□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,結果面積為15.3 萬公頃。其中,太行山產區(qū)種植面積28.3 萬公頃,占全省的87.1%,結果面積13.1公頃,占全省的85.9%;燕山產區(qū)種植面積4.2 萬公頃,占全省的12.9%,結果面積2.2 萬公頃,占全省的14.1%。河北省核桃產量為22.8 萬噸,其中,太行山產區(qū)17.9 萬噸,占全省的78.6%,燕山產區(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區(qū),其中,太行山產區(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、內丘、涉縣、武安、磁縣;燕山產區(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害,多發(fā)生在核桃果實膨大期至種仁充實期,嚴重日灼直接影響核桃的產量和品質,它與天氣氣候條件密切相關。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到了10%~12%[1]。核桃日灼病的發(fā)生是一個復雜的過程,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,同時還會極大影響果實內在品質[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害預警服務、林業(yè)生產部門管理提供參考。
本文所用資料包括:河北省核桃主產區(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查資料,來源于核桃種植基地及作者實地調查。
本文根據(jù)前人研究成果[7]及實地調查,確定日灼災害等級指標,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,核桃主產區(qū)國家氣象站,1天達到高溫日灼指標,則定義為1 次,2 天達到高溫日灼指標,則定義為2 次,以此類推;核桃主產區(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險日。采用Mann-Kendall 方法進行對歷年變化趨勢突變檢驗[8]。
(一)核桃高溫日灼災害發(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 河北省核桃主產區(qū)重度日灼出現(xiàn)次數(shù)及達到最高溫度分布圖
近40年來,太行山產區(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%;燕山產區(qū)僅6 月和7 月各出現(xiàn)2 次。太行山產區(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;燕山產區(qū)發(fā)生輕度日灼次數(shù)相對較少,為5~17 次。太行山產區(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,河北省核桃主產區(qū)發(fā)生重度日灼408 站次,其中,太行山產區(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,河北省核桃主產區(qū)發(fā)生輕度日灼1537站次,其中,太行山產區(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 歷年河北省核桃產區(qū)重度風險日出現(xiàn)次數(shù)M-K檢驗
核桃主產區(qū)重度風險日分布在5 月下旬至7 月下旬,主要集中在6月至7月中旬。對1979~2018年河北省核桃主產區(qū)核桃高溫日灼重度風險日數(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 歷年河北省核桃產區(qū)輕度風險日出現(xiàn)次數(shù)M-K檢驗
對1979~2018年河北省核桃主產區(qū)核桃高溫日灼輕度風險日數(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 年遠遠超過置信線,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。
(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 年河北省核桃主產區(qū)核桃高溫日灼輕、重度風險日數(shù)做M-K 檢驗,1982~2013 年河北省核桃重度日灼風險日數(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僅考慮了高溫對核桃生長發(fā)育影響,未考慮輻射光照、風速、相對濕度等因素,指標有待進一步修訂。