站建站時(shí)間短，時(shí)間序列不足5年，核桃種植基地氣溫人工觀測樣本僅為核桃花期部分時(shí)段，且樣本少，本研究所選取的氣象資料為臨城國家氣象站資料，一定程度上反映了該區(qū)域主要?dú)夂蛱卣?，但具有一定局限性。劉瑾等研究認(rèn)為，核桃遭遇花期凍害時(shí)區(qū)域自動(dòng)站和國家站之間的氣溫指標(biāo)相關(guān)性90豫的站點(diǎn)相關(guān)系數(shù)高于0.9，同一時(shí)刻，區(qū)域站氣溫與海拔高度呈負(fù)相關(guān)[5]。因此本研究根據(jù)臨城國家氣象站確定達(dá)到凍害等級氣象指標(biāo)的日數(shù)要比利用區(qū)域站實(shí)際日數(shù)少，達(dá)到凍害程度要比利用區(qū)域站輕。2013年4月18～19日，按照臨城國家氣象站資料分析達(dá)到中度凍害，但區(qū)域站資料分析已經(jīng)達(dá)到重度凍害等級，田間實(shí)際調(diào)查結(jié)果為重度凍害等級，表明凍害實(shí)際發(fā)生比國家氣象站氣象資料達(dá)到凍害氣象指標(biāo)發(fā)生頻率更高，凍害程度更重。本研究確定凍害氣象指標(biāo)采用核桃種植區(qū)專家根據(jù)研究區(qū)域主要品種“綠嶺”多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)及部分凍害資料調(diào)查而定，從臨城綠嶺基地近年凍害調(diào)查情況分析，凍害發(fā)生及危害程度還同48h降溫幅度、是否有積雪等有關(guān)。本文所采取的凍害氣象指標(biāo)未考慮上述因素，由于凍害資料樣本有限，氣象指標(biāo)有待進(jìn)一步驗(yàn)證修訂。同時(shí)，太行山南段東麓邯鄲、邢臺、石家莊核桃種植品種達(dá)10種以上，由于不同品種間核桃樹的抗寒性差異較大，核桃凍害氣象指標(biāo)及發(fā)生頻次分析，應(yīng)根據(jù)具體區(qū)域主推品種對核桃凍害氣象指標(biāo)進(jìn)行修訂。

4 結(jié)論

河北省臨城縣核桃凍害發(fā)生時(shí)段為3月20日至4月20日，輕微凍害發(fā)生時(shí)間主要集中在3月下旬，核桃處于萌芽至展葉期，輕度、中度凍害發(fā)生在4月上中旬，核桃處于開花至幼果期；歷年3月下旬最低氣溫呈明顯升高趨勢，上升速率為0.4℃/10a，3月下旬最低氣溫在2000年前后發(fā)生了突變，2014～2016年呈明顯升高趨勢，核桃萌芽展葉期核桃凍害發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低；4月中下旬最低氣溫升高趨勢不明顯，沒有明顯突變發(fā)生，2010～2016年4月中下旬出現(xiàn)2次中度凍害，1次輕度凍害，核桃凍害風(fēng)險(xiǎn)加大。

［1］施麗麗，李保國，齊國輝，等.河北省太行山區(qū)核桃主要栽培品種綜合性狀研究［J］.河北林果研究，2012，27（4）：418-423.

［2］李美美，趙建建，宋新英，等.“綠嶺”核桃霜凍后剪除凍梢的生理效應(yīng)研究［J］.北方園藝，2015（1）：12-16.

［3］任俊杰，趙爽，馬華冰，等.“綠嶺”核桃枝條貯藏營養(yǎng)與晚霜凍害發(fā)生程度及樹體恢復(fù)關(guān)系的研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015（3）：34-40.

［4］施麗麗，李保國，齊國輝，等.不同受凍程度核桃嫁接苗相關(guān)理化性質(zhì)的研究［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，34（5）：37-41.

［5］符淙斌，王強(qiáng).氣候突變的定義和檢測方法［J］.大氣科學(xué)，1992，16（4）：482-493.

［6］劉瑾，孫東磊，李武龍，等.利用區(qū)域自動(dòng)站資料分析核桃花期凍害氣象條件及成因［J］.氣象科技，2014，42（6）：1100-1105.

The Characteristic Analysis of Walnut Spring Freeze Injury in Linchen County,Hebei Province

ZHAO Yu-bing1，SUN Dong-lei2
（1.Pingxiang meteorological service，Pinging，Hebei，054500；2.Xingtai meteorological service，Xingtai，Hebei，054000）

Using the observation data of the Lincheng County National meteorological Station during 1960～2016,the main occurring period,frequency and the lowest temperature changes and characteristics of spring freeze injury in Walnut are stud-ied.It is found（1）spring freeze injury in Walnut occurs mainly between March 20 and April 20.Slight-freeze injury mainly occurs during the last ten-day of March mild-freeze injury and moderate-freeze injury mainly occurs duringfirst ten days or middle ten days of April;（2）the numbers of days up to freeze injury reached 23 days during 1960-2016，and Slightfreeze injury was 57.1%,mild-freeze injury was 33.3%,moderate-freeze injury was 9.7%.（3）the days of minimum temperature <-2℃in late march were 37dwith annual average 0.63d during 1960～2016.the days of lowest temperature<-0℃inearly 20 days of October in late march were 14dwith annual average 0.28d during 1960～2016.（4）The lowest temperature in late march was increased significant with a rising rate of 0.4℃/10a，it shows that 1980 is a jump point of air temperature dis-continuity by abrupt change analysis;it reduced the risk of freeze injury during walnut flowering and leaf-expansion stage.

Walnut；Freeze injury；Climate

S42

A

1002-3356（2016）04-0041-04

2016-07-02

邢臺市科技局重大科技項(xiàng)目“邢臺西部山區(qū)核桃凍害預(yù)警及評估系統(tǒng)研究”（201032011）

趙玉兵（1981-），女，碩士，助理工程師，主要從事氣象服務(wù)工作。E-mail：xtsdl@126.com。