近40 年來河北省核桃高溫日灼變化特征分析

□文/楊麗娜 黨紅凱 趙玉兵 張杰 路漫漫 宋慶

核桃是世界著名的4 大堅果之一，在我國有著悠久的栽培歷史和廣泛的分布[1］。據(jù)河北省林業(yè)廳統(tǒng)計，河北省核桃種植面積為32.5 萬公頃，結(jié)果面積為15.3 萬公頃。其中，太行山產(chǎn)區(qū)種植面積28.3 萬公頃，占全省的87.1%，結(jié)果面積13.1公頃，占全省的85.9%；燕山產(chǎn)區(qū)種植面積4.2 萬公頃，占全省的12.9%，結(jié)果面積2.2 萬公頃，占全省的14.1%。河北省核桃產(chǎn)量為22.8 萬噸，其中，太行山產(chǎn)區(qū)17.9 萬噸，占全省的78.6%，燕山產(chǎn)區(qū)4.9 萬噸，占全省的21.4%。河北省11 市均有核桃種植，本研究以縣域種植面積大于等于1000公頃，作為核桃種植主產(chǎn)區(qū)，共計37 個縣（市、區(qū)）。根據(jù)地理位置分為太行山和燕山兩個產(chǎn)區(qū)，其中，太行山產(chǎn)區(qū)包括阜平、淶水、淶源、唐縣、易縣、曲陽、順平、平山、贊皇、靈壽、井陘、元氏、行唐、鹿泉、藁城、欒城、正定、定州、臨城、信都、沙河、內(nèi)丘、涉縣、武安、磁縣；燕山產(chǎn)區(qū)包括遵化、遷西、遷安、豐潤、玉田、盧龍、海港、撫寧、青龍、涿鹿、寬城、興隆。

日灼是核桃生育過程中的一種主要災(zāi)害，多發(fā)生在核桃果實膨大期至種仁充實期，嚴(yán)重日灼直接影響核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)，它與天氣氣候條件密切相關(guān)。隨著矮化栽培模式的普及和全球氣候變暖，有逐年加重的趨勢；河北省邢臺地區(qū)高溫年份的核桃果實日灼率達(dá)到了10%～12%[1］。核桃日灼病的發(fā)生是一個復(fù)雜的過程，它與氣候、品種、果實發(fā)育期、樹勢、果實著生部位、土壤狀況等有密切關(guān)系，但過高的果面溫度是其發(fā)生的根本原因[2］，日灼會極大地降低果實的外觀品質(zhì)，同時還會極大影響果實內(nèi)在品質(zhì)[3-6］。目前，對于河北省核桃果實日灼發(fā)生的主要時段及分布特征尚鮮有報道。因此，本研究利用河北省核桃主產(chǎn)區(qū)國家氣象站點1979～2018年氣象資料，采用統(tǒng)計方法，分析河北省核桃高溫日灼發(fā)生的主要時段、頻率變化規(guī)律及不同時段的分布特征，以期為氣象部門核桃高溫日灼災(zāi)害預(yù)警服務(wù)、林業(yè)生產(chǎn)部門管理提供參考。

一、資料與方法

本文所用資料包括：河北省核桃主產(chǎn)區(qū)國家氣象站1979～2018 年氣象資料，來源于河北省氣象共享平臺；臨城、沙河、原邢臺縣核桃種植基地部分時段核桃高溫日灼調(diào)查資料，來源于核桃種植基地及作者實地調(diào)查。

本文根據(jù)前人研究成果[7］及實地調(diào)查，確定日灼災(zāi)害等級指標(biāo)，分為輕度日灼（≥38℃）和重度日灼（≥40℃）兩級。并運用統(tǒng)計方法，計算發(fā)生頻次（頻率），本文規(guī)定，核桃生育期內(nèi)，核桃主產(chǎn)區(qū)國家氣象站，1天達(dá)到高溫日灼指標(biāo)，則定義為1 次，2 天達(dá)到高溫日灼指標(biāo)，則定義為2 次，以此類推；核桃主產(chǎn)區(qū)37 個國家站中，凡有一站溫度符合高溫日灼條件，就定義該日為一個高溫日灼風(fēng)險日。采用Mann-Kendall 方法進(jìn)行對歷年變化趨勢突變檢驗[8］。

二、核桃高溫日灼災(zāi)害特征分析

（一）核桃高溫日灼災(zāi)害發(fā)生時段

根據(jù)1979～2018 年間4 月下旬～8 月下旬逐日最高氣溫統(tǒng)計分析，河北省核桃主產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)重度日灼的主要時段為6 月2 日～7 月17 日，其中，最早時間為5 月24日（武安、內(nèi)丘、臨城、贊皇、井陘），最晚時間為7月29日（井陘、涿鹿）。

圖1 河北省核桃主產(chǎn)區(qū)重度日灼出現(xiàn)次數(shù)及達(dá)到最高溫度分布圖

近40年來，太行山產(chǎn)區(qū)各地區(qū)重度日灼發(fā)生次數(shù)為5～33 次，大部分地區(qū)集中在10～30 次；燕山產(chǎn)區(qū)發(fā)生重度日灼次數(shù)相對較少，僅涿鹿、寬城、撫寧等地出現(xiàn)1～2 次。太行山產(chǎn)區(qū)重度日灼發(fā)生最早時間為5 月24日，最晚時間為7 月29 日；燕山產(chǎn)區(qū)最早為6 月11 日，最晚時間為7月29日。河北省核桃重度日灼發(fā)生在5～7月，其中，太行山產(chǎn)區(qū)5～7 月均有發(fā)生，5 月發(fā)生頻率為6.2%，6 月為55.2%，7 月為38.6%；燕山產(chǎn)區(qū)僅6 月和7 月各出現(xiàn)2 次。太行山產(chǎn)區(qū)各地區(qū)輕度日灼發(fā)生次數(shù)為2～105 次，大部分地區(qū)為30～100 次；燕山產(chǎn)區(qū)發(fā)生輕度日灼次數(shù)相對較少，為5～17 次。太行山產(chǎn)區(qū)輕度日灼發(fā)生最早時間為5 月2 日，最晚時間為8 月25 日；燕山產(chǎn)區(qū)最早為5 月19 日，最晚時間為8 月21 日。河北省核桃輕度日灼主要發(fā)生在5～8月，其中，太行山產(chǎn)區(qū)5 月發(fā)生頻率為6.7%，6 月發(fā)生頻率為49.9%，7 月發(fā)生頻率為42.1%，8月發(fā)生頻率1.3%；燕山產(chǎn)區(qū)5月發(fā)生頻率為6.5%，6月為34.8%，7月為52.2%，8月為6.5%。

表1 河北省核桃主產(chǎn)區(qū)重度日灼不同年代發(fā)生次數(shù)

近40 年間，河北省核桃主產(chǎn)區(qū)發(fā)生重度日灼408 站次，其中，太行山產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)404 站次，占99.2%，1979～1998 年占12.3%，1989～1998 年 占11.3%，1999～2008年占39.0%，2009～2018年占36.5%。

表2 河北省核桃主產(chǎn)區(qū)輕度日灼不同年代發(fā)生次數(shù)

近40 年間，河北省核桃主產(chǎn)區(qū)發(fā)生輕度日灼1537站次，其中，太行山產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)1491 站次，占97.0%，1979～1998 年占14.4%，1989～1998 年占17.2%，1999～2008年占30.0%，2009～2018年占35.4%。

圖2 河北省太行山核桃主產(chǎn)區(qū)4 個時間段不同程度日灼發(fā)生分布情況

綜上所知，河北省核桃主產(chǎn)區(qū)發(fā)生輕度日灼次數(shù)明顯多于重度日灼，且主要分布于太行山產(chǎn)區(qū)，歷年間整體呈增加趨勢，這與全球氣候變暖的大氣候背景一致。

（二）高溫日灼氣候特征分析

圖3 歷年河北省核桃產(chǎn)區(qū)重度風(fēng)險日出現(xiàn)次數(shù)M-K檢驗

核桃主產(chǎn)區(qū)重度風(fēng)險日分布在5 月下旬至7 月下旬，主要集中在6月至7月中旬。對1979～2018年河北省核桃主產(chǎn)區(qū)核桃高溫日灼重度風(fēng)險日數(shù)做M-K 檢驗，從MK 統(tǒng)計量曲線可以看出，1982～2013 年間，UFk 值大于0，表明這些年份中河北省核桃高溫重度日灼風(fēng)險日數(shù)呈增多趨勢，其中，1995～2005 年呈明顯增多趨勢，2014～2018 年沒有明顯變化趨勢，近40 年間沒有明顯突變發(fā)生。

圖4 歷年河北省核桃產(chǎn)區(qū)輕度風(fēng)險日出現(xiàn)次數(shù)M-K檢驗

對1979～2018年河北省核桃主產(chǎn)區(qū)核桃高溫日灼輕度風(fēng)險日數(shù)做M-K 檢驗，從M-K 統(tǒng)計量曲線可以看出，1979～1983 年和1986～2018 年，UFk 值大于0，表明這些年份中河北省核桃高溫輕度日灼風(fēng)險日數(shù)呈增多趨勢，其中，2000～2003、2005～2007、2009～2015 和2017～2018 年呈明顯增多趨勢；在1.96 信度線之間UFk和UBk 曲線出現(xiàn)3 個交點，第一個交點出現(xiàn)在1988 年左右， 2000～2003、 2005～2007、 2009～2010、 2012、2015 和2017～2018 年遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過置信線，說明高溫輕度日灼日數(shù)在1988年前后發(fā)生了突變，2000～2003、2005～2007、2009～2010、2017～2018年呈明顯增高趨勢。

三、結(jié)論與討論

（一）近40 年來，河北省核桃重度日灼發(fā)生在5～7月，其中，太行山產(chǎn)區(qū)重度日灼發(fā)生最早時間為5 月24日，最晚時間為7 月29 日；燕山產(chǎn)區(qū)最早為6 月11 日，最晚時間為7月29日。輕度日灼主要發(fā)生在5～8月，其中，太行山產(chǎn)區(qū)輕度日灼發(fā)生最早時間為5 月2 日，最晚時間為8 月25 日；燕山產(chǎn)區(qū)最早為5 月19 日，最晚時間為8月21日。

（二）近40 年來，河北省核桃主產(chǎn)區(qū)發(fā)生輕度日灼次數(shù)明顯多于重度日灼，且主要分布于太行山產(chǎn)區(qū)，歷年間整體呈增加趨勢，這與全球氣候變暖的大氣候背景一致[9-10］。

（三）通過1979～2018 年河北省核桃主產(chǎn)區(qū)核桃高溫日灼輕、重度風(fēng)險日數(shù)做M-K 檢驗，1982～2013 年河北省核桃重度日灼風(fēng)險日數(shù)呈增多趨勢，1995～2005年呈明顯增多趨勢，2014～2018 年沒有明顯變化趨勢，近40 年間沒有明顯突變發(fā)生。輕度日灼日數(shù)在1988 年前后發(fā)生了突變，2000～2003、2005～2007、2009～2010、2017～2018年呈明顯增高趨勢。

（四）本文所用到河北省核桃主產(chǎn)區(qū)氣象資料為國家氣象站資料，一定程度上反映了該區(qū)域主要氣候特征，但具有一定局限性。另外，本研究高溫日灼指標(biāo)僅考慮了高溫對核桃生長發(fā)育影響，未考慮輻射光照、風(fēng)速、相對濕度等因素，指標(biāo)有待進(jìn)一步修訂。