藍(lán)田縣核桃春季霜凍特征及風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

樂(lè) 呼 雷曉英 袁曉霞 周 紅 張 偉

（藍(lán)田縣氣象局，陜西藍(lán)田 710500）

核桃為胡桃科核桃屬多年生落葉喬木，與扁桃、腰果、榛子并稱為世界著名的“四大干果”，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種之一。藍(lán)田縣是陜西省確定的核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)縣，是西安市核桃產(chǎn)業(yè)示范縣，核桃產(chǎn)業(yè)已成為藍(lán)田地區(qū)富民強(qiáng)縣的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。截至目前，藍(lán)田縣核桃栽植面積已占西安市核桃總面積的1/2以上，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有核桃種植，主要集中栽植在華胥鎮(zhèn)、三里鎮(zhèn)、三官?gòu)R鎮(zhèn)、厚鎮(zhèn)、玉山鎮(zhèn)、九間房鎮(zhèn)、普化鎮(zhèn)和小寨鎮(zhèn)[1]。

核桃屬于喜溫、喜光樹(shù)種，在年平均氣溫8～15℃、極端最高氣溫不高于38℃、極端最低氣溫不低于-30℃、無(wú)霜期大于150 d、全年日照時(shí)數(shù)大于1 900 h、年降雨量 500～800 mm、海拔 500～2 500 m 的氣候條件下都能生長(zhǎng)[2]。藍(lán)田縣屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候，四季冷暖分明，氣候宜人，年平均氣溫13.1℃，極端最低氣溫-21.2℃，最熱月（7月）平均氣溫26.5℃，極端最高氣溫42.0℃，無(wú)霜期210 d；年平均降水總量718.4 mm，年平均日照時(shí)數(shù)2 008.3 h。藍(lán)田縣境內(nèi)海拔最高2 449 m，縣城海拔469 m，山、嶺占全縣土地面積的80.4%，藍(lán)田縣核桃多種植在海拔500～1 000 m的嶺塬地區(qū)。總體就光、溫、水、海拔要素而言，藍(lán)田縣氣候條件適宜核桃樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，但近年來(lái)春季霜凍、春末夏初高溫干旱、秋季連陰雨等災(zāi)害性天氣頻發(fā)，尤其是春季核桃萌芽至開(kāi)花期的霜凍對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)影響最大[3]。因此，研究藍(lán)田縣各地春季霜凍發(fā)生規(guī)律及分布特征并制定藍(lán)田核桃春季霜凍風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

4月是藍(lán)田縣核桃萌芽至開(kāi)花的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)核桃耐寒能力降低，且藍(lán)田縣4月易發(fā)生倒春寒、冷空氣過(guò)程，核桃容易遭受凍害；進(jìn)入果實(shí)膨大期后，核桃抗凍能力變強(qiáng)，加之天氣變暖，遭受凍害的可能性較小。因此，采用藍(lán)田國(guó)家氣象觀測(cè)站1961—2020年60年的4月日最低氣溫資料、全縣18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域自動(dòng)站2011—2020年10年的4月日最低氣溫資料，分析得出藍(lán)田縣各地霜凍的發(fā)生規(guī)律及分布特征，并繪制藍(lán)田縣核桃春季霜凍的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，為防御核桃霜凍提供依據(jù)。

1.2 處理方法

利用ArcGIS 10.5軟件的空間插值功能對(duì)參評(píng)因子進(jìn)行柵格化，使其分布到空間網(wǎng)格上。以藍(lán)田縣行政區(qū)劃圖為底圖，采用反距離權(quán)重法（IDW）對(duì)藍(lán)田縣包含經(jīng)緯度、海拔高度、2011—2020年4月極端最低氣溫要素的19個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行空間插值分析，得到藍(lán)田縣4月極端最低氣溫柵格空間分布特征[4]，并采用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分級(jí)分區(qū)，制作藍(lán)田縣核桃春季霜凍風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。

1.3 指標(biāo)分級(jí)

1.3.1 藍(lán)田核桃春季霜凍指標(biāo)。霜凍害是指由于日最低氣溫下降，植株莖、葉溫度下降到0℃或以下，導(dǎo)致正在生長(zhǎng)發(fā)育的作物受到凍傷，從而造成減產(chǎn)、品質(zhì)下降或絕收的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害[5]。當(dāng)濕度較大時(shí)，植株表面凝結(jié)有白色冰晶，稱白霜；當(dāng)濕度較小時(shí)，沒(méi)有結(jié)霜，稱黑霜；二者對(duì)農(nóng)作物都有凍害。氣溫對(duì)霜凍的影響最為顯著，通常用地面日最低溫度≤0℃或日最低氣溫≤2℃作為霜凍指標(biāo)[6]。根據(jù)藍(lán)田國(guó)家站1961—2020年4月日最低地表溫度和日最低氣溫對(duì)比分析，當(dāng)日最低地表溫度低于0℃時(shí)，日最低氣溫一般≤2℃，故可使用日最低氣溫≤2℃作為核桃春季霜凍指標(biāo)。

1.3.2 霜凍風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃溫度指標(biāo)。根據(jù)藍(lán)田縣核桃種植專家歷年經(jīng)驗(yàn)，并借鑒氣象行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《作物霜凍害等級(jí)》（QX/T 88—2008），以4月極端最低氣溫（Tmin）分 3 個(gè)等級(jí)作為霜凍風(fēng)險(xiǎn)氣象指標(biāo)：0＜Tmin≤2℃，核桃受輕度凍害，受害株率小于30%；-2℃＜Tmin≤0℃，核桃受中度凍害，受害株率為30%～70%；Tmin≤-2℃，核桃受重度凍害，受害株率大于70%。

2 結(jié)果與分析

2.1 霜凍出現(xiàn)頻率及特征

對(duì)藍(lán)田國(guó)家氣象觀測(cè)站1961—2020年60年的4月日最低氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析（圖1）可得，霜凍集中出現(xiàn)在4月1—16日，占4月霜凍總天數(shù)的90%，1日、3日、13日出現(xiàn)霜凍天數(shù)≥10 d。4月上旬出現(xiàn)霜凍的頻率較高，占57%；其次是4月中旬，占37%；4月下旬出現(xiàn)頻率最低，占6%。霜凍最早出現(xiàn)在4月1日，最晚出現(xiàn)在4月26日。極端日最低氣溫為-6℃，出現(xiàn)在1962年4月3日，最低氣溫一般出現(xiàn)在 4：00—7：00。

對(duì)藍(lán)田縣18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域站2011—2020年10年的4月日最低氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析（表1）可得：東川、西川地區(qū)霜凍均出現(xiàn)在4月上旬；塬區(qū)霜凍出現(xiàn)在4月上旬的頻率最高（76%），其次是4月中旬（20%），4月下旬最低（4%）；嶺區(qū)霜凍均出現(xiàn)在4月上旬；山區(qū)霜凍出現(xiàn)在4月上旬的頻率最高（46%），其次是4月中旬（31%），4月下旬出現(xiàn)霜凍的頻率最低（23%）。

表1 藍(lán)田縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2011—2020年4月各旬霜凍出現(xiàn)天數(shù)

由此可見(jiàn)，4月上旬是藍(lán)田縣各地霜凍發(fā)生的集中時(shí)段，4月中旬塬區(qū)、山區(qū)易發(fā)生霜凍，4月下旬山區(qū)仍有霜凍發(fā)生。從圖2可以看出，東川、西川地區(qū)發(fā)生霜凍的天數(shù)較少，出現(xiàn)在4月7日、10日。嶺區(qū)霜凍出現(xiàn)在6—7日和10日。塬區(qū)霜凍發(fā)生時(shí)段主要集中在4月2—13日，占96%；最早出現(xiàn)在2日，最晚出現(xiàn)在23日。山區(qū)霜凍主要集中在4月1—16日，占73%；最早出現(xiàn)在1日，最晚出現(xiàn)在27日。4月正值核桃的萌芽至開(kāi)花期，也是霜凍發(fā)生的關(guān)鍵時(shí)期。4月上旬一般是藍(lán)田縣核桃的雄花散粉及雌花開(kāi)放期，此時(shí)遭受凍害將嚴(yán)重影響花粉活力，影響授粉受精，降低坐果率，造成減產(chǎn)甚至絕收[7]。因此，4月上旬應(yīng)密切關(guān)注全縣范圍內(nèi)的霜凍天氣，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警，做好防范措施；4月中旬應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和防范嶺區(qū)、塬區(qū)、山區(qū)的霜凍；4月下旬應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和防范山區(qū)的霜凍。

2.2 典型霜凍天氣過(guò)程

冷空氣是霜凍發(fā)生的主要原因。2018年4月4—7日，藍(lán)田縣受到強(qiáng)冷空氣影響，出現(xiàn)了一次大范圍的霜凍天氣過(guò)程：氣溫逐日連續(xù)下降，九間房、玉山、厚鎮(zhèn)、三官?gòu)R、三里鎮(zhèn)、灞源、藍(lán)橋等地48 h內(nèi)日最低氣溫均下降了8℃以上；過(guò)程最低氣溫出現(xiàn)在7日早晨，其中16個(gè)區(qū)域站達(dá)到霜凍指標(biāo)，藍(lán)橋、湯峪、輞川、灞源、葛牌、九間房等地最低氣溫降至0℃以下，灞源最低氣溫達(dá)-3.2℃。在這次災(zāi)害天氣過(guò)程中，各地低溫天氣持續(xù)3～4 d，導(dǎo)致正值萌芽期、開(kāi)花授粉期的核桃遭受到近年來(lái)最為嚴(yán)重的凍害[6]。

2013年4月5—8日，藍(lán)田縣受強(qiáng)冷空氣影響，三里鎮(zhèn)、洩湖、灞源、前衛(wèi)、焦岱等地48 h日最低氣溫下降了8℃以上，過(guò)程最低氣溫出現(xiàn)在6日早晨，焦岱出現(xiàn)-3℃的低溫，灞源最低氣溫-2.6℃，低溫天氣持續(xù)了2～3 d，直接導(dǎo)致核桃遭受凍害，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

2.3 霜凍風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

2.3.1 高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該地區(qū)為山區(qū)，主要分布在灞源、葛牌等地（圖3），近10年幾乎每年都有不同程度凍害發(fā)生：輕度凍害發(fā)生3～5次，中度凍害發(fā)生2～3次，重度凍害發(fā)生1～2次。山區(qū)海拔高、氣溫低是造成核桃霜凍的主要原因[7]。

2.3.2 較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該地區(qū)為山區(qū)和近山地區(qū)（圖3），主要分布在湯峪、輞川、藍(lán)橋、九間房等地，近10年輕度凍害發(fā)生1～2次，中度凍害發(fā)生1～2次，無(wú)重度凍害發(fā)生。該區(qū)域位于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)外圍，由于受山區(qū)影響，氣溫較低，核桃發(fā)生霜凍的風(fēng)險(xiǎn)較高。

2.3.3 中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該地區(qū)為橫嶺地區(qū)及東川地區(qū)（圖3），主要分布在三官?gòu)R、厚鎮(zhèn)、玉山、普化等地，近10年內(nèi)輕度凍害出現(xiàn)1～2次。一般種植在低洼、谷地的核桃凍害發(fā)生次數(shù)較多，霜凍比較嚴(yán)重；平地和臺(tái)田地凍害較輕[6]。避風(fēng)和背陰地塊容易發(fā)生霜凍，風(fēng)道和向陽(yáng)地塊不容易出現(xiàn)霜凍。因此，必須重點(diǎn)防范低洼、谷地、避風(fēng)、背陰地塊的霜凍害。

2.3.4 低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。該地區(qū)為西川和臺(tái)塬地區(qū)（圖3），主要分布在華胥、洩湖、三里鎮(zhèn)、焦岱、小寨等地，10年內(nèi)輕度凍害基本只出現(xiàn)1次。該地區(qū)地勢(shì)較平坦、氣溫較高，冷空氣不易堆積、流散快，凍害風(fēng)險(xiǎn)低。

3 結(jié)論

春季萌芽至開(kāi)花期的霜凍是影響藍(lán)田縣核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的主要?dú)庀鬄?zāi)害。結(jié)合國(guó)家站和區(qū)域站的4月日最低氣溫資料分析：藍(lán)田縣霜凍最早出現(xiàn)在4月1日，最晚出現(xiàn)在4月27日（葛牌）；國(guó)家站1961—2020年4月極端日最低氣溫為-6℃，區(qū)域站2011—2020年4月極端日最低氣溫為-3.2℃（灞源）；最低氣溫一般出現(xiàn)在 4：00—7：00。

4月是核桃的萌芽至開(kāi)花期，也是霜凍發(fā)生的關(guān)鍵時(shí)期。4月上旬是藍(lán)田縣各地霜凍發(fā)生的集中時(shí)段，4月中旬塬區(qū)、山區(qū)易發(fā)生霜凍，4月下旬山區(qū)仍有霜凍發(fā)生。4月上旬應(yīng)密切關(guān)注全縣范圍內(nèi)的霜凍天氣，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警，做好防范措施；4月中旬應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和防范嶺、塬、山地區(qū)的霜凍；4月下旬應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和防范山區(qū)的霜凍。

冷空氣是霜凍發(fā)生的主要原因。2018年4月4—7日、2013年4月5—8日受強(qiáng)冷空氣影響，藍(lán)田縣核桃遭受嚴(yán)重霜凍害，經(jīng)濟(jì)損失巨大。因此，在霜凍氣象服務(wù)中應(yīng)關(guān)注冷空氣過(guò)程。

藍(lán)田縣核桃春季霜凍災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于灞源、葛牌等山區(qū)，較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于湯峪、輞川、藍(lán)橋、九間房等近山地帶或山區(qū)，中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在三官?gòu)R、厚鎮(zhèn)、玉山、普化等橫嶺地區(qū)和東川地區(qū)，低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在華胥、洩湖、三里鎮(zhèn)、焦岱、小寨等西川和臺(tái)塬地區(qū)。