宝鸡核桃春季低温冻害特征及风险区划

何可杰，庞 翻，杨婷婷，韩 洁，高 蓓

(1.陕西省宝鸡市气象局，陕西宝鸡 721006;2.陕西省宝鸡市林业局，陕西宝鸡 721006)

核桃是宝鸡市的重要经济树种之一，主要产区分布在秦岭、千山地区，目前基本形成以陇县、千阳、麟游、岐山、凤县和太白为主的核桃产业带，是陕西西部最大的核桃生产基地。全市核桃种植近13.3万hm2，居陕西省第二。核桃又名胡桃、羌桃，属胡桃科胡桃属植物，树体高大、树冠枝叶繁茂，可绿化环境，具有较强的拦截烟尘、吸收二氧化碳和净化空气的能力。核桃原产西亚、欧洲东部和南部等地区，已在北半球(北美、北非、东亚等地)广泛栽培。核桃、扁桃、腰果、榛子有世界四大干果之称［1］。

核桃是暖温带树种、适生范围广，要求无霜期在180 d以上，年平均气温在8～16℃，核桃休眠期能耐－20℃的低温，部分品种耐寒可达－30℃［2－3］。冬季发生冻害几率较小，核桃花期冻害是由于晚霜造成的，霜冻实质上也是低温引起的一种冻害，因为气温急剧降低，水汽凝结成霜，而使核桃幼嫩部分受冻。核桃品种无论是早实型还是晚实型，花期冻害均十分严重。春季萌芽后耐寒能力降低，花期温度降至0℃时即受冻减产。笔者在此利用宝鸡市春季核桃展叶－花期的历史气象观测资料和低温冻害资料，分析宝鸡地区核桃春季低温冻害分布特征，并利用GIS技术，对其低温冻害进行区划。

1 资料和方法

采用宝鸡市11个气象站1985～2014年春季核桃展叶－花期(4月上旬～5月上旬)平均温度、最低温度、极端最低温度、地面日最低温度等历史观测资料，以及历年宝鸡地区低温冻害调查资料。将陇县、麟游、千阳、太白、凤县划分为山区，其余县区为川塬区。区划利用GIS技术，将灾害按照极端最低温度出现的范围确定指标，按照重度风险区、中度风险区、轻度风险区、基本无风险区进行分区分析。

2 低温冻害的特征及气温突变前后变化分析

2.1 低温冻害的出现频率及特征分析 气候在温暖时期，温度降至作物所能忍耐的临界温度以下时，使作物受害造成低温冻害，一般当温度降至0℃以下，水汽凝结成霜，但特干旱时则无霜，延缓甚至破坏作物生理活动机能。大部分经济林果在花期当地面最低温度降至0℃时，花器官就会遭到不同程度的危害。所以，通常使用地面日最低温度≤0℃或日最低气温≤2℃作为低温冻害指标［4］，在此采用地面日最低温度≤0℃。针对宝鸡核桃主要种植地区的品种分析，一般在花期温度降至0℃以下即可受冻，在萌芽展叶期间降至－2.0℃可出现冻害［5］，因此不同发育期的冻害标准有所不同。

宝鸡地区近30年山区最晚的低温冻害出现在1988年5月31日，川塬区出现在1996年5月11日。宝鸡地区核桃一般在4月初萌芽展叶，4月中旬雄花盛期，4月下旬雌花盛期，5月为幼果期。若低温冻害出现在4月中、下旬，此时正是核桃树开花、幼果座果期，此时遭受低温冻害，将影响产量和品质，由于低温冻害造成花粉活动减弱甚至丧失，花器官遭受冻害，极易造成畸形果和出现落果现象，影响果树的坐果率。从表1可以看出，1985～2014年4月中旬是宝鸡地区冻害发生的集中时段，出现几率占71%，其次是4月上旬，出现几率占19%，4月下旬和5月上旬分别占4%和6%。4月中旬一般是核桃的雄花盛期，此时遭受冻害将严重影响花粉活力，影响授粉受精造成大面积减产。如2001年4月9～11日宝鸡地区遭受强冷空气影响，核桃主产区日平均气温由8日的14.8℃急降至9日的3.6℃，日降温幅度达11.2℃，10～11日持续低温，11日早晨地面最低温度达－4.9℃，强降温对正值花期的核桃造成严重冻害，当年产量减产4成以上;2010年4月11～14日受新疆东移冷空气和高原暖湿气流共同影响，陕西省出现强降温和雨雪天气，过程降温5～9℃，4月13日最低气温－4～4℃，多个测站的最低气温低于1961年以来4月中旬的极端最低气温，此次寒潮霜冻过程对处于展叶－花期的核桃树造成严重冻害影响，造成核桃大面积冻害发生，当年产量减产6成以上。

2.2 气温突变前后冻害变化特征分析 由表2可见，川塬与山区的4个气象站年平均最高气温趋势系数为0.37～0.63;年平均最低气温趋势系数为0.60～0.84，趋势系数均为正，且均通过了0.01显著性检验;就全市平均来说，年平均最高气温和年平均最低气温的趋势系数分别为0.50和0.78，均通过了0.001显著性检验，说明宝鸡年平均最高气温和年平均最低气温均呈显著上升趋势。从回归系数可以看出，全市年平均最高气温的上升速率为0.28℃/10a，各县变化范围在0.20～0.39℃/10a;全市年平均最低气温的上升速率为0.30℃/10a，各县变化范围在0.19～0.41℃/10a。总体趋势是由北向南递增，就增温的趋势而言，以年平均最低气温上升更为显著。

利用曼－肯德尔(Mann－Kendall)法和信噪比，对气温进行时间序列的趋势分析和突变检验，结果表明，全市年平均气温自20世纪90年代初开始出现明显升高的趋势，且这种升高是一突变现象，年平均气温的突变年为1996年。

表2 1985～2014年宝鸡市年平均气温、年平均最高和最低气温趋势系数、回归系数

通过对全市年平均气温分析，自20世纪90年代中期开始平均气温出现明显升高趋势，1997～2014年平均值较前12年的平均值升高0.7℃;近30年全市平均春季气温，1997～2014年平均值较前12年的平均值升高了1.6℃。从1985～2014年30年低温冻害出现次数来看，1985～1996年年均出现次数为3.5次，1997～2014年年均出现次数为2.1次，表明至1996年气温出现突变以来低温冻害出现次数呈减少趋势。

3 低温冻害风险区划

3.1 低温冻害风险气象指标 采用4月上旬～5月上旬极端最低气温(TD)分为3个等级作为低温冻害的风险指标，－4℃ ＜TD≤－2℃时，核桃轻度低温冻害，受冻率在30%以下;－6℃ ＜TD≤－4℃时受冻率达30% ～60%;TD≤－6℃时，出现严重低温冻害(表3)，受冻率在60%以上，对产量、品质、商品率产生严重影响［6－7］。近年来随着气候变暖，且暖冬特征明显，使核桃安全越冬和抗寒锻炼减弱，造成核桃冻害发生几率增大，如果4月中下旬发生低温冻害天气，极易使坐果率下降造成产量下降。

表3 宝鸡市核桃展叶-花期冻害风险指标

3.2 低温冻害风险区划

3.2.1 重度风险区。主要分布在陇县、陈仓、凤县、太白海拔1 500 m以上地区(图1)，该区海拔高、气温低，是造成核桃展叶－花期冻害的主因。核桃展叶－花期重度冻害约10年1遇，同时存在3～4年1遇的中度冻害和2～3年1遇的轻度冻害。

3.2.2 中度风险区。主要分布在麟游、陇县、陈仓、凤县海拔在1 000 m以上(图1)，重度风险区边缘，由于海拔相对重度风险区低，所受冻害影响相对较轻，但由于春季冷空气活动强度较大、频率较高，因此冻害发生次数较多。该区核桃展叶－花期中度冻害3～4年1遇，同时存在2～4年1遇的轻度冻害。

3.2.3 轻度风险区。主要分布在渭河北部塬区、千河川道地区(图1)，该区域海拔在600～1 000 m，海拔较低，又受到地形等因素影响冻害风险大大减少。核桃展叶－花期轻度冻害4～8年1遇。

3.2.4 基本无风险区。主要分布在渭河川道，海拔600 m以下地区(图1)，该区分布以河谷、川道为主，春季气温回升快，受冷空气影响较小，该区核桃展叶－花期基本无重度和中度冻害发生，因而该区域各种冻害发生的概率均极低。

4 结语

花期冻害是核桃的主要气象灾害，宝鸡地区核桃花期冻害的发生时段主要在4月上、中旬，近年来气候变暖且冬暖特征明显，果树抵御低温能力减弱、开花期提前，花期遭遇冻害几率和强度增大。4月上旬～5月上旬为花期冻害气象服务的关键时段，通过对近30年平均温度及春季平均温度分析，在气温发生突变后的1997年至今低温冻害呈减少趋势，但发生冻害的严重程度没有因次数的减少而呈减弱趋势，严重的花期冻害在近年仍时有发生，因此对冻害的预防措施仍需加强。

［1］赵见军，王丁丁，张亮，等.我国核桃综合利用与发展前景［J］.陕西农业科学，2014，60(4):56 －59，73.

［2］李健，刘映宁，李美荣，等.陕西果树花期低温冻害特征及防御对策［J］.气象科技，2008，36(3):318 －322.

［3］毋万来，冯宁宁，杨建新.岐山县核桃生产现状与思考［J］.陕西农业科学，2014，60(7):71 －72，75.

［4］刘璐，郭兆夏，柴芊，等.陕西省苹果花期冻害风险评估［J］.干旱地区农业研究，2009，27(5):251 －255.

［5］肖志强，赵彦锋.陇南山区低温冻害气候特征及灾害风险区划［J］.山西农业科学，2013，41(7):716 －719，722.

［6］蔡广珍，王昆，贾小琴，等.临夏地区经济果木春季低温冻害特征分析［J］.现代农业科技，2012(15):240 －241，246.

［7］张永红，葛徽衍，郭建茂.苹果花期低温冻害风险区划与评估［J］.陕西农业科学，2013(4):61 －63，109.