蓝田县核桃春季霜冻特征及风险区划

乐 呼 雷晓英 袁晓霞 周 红 张 伟

（蓝田县气象局，陕西蓝田 710500）

核桃为胡桃科核桃属多年生落叶乔木，与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”，是我国重要的经济树种之一。蓝田县是陕西省确定的核桃产业发展重点县，是西安市核桃产业示范县，核桃产业已成为蓝田地区富民强县的主导产业之一。截至目前，蓝田县核桃栽植面积已占西安市核桃总面积的1/2以上，各乡镇均有核桃种植，主要集中栽植在华胥镇、三里镇、三官庙镇、厚镇、玉山镇、九间房镇、普化镇和小寨镇[1]。

核桃属于喜温、喜光树种，在年平均气温8～15℃、极端最高气温不高于38℃、极端最低气温不低于-30℃、无霜期大于150 d、全年日照时数大于1 900 h、年降雨量 500～800 mm、海拔 500～2 500 m 的气候条件下都能生长[2]。蓝田县属于暖温带半湿润大陆性气候，四季冷暖分明，气候宜人，年平均气温13.1℃，极端最低气温-21.2℃，最热月（7月）平均气温26.5℃，极端最高气温42.0℃，无霜期210 d；年平均降水总量718.4 mm，年平均日照时数2 008.3 h。蓝田县境内海拔最高2 449 m，县城海拔469 m，山、岭占全县土地面积的80.4%，蓝田县核桃多种植在海拔500～1 000 m的岭塬地区。总体就光、温、水、海拔要素而言，蓝田县气候条件适宜核桃树的生长发育，但近年来春季霜冻、春末夏初高温干旱、秋季连阴雨等灾害性天气频发，尤其是春季核桃萌芽至开花期的霜冻对产量和品质影响最大[3]。因此，研究蓝田县各地春季霜冻发生规律及分布特征并制定蓝田核桃春季霜冻风险区划具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 资料来源

4月是蓝田县核桃萌芽至开花的关键时期，此时核桃耐寒能力降低，且蓝田县4月易发生倒春寒、冷空气过程，核桃容易遭受冻害；进入果实膨大期后，核桃抗冻能力变强，加之天气变暖，遭受冻害的可能性较小。因此，采用蓝田国家气象观测站1961—2020年60年的4月日最低气温资料、全县18个乡镇区域自动站2011—2020年10年的4月日最低气温资料，分析得出蓝田县各地霜冻的发生规律及分布特征，并绘制蓝田县核桃春季霜冻的风险区划图，为防御核桃霜冻提供依据。

1.2 处理方法

利用ArcGIS 10.5软件的空间插值功能对参评因子进行栅格化，使其分布到空间网格上。以蓝田县行政区划图为底图，采用反距离权重法（IDW）对蓝田县包含经纬度、海拔高度、2011—2020年4月极端最低气温要素的19个站点进行空间插值分析，得到蓝田县4月极端最低气温栅格空间分布特征[4]，并采用自然断点法进行分级分区，制作蓝田县核桃春季霜冻风险区划图。

1.3 指标分级

1.3.1 蓝田核桃春季霜冻指标。霜冻害是指由于日最低气温下降，植株茎、叶温度下降到0℃或以下，导致正在生长发育的作物受到冻伤，从而造成减产、品质下降或绝收的农业气象灾害[5]。当湿度较大时，植株表面凝结有白色冰晶，称白霜；当湿度较小时，没有结霜，称黑霜；二者对农作物都有冻害。气温对霜冻的影响最为显著，通常用地面日最低温度≤0℃或日最低气温≤2℃作为霜冻指标[6]。根据蓝田国家站1961—2020年4月日最低地表温度和日最低气温对比分析，当日最低地表温度低于0℃时，日最低气温一般≤2℃，故可使用日最低气温≤2℃作为核桃春季霜冻指标。

1.3.2 霜冻风险区划温度指标。根据蓝田县核桃种植专家历年经验，并借鉴气象行业相关标准《作物霜冻害等级》（QX/T 88—2008），以4月极端最低气温（Tmin）分 3 个等级作为霜冻风险气象指标：0＜Tmin≤2℃，核桃受轻度冻害，受害株率小于30%；-2℃＜Tmin≤0℃，核桃受中度冻害，受害株率为30%～70%；Tmin≤-2℃，核桃受重度冻害，受害株率大于70%。

2 结果与分析

2.1 霜冻出现频率及特征

对蓝田国家气象观测站1961—2020年60年的4月日最低气温数据进行分析（图1）可得，霜冻集中出现在4月1—16日，占4月霜冻总天数的90%，1日、3日、13日出现霜冻天数≥10 d。4月上旬出现霜冻的频率较高，占57%；其次是4月中旬，占37%；4月下旬出现频率最低，占6%。霜冻最早出现在4月1日，最晚出现在4月26日。极端日最低气温为-6℃，出现在1962年4月3日，最低气温一般出现在 4：00—7：00。

对蓝田县18个乡镇区域站2011—2020年10年的4月日最低气温数据进行分析（表1）可得：东川、西川地区霜冻均出现在4月上旬；塬区霜冻出现在4月上旬的频率最高（76%），其次是4月中旬（20%），4月下旬最低（4%）；岭区霜冻均出现在4月上旬；山区霜冻出现在4月上旬的频率最高（46%），其次是4月中旬（31%），4月下旬出现霜冻的频率最低（23%）。

表1 蓝田县各乡镇2011—2020年4月各旬霜冻出现天数

由此可见，4月上旬是蓝田县各地霜冻发生的集中时段，4月中旬塬区、山区易发生霜冻，4月下旬山区仍有霜冻发生。从图2可以看出，东川、西川地区发生霜冻的天数较少，出现在4月7日、10日。岭区霜冻出现在6—7日和10日。塬区霜冻发生时段主要集中在4月2—13日，占96%；最早出现在2日，最晚出现在23日。山区霜冻主要集中在4月1—16日，占73%；最早出现在1日，最晚出现在27日。4月正值核桃的萌芽至开花期，也是霜冻发生的关键时期。4月上旬一般是蓝田县核桃的雄花散粉及雌花开放期，此时遭受冻害将严重影响花粉活力，影响授粉受精，降低坐果率，造成减产甚至绝收[7]。因此，4月上旬应密切关注全县范围内的霜冻天气，加强监测预报预警，做好防范措施；4月中旬应重点关注和防范岭区、塬区、山区的霜冻；4月下旬应重点关注和防范山区的霜冻。

2.2 典型霜冻天气过程

冷空气是霜冻发生的主要原因。2018年4月4—7日，蓝田县受到强冷空气影响，出现了一次大范围的霜冻天气过程：气温逐日连续下降，九间房、玉山、厚镇、三官庙、三里镇、灞源、蓝桥等地48 h内日最低气温均下降了8℃以上；过程最低气温出现在7日早晨，其中16个区域站达到霜冻指标，蓝桥、汤峪、辋川、灞源、葛牌、九间房等地最低气温降至0℃以下，灞源最低气温达-3.2℃。在这次灾害天气过程中，各地低温天气持续3～4 d，导致正值萌芽期、开花授粉期的核桃遭受到近年来最为严重的冻害[6]。

2013年4月5—8日，蓝田县受强冷空气影响，三里镇、洩湖、灞源、前卫、焦岱等地48 h日最低气温下降了8℃以上，过程最低气温出现在6日早晨，焦岱出现-3℃的低温，灞源最低气温-2.6℃，低温天气持续了2～3 d，直接导致核桃遭受冻害，经济损失巨大。

2.3 霜冻风险区划

2.3.1 高风险区。该地区为山区，主要分布在灞源、葛牌等地（图3），近10年几乎每年都有不同程度冻害发生：轻度冻害发生3～5次，中度冻害发生2～3次，重度冻害发生1～2次。山区海拔高、气温低是造成核桃霜冻的主要原因[7]。

2.3.2 较高风险区。该地区为山区和近山地区（图3），主要分布在汤峪、辋川、蓝桥、九间房等地，近10年轻度冻害发生1～2次，中度冻害发生1～2次，无重度冻害发生。该区域位于高风险区外围，由于受山区影响，气温较低，核桃发生霜冻的风险较高。

2.3.3 中等风险区。该地区为横岭地区及东川地区（图3），主要分布在三官庙、厚镇、玉山、普化等地，近10年内轻度冻害出现1～2次。一般种植在低洼、谷地的核桃冻害发生次数较多，霜冻比较严重；平地和台田地冻害较轻[6]。避风和背阴地块容易发生霜冻，风道和向阳地块不容易出现霜冻。因此，必须重点防范低洼、谷地、避风、背阴地块的霜冻害。

2.3.4 低风险区。该地区为西川和台塬地区（图3），主要分布在华胥、洩湖、三里镇、焦岱、小寨等地，10年内轻度冻害基本只出现1次。该地区地势较平坦、气温较高，冷空气不易堆积、流散快，冻害风险低。

3 结论

春季萌芽至开花期的霜冻是影响蓝田县核桃产量和品质的主要气象灾害。结合国家站和区域站的4月日最低气温资料分析：蓝田县霜冻最早出现在4月1日，最晚出现在4月27日（葛牌）；国家站1961—2020年4月极端日最低气温为-6℃，区域站2011—2020年4月极端日最低气温为-3.2℃（灞源）；最低气温一般出现在 4：00—7：00。

4月是核桃的萌芽至开花期，也是霜冻发生的关键时期。4月上旬是蓝田县各地霜冻发生的集中时段，4月中旬塬区、山区易发生霜冻，4月下旬山区仍有霜冻发生。4月上旬应密切关注全县范围内的霜冻天气，加强监测预报预警，做好防范措施；4月中旬应重点关注和防范岭、塬、山地区的霜冻；4月下旬应重点关注和防范山区的霜冻。

冷空气是霜冻发生的主要原因。2018年4月4—7日、2013年4月5—8日受强冷空气影响，蓝田县核桃遭受严重霜冻害，经济损失巨大。因此，在霜冻气象服务中应关注冷空气过程。

蓝田县核桃春季霜冻灾害高风险区主要位于灞源、葛牌等山区，较高风险区主要位于汤峪、辋川、蓝桥、九间房等近山地带或山区，中等风险区主要分布在三官庙、厚镇、玉山、普化等横岭地区和东川地区，低风险区主要分布在华胥、洩湖、三里镇、焦岱、小寨等西川和台塬地区。