Agroclimatic Conditions Leading to Freezing Injury in Walnut Flowering-stage and Its Causes Analysis: A Case Study of Yecheng County, Xinjiang

KAIDIRIYEKerimu, WANGXuejiao, WANGSen, KERIMUAbasi, GUOYanyun, HUOXunguo, ZHANGLizhen, HUANGBinxiang

Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (6) : 141-149.

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Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (6) : 141-149. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0401

Agroclimatic Conditions Leading to Freezing Injury in Walnut Flowering-stage and Its Causes Analysis: A Case Study of Yecheng County, Xinjiang

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Abstract

Based on meteorological observations from the Yecheng National Ordinary Meteorological Station (1991—2025), walnut phenological records, and survey data on freezing injury during the flowering period, this study analyzed the flower-bud freezing rate and yield, and used the climatic tendency rate method and the linear tendency method to clarify the meteorological driving mechanisms of flowering-stage freezing injury in Yecheng. The results show that the key meteorological factors include extreme low-temperature events (daily minimum temperature <6℃ and their duration), abrupt drops in ground surface temperature, compound weather systems with sandstorms (sandstorms accompanied by strong winds and snowfall), late spring cold spells, and frost events. In particular, temperature mutation features (e.g., daily minimum temperature and the magnitude of extreme low-temperature drops in the surface soil layer) and the superposition of hazards (co-occurrence of sandstorms and snowfall) markedly aggravate flower-bud freezing injury. These findings provide key threshold parameters and a basis for identifying compound disasters for monitoring and early warning of flowering-stage freezing injury in Yecheng County, and they also support the development of frost-protection and disaster-mitigation measures.

Key words

Yecheng walnut / flowering-stage freezing injury / extreme low temperature / temperature mutation / surface soil temperature / sandstorm / frost / late spring cold / hazard factors

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KAIDIRIYE Kerimu , WANG Xuejiao , WANG Sen , et al . Agroclimatic Conditions Leading to Freezing Injury in Walnut Flowering-stage and Its Causes Analysis: A Case Study of Yecheng County, Xinjiang[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2026, 42(6): 141-149 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0401

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低温冻害是危害新疆林果业持续健康高效发展的三大灾害之一,通过泽普国家一般气象站1991—2022年逐日气象资料和近年来苹果花期冻害灾情调查资料,分析了苹果花期冻害成因。结果表明:1991—2022年间,苹果花芽膨大期、花芽开放期、开花始期提前2.0~5.1 d/10 a;苹果花期气温骤降,日最低气温达-2.0℃,低于0℃的持续时间达0.5 h,苹果花期冻害显著;主要致灾气象因子为冻害过程的最大日较差(≥22℃)、极端最低气温(≤-2℃)、倒春寒天气、降温剧烈、持续时间长、降水天气伴有沙尘天气(沙尘暴、扬沙、浮尘)以及大风等。受冻后苹果的可溶性固形物含量等指标发生了不同程度的降低,苹果花期低温冻害影响了苹果的品质。对泽普苹果产区富士系苹果花期冻害进行深入研究,将具有重要的科学意义和应用价值。
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利用新疆喀什地区喀什市、叶城县、莎车县、巴楚县、麦盖提县1984—2019年杏树物候期观测资料,与同期逐日平均气温、最低气温、降水量以及日照时数资料,采用相关分析和回归分析,对杏树开花始期与气象因子的关系进行分析,拟为开花期预报提供依据。结果表明:各气象因子中,最低气温对开花影响最大,其次为平均气温和日照,降水及其他气象因子影响较小。研究区气温与杏树开花期正相关,1984—2019年间,喀什地区2月下旬至3月下旬最低气温、平均气温增加幅度为0.2~1.7℃/10 a,杏花芽膨大期、花芽开放期、开花始期分别提前5.3~8.7、3.1~5.6、2.2~3.6 d/10 a。杏树开花期预报服务中,喀什地区偏北、偏南、偏东区域逐日平均气温分别稳定通过≥0℃的初日~第34天、第39~41天、第37~39天,或开花始期前稳定通过≥0℃的积温分别达到250、270~280、250~270℃,或杏树开花始期前5日滑动平均气温均稳定通过≥12℃拟作为杏树进入开花始期的依据。
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基于喀什国家基准气候站的日照、相对湿度、风速资料和佰什克热木乡自动气象站的温度、降水等气象资料,分析喀什2015 年气象条件、气象因子对栽植红枣的影响及应对措施,研究喀什地区栽植红枣气候适宜性区划指标、红枣栽植的气候条件,旨在对红枣气候品质等级进行评估并确定影响品质的主要气候条件及关键因素,以期为喀什地区红枣种植栽培技术、生产管理条件提供科学依据。结果表明,2015 年喀什气象条件中,日照条件最有利于红枣生长发育和果实的着色;2015 年高温和降水对红枣生长发育期造成影响,管理上采用对应的农业措施保证了其质量和产量。通过对红枣气候适宜性区划指标、当年红枣生长气候条件、红枣企业生产管理条件评分值,认为认证区域内红枣气候品质等级为优。
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为研究喀什冬小麦区气候对小麦生长的影响以及为农作物生产提供气象服务。利用1981—2014 年喀什市冬小麦生育期气温、降水量、日照时数等资料,采用气候学统计方法,研究了喀什市主要气候因子变化特征及其对冬小麦发育期的影响。结果表明,喀什市冬小麦生育期平均气温年际变化呈上升趋势;降水量除了越冬后前2 个月(3—4 月)呈线性减少趋势外,其余时期呈明显的增加趋势;有效积温、日照时数均呈增加趋势;近34 年冬小麦各发育期均表现出不同程度的提前趋势,尤其是起身期、拔节期的提前趋势较明显,但是越冬开始期呈延迟趋势。气温、有效积温、日照时数与冬小麦各发育期呈负相关。总之,气温升高、有效积温、日照时数增加是喀什冬小麦生育期提前的主要原因,喀什地区气候变暖对冬小麦生育期的影响较为显著。
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本文旨在揭示库尔勒香梨生长期间农业气候资源变化特征及主要气象灾害,为当地香梨产业适应气候变化提供科学依据。利用库尔勒市气象站1981—2021年逐日气象资料、物候期资料,1985—2014年历史灾情资料,采用Mann-Kendall突变检测、气候倾向率法,分析库尔勒香梨生长期间的气候变化特征及气象灾害。结果表明:1981—2021年,库尔勒香梨生长期间气温、≥10℃积温、日照时数呈增加趋势,降水量变化趋势不明显但波动较大。库尔勒香梨生长期间气温日较差为12.5~13.5℃,大风日数有明显减少的趋势。40 a来,库尔勒香梨萌芽及开花期提前,全生育期延长。气候变化背景下,丰富的热量和光照资源有利于库尔勒香梨产量和优良品质的形成,大风、冰雹是库尔勒香梨生长期间的主要气象灾害。研究结果为当地科学利用气候资源和防灾减灾提供依据。
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为了研究气候变化背景下棉花物候的变化规律,对棉花生长模型COSIM进行参数调校,验证实现本地化,利用数理统计及作物模型模拟的方法,分析了棉花物候期对气候变化的响应及其敏感性。结果表明:1980—2019年,新疆棉区棉花出苗期、现蕾期、开花期分别提前0.5~7.0 d/10a、0.1~5.8 d/10a、0.3~3.9 d/10a,吐絮期推迟0.1~4.7 d/10a。COSIM模型模拟棉花物候变化趋势结果与实际较一致,出苗期、现蕾期、开花期、吐絮期实际值与模拟值的RMSE分别为0.9、0.7、0.6、0.7天。以1981—2010年气候条件为基准,增温0.5℃、1℃、1.5℃、2℃,各棉区棉花出苗期、现蕾期、开花期和吐絮期分别提前0~2天、1~9天、2~12天和3~31天,营养生长、生殖生长分别缩短0~6天、2~22天。在气候变暖的趋势下,通过选择生育期较长的品种、调整播期等措施,可充分利用热量资源,实现棉花优质高产。
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为探究气候变化对且末县棉花发育期和产量的影响,利用新疆且末县国家基准气候站1961—2021年气温、降水量以及日照时数等资料,结合棉花发育期和产量资料,采用线性倾向法、气候趋势率等方法,对且末县气候变化特征及其对棉花发育期和产量影响进行分析。结果表明:1961—2021年,且末县棉花生长季平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm平均地温呈线性上升趋势;降水量以及≥10℃积温和日数呈微弱增加趋势,日照时数呈现减少趋势;7—8月最高温度及高温持续日数呈显著升高趋势。且末县初霜日出推后,终霜日提前,无霜期日数显著增多。棉花出苗期至开花期与生育期内的气温和地面温度呈负相关关系,吐絮期至收获期与气温和地面温度呈正相关关系。且末县棉花伏桃数与平均最低气温和≥10℃积温为呈正相关,棉花产量与气温、日照时数和5 cm地面温度呈正相关关系。气候变化背景下且末县棉花播种至开花期提前,吐絮期和收获期推迟,全生育期延长。且末县棉花生长季热量资源的增加总体有利于棉花产量及品质的提高,但应注意夏季气温过高对棉铃发育的不利影响。
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利用1957—2018年天津蓟州地面常规气象观测站以及43个区域站的资料,确立核桃树主要物候期内气象灾害指标,完成指标因子的空间化并分析各指标因子随时间变化,以期为当地制定农业灾害防治规划提供帮助。应用5日滑动平均法、气候倾向率法、熵值法、线性加权综合法,分析天津蓟州核桃树农业气象灾害时空分布特征,并进行综合区划。结果表明:(1)蓟州区核桃树萌芽期轻度冷害、果实生长期轻度热害有上升的趋势,而萌芽期中度冷害、冻害、展叶期轻度冷害、开花期的中度冷害、果实生长期的连阴雨灾害有下降的趋势;(2)萌芽期、展叶期、开花期遭受低温冷冻灾害频率较高,三者均达到60%以上。其他灾害频率均低于20%。果实生长期强降水灾害频率最低;(3)天津蓟州东北部以及东部灾害综合评分较低,该地相对来说最适合种植核桃树。
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