藍田縣核桃春季霜凍特征及風險區劃

樂 呼 雷曉英 袁曉霞 周 紅 張 偉

（藍田縣氣象局，陜西藍田 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”，是我國重要的經濟樹種之一。藍田縣是陜西省確定的核桃產業發展重點縣，是西安市核桃產業示范縣，核桃產業已成為藍田地區富民強縣的主導產業之一。截至目前，藍田縣核桃栽植面積已占西安市核桃總面積的1/2以上，各鄉鎮均有核桃種植，主要集中栽植在華胥鎮、三里鎮、三官廟鎮、厚鎮、玉山鎮、九間房鎮、普化鎮和小寨鎮[1]。

核桃屬于喜溫、喜光樹種，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℃、無霜期大于150 d、全年日照時數大于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[2]。藍田縣屬于暖溫帶半濕潤大陸性氣候，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℃，無霜期210 d；年平均降水總量718.4 mm，年平均日照時數2 008.3 h。藍田縣境內海拔最高2 449 m，縣城海拔469 m，山、嶺占全縣土地面積的80.4%，藍田縣核桃多種植在海拔500～1 000 m的嶺塬地區。總體就光、溫、水、海拔要素而言，藍田縣氣候條件適宜核桃樹的生長發育，但近年來春季霜凍、春末夏初高溫干旱、秋季連陰雨等災害性天氣頻發，尤其是春季核桃萌芽至開花期的霜凍對產量和品質影響最大[3]。因此，研究藍田縣各地春季霜凍發生規律及分布特征并制定藍田核桃春季霜凍風險區劃具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料來源

4月是藍田縣核桃萌芽至開花的關鍵時期，此時核桃耐寒能力降低，且藍田縣4月易發生倒春寒、冷空氣過程，核桃容易遭受凍害；進入果實膨大期后，核桃抗凍能力變強，加之天氣變暖，遭受凍害的可能性較小。因此，采用藍田國家氣象觀測站1961—2020年60年的4月日最低氣溫資料、全縣18個鄉鎮區域自動站2011—2020年10年的4月日最低氣溫資料，分析得出藍田縣各地霜凍的發生規律及分布特征，并繪制藍田縣核桃春季霜凍的風險區劃圖，為防御核桃霜凍提供依據。

1.2 處理方法

利用ArcGIS 10.5軟件的空間插值功能對參評因子進行柵格化，使其分布到空間網格上。以藍田縣行政區劃圖為底圖，采用反距離權重法（IDW）對藍田縣包含經緯度、海拔高度、2011—2020年4月極端最低氣溫要素的19個站點進行空間插值分析，得到藍田縣4月極端最低氣溫柵格空間分布特征[4]，并采用自然斷點法進行分級分區，制作藍田縣核桃春季霜凍風險區劃圖。

1.3 指標分級

1.3.1 藍田核桃春季霜凍指標。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，導致正在生長發育的作物受到凍傷，從而造成減產、品質下降或絕收的農業氣象災害[5]。當濕度較大時，植株表面凝結有白色冰晶，稱白霜；當濕度較小時，沒有結霜，稱黑霜；二者對農作物都有凍害。氣溫對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[6]。根據藍田國家站1961—2020年4月日最低地表溫度和日最低氣溫對比分析，當日最低地表溫度低于0℃時，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。

1.3.2 霜凍風險區劃溫度指標。根據藍田縣核桃種植專家歷年經驗，并借鑒氣象行業相關標準《作物霜凍害等級》（QX/T 88—2008），以4月極端最低氣溫（Tmin）分 3 個等級作為霜凍風險氣象指標：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 結果與分析

2.1 霜凍出現頻率及特征

對藍田國家氣象觀測站1961—2020年60年的4月日最低氣溫數據進行分析（圖1）可得，霜凍集中出現在4月1—16日，占4月霜凍總天數的90%，1日、3日、13日出現霜凍天數≥10 d。4月上旬出現霜凍的頻率較高，占57%；其次是4月中旬，占37%；4月下旬出現頻率最低，占6%。霜凍最早出現在4月1日，最晚出現在4月26日。極端日最低氣溫為-6℃，出現在1962年4月3日，最低氣溫一般出現在 4：00—7：00。

對藍田縣18個鄉鎮區域站2011—2020年10年的4月日最低氣溫數據進行分析（表1）可得：東川、西川地區霜凍均出現在4月上旬；塬區霜凍出現在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%）；嶺區霜凍均出現在4月上旬；山區霜凍出現在4月上旬的頻率最高（46%），其次是4月中旬（31%），4月下旬出現霜凍的頻率最低（23%）。

表1 藍田縣各鄉鎮2011—2020年4月各旬霜凍出現天數

由此可見，4月上旬是藍田縣各地霜凍發生的集中時段，4月中旬塬區、山區易發生霜凍，4月下旬山區仍有霜凍發生。從圖2可以看出，東川、西川地區發生霜凍的天數較少，出現在4月7日、10日。嶺區霜凍出現在6—7日和10日。塬區霜凍發生時段主要集中在4月2—13日，占96%；最早出現在2日，最晚出現在23日。山區霜凍主要集中在4月1—16日，占73%；最早出現在1日，最晚出現在27日。4月正值核桃的萌芽至開花期，也是霜凍發生的關鍵時期。4月上旬一般是藍田縣核桃的雄花散粉及雌花開放期，此時遭受凍害將嚴重影響花粉活力，影響授粉受精，降低坐果率，造成減產甚至絕收[7]。因此，4月上旬應密切關注全縣范圍內的霜凍天氣，加強監測預報預警，做好防范措施；4月中旬應重點關注和防范嶺區、塬區、山區的霜凍；4月下旬應重點關注和防范山區的霜凍。

2.2 典型霜凍天氣過程

冷空氣是霜凍發生的主要原因。2018年4月4—7日，藍田縣受到強冷空氣影響，出現了一次大范圍的霜凍天氣過程：氣溫逐日連續下降，九間房、玉山、厚鎮、三官廟、三里鎮、灞源、藍橋等地48 h內日最低氣溫均下降了8℃以上；過程最低氣溫出現在7日早晨，其中16個區域站達到霜凍指標，藍橋、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-3.2℃。在這次災害天氣過程中，各地低溫天氣持續3～4 d，導致正值萌芽期、開花授粉期的核桃遭受到近年來最為嚴重的凍害[6]。

2013年4月5—8日，藍田縣受強冷空氣影響，三里鎮、洩湖、灞源、前衛、焦岱等地48 h日最低氣溫下降了8℃以上，過程最低氣溫出現在6日早晨，焦岱出現-3℃的低溫，灞源最低氣溫-2.6℃，低溫天氣持續了2～3 d，直接導致核桃遭受凍害，經濟損失巨大。

2.3 霜凍風險區劃

2.3.1 高風險區。該地區為山區，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生：輕度凍害發生3～5次，中度凍害發生2～3次，重度凍害發生1～2次。山區海拔高、氣溫低是造成核桃霜凍的主要原因[7]。

2.3.2 較高風險區。該地區為山區和近山地區（圖3），主要分布在湯峪、輞川、藍橋、九間房等地，近10年輕度凍害發生1～2次，中度凍害發生1～2次，無重度凍害發生。該區域位于高風險區外圍，由于受山區影響，氣溫較低，核桃發生霜凍的風險較高。

2.3.3 中等風險區。該地區為橫嶺地區及東川地區（圖3），主要分布在三官廟、厚鎮、玉山、普化等地，近10年內輕度凍害出現1～2次。一般種植在低洼、谷地的核桃凍害發生次數較多，霜凍比較嚴重；平地和臺田地凍害較輕[6]。避風和背陰地塊容易發生霜凍，風道和向陽地塊不容易出現霜凍。因此，必須重點防范低洼、谷地、避風、背陰地塊的霜凍害。

2.3.4 低風險區。該地區為西川和臺塬地區（圖3），主要分布在華胥、洩湖、三里鎮、焦岱、小寨等地，10年內輕度凍害基本只出現1次。該地區地勢較平坦、氣溫較高，冷空氣不易堆積、流散快，凍害風險低。

3 結論

春季萌芽至開花期的霜凍是影響藍田縣核桃產量和品質的主要氣象災害。結合國家站和區域站的4月日最低氣溫資料分析：藍田縣霜凍最早出現在4月1日，最晚出現在4月27日（葛牌）；國家站1961—2020年4月極端日最低氣溫為-6℃，區域站2011—2020年4月極端日最低氣溫為-3.2℃（灞源）；最低氣溫一般出現在 4：00—7：00。

4月是核桃的萌芽至開花期，也是霜凍發生的關鍵時期。4月上旬是藍田縣各地霜凍發生的集中時段，4月中旬塬區、山區易發生霜凍，4月下旬山區仍有霜凍發生。4月上旬應密切關注全縣范圍內的霜凍天氣，加強監測預報預警，做好防范措施；4月中旬應重點關注和防范嶺、塬、山地區的霜凍；4月下旬應重點關注和防范山區的霜凍。

冷空氣是霜凍發生的主要原因。2018年4月4—7日、2013年4月5—8日受強冷空氣影響，藍田縣核桃遭受嚴重霜凍害，經濟損失巨大。因此，在霜凍氣象服務中應關注冷空氣過程。

藍田縣核桃春季霜凍災害高風險區主要位于灞源、葛牌等山區，較高風險區主要位于湯峪、輞川、藍橋、九間房等近山地帶或山區，中等風險區主要分布在三官廟、厚鎮、玉山、普化等橫嶺地區和東川地區，低風險區主要分布在華胥、洩湖、三里鎮、焦岱、小寨等西川和臺塬地區。