陕西铜川市核桃花期冻害风险分析及区划

杨亚利，郑合清，李 伟， 王维刚，刘跃峰，张淑敏

(1.铜川市气象局，陕西 铜川 727031；2.宜君县气象局, 陕西 宜君 727203；3.陕西省气象局，陕西 西安 710016)

核桃，又称胡桃、羌桃, 与扁桃、腰果、榛子并称为“四大干果”。自然分布于我国气候比较温凉的区域, 适应性较强。果仁营养丰富, 富含脂肪、蛋白质、多种维生素及微量元素，既可滋补健身，又可预防治病。2010 年,《陕西省人民政府关于加快推进核桃等干杂果经济林产业发展的意见》下发以来, 铜川市也掀起了发展核桃的热潮，截至2013年底,铜川市核桃种植面积5.80万hm2,人均核桃种植面积0.18 hm2,年产核桃达8 896 t,产值达40 706万元,全市农民人均核桃收入1 246元,占农民人均总收入的15%。目前铜川市核桃主要分布于中部、东部和西北部山区。铜川地处陕北黄土高原南缘, 地形地貌复杂,山地、丘陵、残原、川台俱全。受大陆性季风气候影响，沟壑纵横的地貌导致全市气候差异大，加上气候变暖的影响，春季倒春寒和晚霜冻经常发生，严重威胁着核桃产业发展。分析铜川核桃花期冻害特征及风险区划，对发展核桃产业有非常重要的意义。

1 资料来源及统计方法

铜川市核桃一般在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，由于5月全市没有出现低于0℃的气温，不存在冻害风险，所以分析研究全市4月份气温情况对规避花期冻害具有现实意义。铜川市国家气象站有宜君县、王益(印台)区和耀州区3个，区域自动站将王益区和印台区按照2个区划分，采用资料也按照这个原则划分。利用铜川市的宜君县、王益(印台)区、耀州区3个国家气象站1981-2017年37 a的4月份地面气温观测资料，以及全市27个乡镇区域自动站2008-2017年8 a的4月份气温观测资料(注：2010年乡镇区域站资料缺)，运用统计学方法和农业气象分析原理，分析了铜川市核桃花期冻害特征，并使用MATLAB软件，绘制铜川市核桃花期冻害风险区划图，为政府规划核桃种植提供可靠的气象条件分析数据，同时也为果农趋利避害的做好核桃花期防冻提供科学的依据。

2 铜川市核桃花期冻害特征分析

4月份日最低气温<0℃及以下，核桃花芽就会出现不同程度的冻害现象[1]，把4月份日最低气温<0℃作为一个低温冻害日进行统计，利用历年4月份地面最低气温观测资料进行统计分析，旨在揭示核桃花期冻害的年际变化、月变化和日际变化规律，为防御冻害提供科学依据。

2.1 铜川核桃低温冻害年际变化特征分析

分析显示，宜君县、王益(印台)区4月核桃低温冻害日总体呈增多趋势，耀州区呈现减少趋势。37 a中全市共出现低温冻害日99 d，年均2.9 d，其中宜君县共出现低温冻害日58 d，王益(印台)区共出现34 d ，耀州区共出现7 d，可见宜君县出现低温冻害的风险最大，达到年均1.6 d，王益(印台)区较大，年均0.9 d，耀州区最小，年均0.2 d。37 a期间，2010年是全市低温冻害日最多年份，出现了5 d；低温冻害日有4 d的年份，宜君县出现了3 a，分别是1990、1996、2013年，王益(印台)区出现了2 a，分别是1987、2010年；低温冻害日为3 d的年份，宜君县出现了3 a，分别是2001、2002、2006年，王益(印台)区出现了4 a，分别是1988、1990、2001、2013年；低温冻害日出现2 d的年份，宜君县有10 a,王益(印台)区有5 a；低温冻害日出现1 d的年份，宜君县有12 a,王益(印台)区有4 a,耀州区7 a。

图1 铜川市3个国家气象站1981-2017年4月份核桃低温冻害年际变化

2.2 铜川核桃低温冻害程度及月变化分析

铜川市的日最低气温<0℃低温冻害日期最早出现在4月1-2日，最晚出现在4月27-29日，37 a中发生在5-15日期间的低温冻害日占总数的56.6%，这段时间正好是铜川核桃开花期和幼牙期，低温冻害对核桃影响最大。根据产生冻害的严重程度分析，全市低温冻害日日最低气温在0～-2℃有69 d，其中宜君县占了36d，王益(印台)区占了26d，耀州区占了7 d；全市日最低在-2～-4℃有25 d，其中宜君有17 d，王益(印台)区出现了8 d；全市日最低<-4℃有5 d，全部出现在宜君县。

2.3 铜川核桃低温冻害程度及日变化分析

冻害程度与低温持续时间和气温有很大关系，据统计全市低温冻害日持续≥2d且日最低气温<-2℃的有25 d,占25.3%，其中，宜君县有19d，占了32.8%，王益(印台)区有6 d，占17.6%，可见宜君县出现中等强度及以上低温冻害风险较大，王益(印台)区风险较小，耀州区没有中等强度及以上低温冻害风险。观测数据显示低温冻害过程中，降温幅度最大出现在夜间至凌晨，最低温度基本出现在03-07时。

3 铜川市核桃花期冻害风险区划

3.1 确定代表站

按照铜川市行政区划，确定全市27个乡镇，其中宜君县9个乡镇，王益区2个乡镇，印台区6个乡镇，耀州区10个乡镇，选取安装较早、运行稳定、比较有代表性的区域站作为各乡镇代表站(见表1)

表1 各乡镇代表站

3.2 绘制铜川核桃花期冻害风险区划图

统计2008-2017年4月各代表站低温冻害日，并统计各代表站低温冻害日分别占全市低温冻害日百分数，使用MATLAB软件采用其内置griddata函数，对铜川各乡镇代表站散点数据进行拟合插值，contourf函数进行填充等值线画图(图2)。

全市27个乡镇站点共出现日最低气温<0℃低温冻害日196 d,其中宜君县9个乡镇共出现了118 d日最低气温<0℃低温冻害日，王益区2个乡镇共出现低温冻害日6 d，印台区6个乡镇共出现低温冻害日28 d，耀州区10个乡镇共出现低温冻害日44 d。

2008-2017年8 a的4月份区域自动站气温观测资料分析显示，耀州区的董家河镇、孙塬镇、坡头镇、印台区的陈炉镇、王益区的黄堡镇未出现低温冻害日，该区域为南部川原区，地貌以黄土高原和平原为主，地理位置偏南，海拔较低，花期低温过程强度很弱，为无风险区。高风险区主要分布在宜君县棋盘镇，出现低温冻害日38 d，日最低为0～-2℃有25 d, 日最低为-2～-4℃有9 d, 日最低为≤-4℃出现了4 d,该区为黄土高原丘陵区，南北狭窄，东西较长，海拔较高，花期低温过程中冷空气堆积降温强度最大，仅2017年未出现低温冻害日，其余每年均有低温冻害发生，而且低温冻害持续时间和降温强度均为全市最大，2013年4月6日棋盘镇出现-6.1℃的低温冻害日。较高风险区位于宜君县哭泉乡、耀州区瑶曲镇，出现低温冻害日分别为38 d和25 d，日最低为0～-2℃,哭泉乡出现了23 d，瑶曲镇出现了14 d，日最低为-2～-4℃哭泉乡出现了7 d,瑶曲镇出现了9 d，日最低≤-4℃哭泉乡出现了1 d，瑶曲镇出现了2 d，该区域为子午岭山地区，为全市高海拔区域， 花期低温冻害过程降温强度较大，持续时间较长，哭泉乡2008年未出现低温冻害，瑶曲镇2014年未出现低温冻害日，其余年份都出现了低温冻害日。中风险区出现在宜君县的太安镇、印台区的金锁关镇，该地区为子午岭山地向黄土高原过渡区，低温冻害过程降温强度相对较小，日最低为0～-2℃太安镇有12 d,金锁关镇有10 d, 日最低为-2～-4℃太安镇4 d，金锁关镇2 d。低风险区位于宜君县的彭镇、五里镇、西村乡、尧生镇、城关镇、云梦乡、印台区的阿庄镇、红土镇、广阳镇、高楼河镇、王益区的王益乡、耀州区的演池乡、石柱镇、庙湾镇、照金镇、小丘镇、关庄镇，该区域为黄土残原沟壑区及渭北北山地区，海拔较低，地形波状起伏，沟谷密布，地面支离破碎，低温冻害过程降温强度很小，持续时间很短，发生低温冻害的风险很低。

图2 铜川市区域自动站2008-2017年4月份日最低气温<0℃低温冻害日风险区划

4 结论

(1)宜君县、王益印台区春季核桃低温冻害日总体呈增多趋势，耀州区总体为减少趋势，宜君县出现春季核桃低温冻害的风险最大，年均1.6 d，王益区印台区较大，年均0.9 d，耀州区最小，年均0.2 d。

(2)低温冻害日最早出现在4月1-2日，最晚出现在4月27-29日，发生在4月5-15日期间的低温冻害日占总数的56.6%，这段时间正好是铜川核桃开花期和幼牙期，低温冻害对核桃影响较大，应加强该时段关键期低温冻害的预报预警，做好预防措施。

(3)冻害程度分析得出低温冻害日≥2 d且日最低气温<-2℃的有25 d,占25.3%，其中，宜君县有19 d，占32.8%，王益印台区有6 d，占17.6%，可见宜君县出现中等强度及以上低温冻害风险较大，王益印台区有风险。

(4)全市27个乡镇站点共出现日最低气温<0℃低温冻害日196 d,其中宜君县9个乡镇共出现了118 d日最低气温<0℃低温冻害日，王益区2个乡镇共出现低温冻害日6 d，印台区6个乡镇共出现低温冻害日28 d，耀州区10个乡镇共出现低温冻害日44 d。

(5)区域自动站气温观测资料分析显示，耀州区的董家河镇、孙塬镇、坡头镇、印台区的陈炉镇、王益区的黄堡镇为无风险区，高风险区主要分布在宜君县棋盘镇，较高风险区位于宜君县哭泉乡、耀州区瑶曲镇，中风险区出现在宜君县的太安镇、印台区的金锁关镇，低风险区位于宜君县的彭镇、五里镇、西村乡、尧生镇、城关镇、云梦乡、印台区的阿庄镇、红土镇、广阳镇、高楼河镇、王益区的王益乡、耀州区的演池乡、石柱镇、庙湾镇、照金镇、小丘镇、关庄镇。