陜西銅川市核桃花期凍害風險分析及區劃

楊亞利，鄭合清，李 偉， 王維剛，劉躍峰，張淑敏

(1.銅川市氣象局，陜西 銅川 727031；2.宜君縣氣象局, 陜西 宜君 727203；3.陜西省氣象局，陜西 西安 710016)

核桃，又稱胡桃、羌桃, 與扁桃、腰果、榛子并稱為“四大干果”。自然分布于我國氣候比較溫涼的區域, 適應性較強。果仁營養豐富, 富含脂肪、蛋白質、多種維生素及微量元素，既可滋補健身，又可預防治病。2010 年,《陜西省人民政府關于加快推進核桃等干雜果經濟林產業發展的意見》下發以來, 銅川市也掀起了發展核桃的熱潮，截至2013年底,銅川市核桃種植面積5.80萬hm2,人均核桃種植面積0.18 hm2,年產核桃達8 896 t,產值達40 706萬元,全市農民人均核桃收入1 246元,占農民人均總收入的15%。目前銅川市核桃主要分布于中部、東部和西北部山區。銅川地處陜北黃土高原南緣, 地形地貌復雜,山地、丘陵、殘原、川臺俱全。受大陸性季風氣候影響，溝壑縱橫的地貌導致全市氣候差異大，加上氣候變暖的影響，春季倒春寒和晚霜凍經常發生，嚴重威脅著核桃產業發展。分析銅川核桃花期凍害特征及風險區劃，對發展核桃產業有非常重要的意義。

1 資料來源及統計方法

銅川市核桃一般在4月初萌芽展葉，4月中旬雄花盛期，4月下旬雌花盛期，5月為幼果期，由于5月全市沒有出現低于0℃的氣溫，不存在凍害風險，所以分析研究全市4月份氣溫情況對規避花期凍害具有現實意義。銅川市國家氣象站有宜君縣、王益(印臺)區和耀州區3個，區域自動站將王益區和印臺區按照2個區劃分，采用資料也按照這個原則劃分。利用銅川市的宜君縣、王益(印臺)區、耀州區3個國家氣象站1981-2017年37 a的4月份地面氣溫觀測資料，以及全市27個鄉鎮區域自動站2008-2017年8 a的4月份氣溫觀測資料(注：2010年鄉鎮區域站資料缺)，運用統計學方法和農業氣象分析原理，分析了銅川市核桃花期凍害特征，并使用MATLAB軟件，繪制銅川市核桃花期凍害風險區劃圖，為政府規劃核桃種植提供可靠的氣象條件分析數據，同時也為果農趨利避害的做好核桃花期防凍提供科學的依據。

2 銅川市核桃花期凍害特征分析

4月份日最低氣溫<0℃及以下，核桃花芽就會出現不同程度的凍害現象[1]，把4月份日最低氣溫<0℃作為一個低溫凍害日進行統計，利用歷年4月份地面最低氣溫觀測資料進行統計分析，旨在揭示核桃花期凍害的年際變化、月變化和日際變化規律，為防御凍害提供科學依據。

2.1 銅川核桃低溫凍害年際變化特征分析

分析顯示，宜君縣、王益(印臺)區4月核桃低溫凍害日總體呈增多趨勢，耀州區呈現減少趨勢。37 a中全市共出現低溫凍害日99 d，年均2.9 d，其中宜君縣共出現低溫凍害日58 d，王益(印臺)區共出現34 d ，耀州區共出現7 d，可見宜君縣出現低溫凍害的風險最大，達到年均1.6 d，王益(印臺)區較大，年均0.9 d，耀州區最小，年均0.2 d。37 a期間，2010年是全市低溫凍害日最多年份，出現了5 d；低溫凍害日有4 d的年份，宜君縣出現了3 a，分別是1990、1996、2013年，王益(印臺)區出現了2 a，分別是1987、2010年；低溫凍害日為3 d的年份，宜君縣出現了3 a，分別是2001、2002、2006年，王益(印臺)區出現了4 a，分別是1988、1990、2001、2013年；低溫凍害日出現2 d的年份，宜君縣有10 a,王益(印臺)區有5 a；低溫凍害日出現1 d的年份，宜君縣有12 a,王益(印臺)區有4 a,耀州區7 a。

圖1 銅川市3個國家氣象站1981-2017年4月份核桃低溫凍害年際變化

2.2 銅川核桃低溫凍害程度及月變化分析

銅川市的日最低氣溫<0℃低溫凍害日期最早出現在4月1-2日，最晚出現在4月27-29日，37 a中發生在5-15日期間的低溫凍害日占總數的56.6%，這段時間正好是銅川核桃開花期和幼牙期，低溫凍害對核桃影響最大。根據產生凍害的嚴重程度分析，全市低溫凍害日日最低氣溫在0～-2℃有69 d，其中宜君縣占了36d，王益(印臺)區占了26d，耀州區占了7 d；全市日最低在-2～-4℃有25 d，其中宜君有17 d，王益(印臺)區出現了8 d；全市日最低<-4℃有5 d，全部出現在宜君縣。

2.3 銅川核桃低溫凍害程度及日變化分析

凍害程度與低溫持續時間和氣溫有很大關系，據統計全市低溫凍害日持續≥2d且日最低氣溫<-2℃的有25 d,占25.3%，其中，宜君縣有19d，占了32.8%，王益(印臺)區有6 d，占17.6%，可見宜君縣出現中等強度及以上低溫凍害風險較大，王益(印臺)區風險較小，耀州區沒有中等強度及以上低溫凍害風險。觀測數據顯示低溫凍害過程中，降溫幅度最大出現在夜間至凌晨，最低溫度基本出現在03-07時。

3 銅川市核桃花期凍害風險區劃

3.1 確定代表站

按照銅川市行政區劃，確定全市27個鄉鎮，其中宜君縣9個鄉鎮，王益區2個鄉鎮，印臺區6個鄉鎮，耀州區10個鄉鎮，選取安裝較早、運行穩定、比較有代表性的區域站作為各鄉鎮代表站(見表1)

表1 各鄉鎮代表站

3.2 繪制銅川核桃花期凍害風險區劃圖

統計2008-2017年4月各代表站低溫凍害日，并統計各代表站低溫凍害日分別占全市低溫凍害日百分數，使用MATLAB軟件采用其內置griddata函數，對銅川各鄉鎮代表站散點數據進行擬合插值，contourf函數進行填充等值線畫圖(圖2)。

全市27個鄉鎮站點共出現日最低氣溫<0℃低溫凍害日196 d,其中宜君縣9個鄉鎮共出現了118 d日最低氣溫<0℃低溫凍害日，王益區2個鄉鎮共出現低溫凍害日6 d，印臺區6個鄉鎮共出現低溫凍害日28 d，耀州區10個鄉鎮共出現低溫凍害日44 d。

2008-2017年8 a的4月份區域自動站氣溫觀測資料分析顯示，耀州區的董家河鎮、孫塬鎮、坡頭鎮、印臺區的陳爐鎮、王益區的黃堡鎮未出現低溫凍害日，該區域為南部川原區，地貌以黃土高原和平原為主，地理位置偏南，海拔較低，花期低溫過程強度很弱，為無風險區。高風險區主要分布在宜君縣棋盤鎮，出現低溫凍害日38 d，日最低為0～-2℃有25 d, 日最低為-2～-4℃有9 d, 日最低為≤-4℃出現了4 d,該區為黃土高原丘陵區，南北狹窄，東西較長，海拔較高，花期低溫過程中冷空氣堆積降溫強度最大，僅2017年未出現低溫凍害日，其余每年均有低溫凍害發生，而且低溫凍害持續時間和降溫強度均為全市最大，2013年4月6日棋盤鎮出現-6.1℃的低溫凍害日。較高風險區位于宜君縣哭泉鄉、耀州區瑤曲鎮，出現低溫凍害日分別為38 d和25 d，日最低為0～-2℃,哭泉鄉出現了23 d，瑤曲鎮出現了14 d，日最低為-2～-4℃哭泉鄉出現了7 d,瑤曲鎮出現了9 d，日最低≤-4℃哭泉鄉出現了1 d，瑤曲鎮出現了2 d，該區域為子午嶺山地區，為全市高海拔區域， 花期低溫凍害過程降溫強度較大，持續時間較長，哭泉鄉2008年未出現低溫凍害，瑤曲鎮2014年未出現低溫凍害日，其余年份都出現了低溫凍害日。中風險區出現在宜君縣的太安鎮、印臺區的金鎖關鎮，該地區為子午嶺山地向黃土高原過渡區，低溫凍害過程降溫強度相對較小，日最低為0～-2℃太安鎮有12 d,金鎖關鎮有10 d, 日最低為-2～-4℃太安鎮4 d，金鎖關鎮2 d。低風險區位于宜君縣的彭鎮、五里鎮、西村鄉、堯生鎮、城關鎮、云夢鄉、印臺區的阿莊鎮、紅土鎮、廣陽鎮、高樓河鎮、王益區的王益鄉、耀州區的演池鄉、石柱鎮、廟灣鎮、照金鎮、小丘鎮、關莊鎮，該區域為黃土殘原溝壑區及渭北北山地區，海拔較低，地形波狀起伏，溝谷密布，地面支離破碎，低溫凍害過程降溫強度很小，持續時間很短，發生低溫凍害的風險很低。

圖2 銅川市區域自動站2008-2017年4月份日最低氣溫<0℃低溫凍害日風險區劃

4 結論

(1)宜君縣、王益印臺區春季核桃低溫凍害日總體呈增多趨勢，耀州區總體為減少趨勢，宜君縣出現春季核桃低溫凍害的風險最大，年均1.6 d，王益區印臺區較大，年均0.9 d，耀州區最小，年均0.2 d。

(2)低溫凍害日最早出現在4月1-2日，最晚出現在4月27-29日，發生在4月5-15日期間的低溫凍害日占總數的56.6%，這段時間正好是銅川核桃開花期和幼牙期，低溫凍害對核桃影響較大，應加強該時段關鍵期低溫凍害的預報預警，做好預防措施。

(3)凍害程度分析得出低溫凍害日≥2 d且日最低氣溫<-2℃的有25 d,占25.3%，其中，宜君縣有19 d，占32.8%，王益印臺區有6 d，占17.6%，可見宜君縣出現中等強度及以上低溫凍害風險較大，王益印臺區有風險。

(4)全市27個鄉鎮站點共出現日最低氣溫<0℃低溫凍害日196 d,其中宜君縣9個鄉鎮共出現了118 d日最低氣溫<0℃低溫凍害日，王益區2個鄉鎮共出現低溫凍害日6 d，印臺區6個鄉鎮共出現低溫凍害日28 d，耀州區10個鄉鎮共出現低溫凍害日44 d。

(5)區域自動站氣溫觀測資料分析顯示，耀州區的董家河鎮、孫塬鎮、坡頭鎮、印臺區的陳爐鎮、王益區的黃堡鎮為無風險區，高風險區主要分布在宜君縣棋盤鎮，較高風險區位于宜君縣哭泉鄉、耀州區瑤曲鎮，中風險區出現在宜君縣的太安鎮、印臺區的金鎖關鎮，低風險區位于宜君縣的彭鎮、五里鎮、西村鄉、堯生鎮、城關鎮、云夢鄉、印臺區的阿莊鎮、紅土鎮、廣陽鎮、高樓河鎮、王益區的王益鄉、耀州區的演池鄉、石柱鎮、廟灣鎮、照金鎮、小丘鎮、關莊鎮。