新疆巴楚淺層地溫變化對春季物候的影響

阿布都克日木·阿巴司，熱汗古力·庫得熱提，努爾帕提曼·買買提熱依木，阿依古麗·買買提

（1.喀什地區(qū)氣象局，新疆喀什 844000，2.喀什地區(qū)園藝蠶桑特產(chǎn)技術(shù)推廣中心，新疆喀什 844000；3.塔什庫爾干塔吉克縣氣象局，新疆塔什庫爾干 845250；4.巴楚縣氣象局，新疆巴楚 843800）

新疆巴楚淺層地溫變化對春季物候的影響

阿布都克日木·阿巴司1，熱汗古力·庫得熱提2，努爾帕提曼·買買提熱依木3，阿依古麗·買買提4

（1.喀什地區(qū)氣象局，新疆喀什 844000，2.喀什地區(qū)園藝蠶桑特產(chǎn)技術(shù)推廣中心，新疆喀什 844000；3.塔什庫爾干塔吉克縣氣象局，新疆塔什庫爾干 845250；4.巴楚縣氣象局，新疆巴楚 843800）

利用1961—2010年巴楚0～40 cm逐月平均地溫資料，采用氣候傾向率和累積距平氣候統(tǒng)計方法，探討近50a巴楚縣不同深度的地溫變化特征，研究巴楚縣氣候變化對當(dāng)?shù)剞r(nóng)、林果業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)果表明：這半世紀(jì)來，巴楚縣淺層地溫的年、季平均值呈現(xiàn)出不同程度的上升趨勢，其中40 cm的年升溫率和夏季的升溫率最大。近10a來，巴楚縣地溫明顯升高，淺層地溫的年、季平均或平均最高、最低等均明顯高于前40a。隨著巴楚縣地溫的上升，年極大凍土深度的變薄趨勢也很明顯，導(dǎo)致當(dāng)?shù)囟←湻登嗥诤土止麡I(yè)的樹木萌動期提前。

巴楚；淺層地溫；升溫；冬小麥；林果

近年來，全球氣候變暖趨勢得到了世界各國的廣泛關(guān)注[1]。據(jù)IPCC（政府間氣候變化專門委員會）第4次評估報告（AR4）顯示，近百年來全球地表平均氣溫升高了0.74±0.18℃[2]，過去159a（1850—2008年）的增暖速率是每100a 0.44℃[3]，而近50a的線性趨勢幾乎是近100a的2倍[4]。我國平均升溫開始于1984年，增溫率為0.058℃/a[5]。新疆近50a來氣溫呈上升趨勢[6]，平均增長率為0.27℃/10a[7]，21世紀(jì)中期新疆平均增溫為3.2℃左右，末期達(dá)5.4℃以上[8]。氣候變暖導(dǎo)致凍土域性退化，凍土面積縮減，地溫普遍升高。新疆也是我國的一個凍土分布區(qū)，最近10a由于冬季氣溫顯著偏高，地溫上升，凍土深度逐漸變薄[9]。

農(nóng)業(yè)是對氣候變化反應(yīng)最為敏感的部門之一,因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強烈依賴于氣候條件,因此其受氣候變化的影響更加顯著[10]。氣候變暖與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)系十分密切，其影響利弊并存[11]。氣候變暖導(dǎo)致的農(nóng)作物生長期延長、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)、種植制度發(fā)生較大變化等[12]，因此，研究氣候變化特征和農(nóng)業(yè)之間的關(guān)系有著很大的實際意義。目前對作物種植區(qū)域界限的變化和物候?qū)夂蜃兣捻憫?yīng)等方面的研究也取得了很多成果[13]。

巴楚縣是新疆喀什地區(qū)重要的農(nóng)作物區(qū)，屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候。近50a來，巴楚縣不同深度的地溫較明顯上升，隨著淺層地溫的上升，凍土變化加劇。本文選取新疆巴楚縣國家基本氣象站近半個世紀(jì)的淺層地溫資料，分析淺層地溫的變化特征，探討巴楚縣氣候變化與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系，掌握、遵循、充分利用氣候變化規(guī)律，為今后巴楚縣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供重要的理論依據(jù)。

1 資料及分析方法

本文選用巴楚縣國家基本氣象站（77°24′E，37° 55′N，海拔高度1 360.4m）1961—2010年50a的0 cm、平均地面最高（Tmax）、平均地面最低（Tmin）、極端最高和最低地面溫度，5、10、15、20、40 cm地溫觀測資料，資料分析采用氣候傾向率和累積距平氣候統(tǒng)計方法。

林果選用新疆楊（Populus bolleanalanche），垂柳（Salix babylonica），杏樹（Prunusarmeniaca），蘋果樹（Malus pumila），榆樹（Ulmus pumila）等5種，對其芽開放期與淺層地溫變化的相互關(guān)系進行分析。

2 淺層地溫的變化特征

從圖1可知：巴楚0～40 cm的年平均地溫呈線性上升趨勢，各層年平均地溫氣候傾向率為0.52～0.70℃/10a，其中40 cm的升溫率最大；對季節(jié)而言，各淺層地溫均顯著升高，升溫率為0.40～1.02℃/ 10a，夏季最大，0～40 cm淺層年、季平均地溫的升高相關(guān)系數(shù)通過信度0.001的顯著性檢驗。地面最高和最低溫度的升幅為0.21～0.87℃/10a，0.15～1.08℃/10a，而春季平均地面最高溫度和秋季平均地面最低溫度的升幅相關(guān)系數(shù)均通過信度為0.05的顯著性檢驗。

極端最高地面溫度為72.6℃，極端最低地面溫度為-24.3℃，均顯著升高，線性擬合的增長率分別為0.20℃/10a和0.62℃/10a。從近10a的變化趨勢來看，無論是年、季節(jié)的0～40 cm平均淺層地溫或者平均最高、最低地溫都明顯高于20世紀(jì)60、70、80、90年代平均值。

圖1 巴楚0、15、40 cm年平均地溫的變化

3 巴楚的淺層地溫變化對當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物、林果安全越冬的影響

3.1 淺層地溫變化對冬小麥返青期的影響

從圖2可知，近28a，巴楚縣冬小麥返青期表現(xiàn)出提前趨勢，提前幅度為1.0 d/10a，地溫每升高1℃，小麥返青期提前2.5 d；冬季平均地溫與冬小麥返青期呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.519 4，通過信度0.001的顯著性檢驗，達(dá)到極顯著相關(guān)水平。

3.2 淺層地溫變化與林果安全越冬的聯(lián)系

林果選用新疆楊（Populus bolleanalanche），垂柳（Salix babylonica），杏樹（Prunusarmeniaca），蘋果樹（Malus pumila），榆樹（Ulmus pumila），對林果芽開放期與淺層地溫變化的相互關(guān)系進行分析。由圖3可知，垂柳、新疆楊進入芽開放期最早，即在2月中旬—3月中旬，其余3種樹種均晚一個月（在3月中旬—4月中旬）才進入該期。5種林果芽開放期均表現(xiàn)出不同程度的提前趨勢，提前幅度為4.2～9.1 d/10a，其中蘋果樹的芽開放期提前趨勢最明顯，為9.1 d/10a。

圖2 巴楚縣冬季平均地溫與冬小麥返青期變化

圖31987—2010年巴楚縣5種木本植物的芽開放期變化

4 結(jié)論

近50a來，巴楚縣0～40 cm淺層年、季平均地溫、平均最高、最低地溫均呈上升趨勢。尤其是近10a的變化趨勢更明顯，無論是年、季的淺層地溫，平均最高、最低地溫都明顯高于20世紀(jì)60、70、80、90年代平均值。

因為地溫的升高，使當(dāng)?shù)氐亩←湻登嗥诤土止麡涞拿葎悠谔崆?，?dǎo)致越冬作物返青期提前，說明巴楚縣地溫的升高，半對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)、林業(yè)帶來好處。

凍土圈層與當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的生長有著密切的關(guān)系，因為凍土層溫度升高，厚度變薄，促使加大土壤蒸發(fā)，土壤水分減少，冬春季積雪的保溫作用削弱。巴楚淺層地溫的升高，使凍土層變薄，導(dǎo)致早春的干旱，特有植被發(fā)生退化，因而使生態(tài)環(huán)境受到破壞。

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The Effect of Variation in Soil Temperature of Shallow Layer on Crop Growth in Winterand Spring in Bachu，Xinjiang

AbudoukerimuaBASI1，Rehanguli KUDERETI2，NuerpatimanmAIMAITIREYIMU3，
AyigulimAIMAITI4
（1.Kashimeteorological Bureau，Kashi 844000，China；2.Horticultareand Silkworm Special Product Technical Prmotion Center of Kashi，Kashi 844000，China；3.Tashiku’erganmeteorological Bureau，Tashiku’ergan 845250，China；4.Bachwmeteorological Bureau，Bachu 843800，China）

In this paper,the variation trend of decade,annualand seasonalmean soil temperaturesat shallow layers in Bachu were investigated in the period during 1961-2010 usingmodern statistical diagnosticmethods suchas linear trendanalysisandaccumulated variancemethods.The results shows that theannualand seasonal soil temperaturesat shallow layers hadsignificant increasing trends,specifically the rate of increasing for the yearand summerat the depth of 40cm was the highest in Bachu in the past 50 years.Especially the last 10 years,the soil temperature increased significantly,annualand seasonalaveragemean,averagemaximumandminimum soil temperaturesat shallow layers were significantly higher than the past 40 years.Following with increased soil temperature the yearlymaximum depth of frozen soil decreased,greening of winter wheatand bud opening of woody plantsmoved forward significantly.

Bachu；shallow-layer soil temperature；linear trend；winter wheat；forestryand orchard

S162.5

B

1002-0799（2014）06-0053-03

10.3969/j.issn.1002-0799.2014.06.009

2014-01-04；

2014-04-15

阿布都克日木·阿巴司（1977-），男（維吾爾族），高級工程師，從事農(nóng)業(yè)氣象觀測、服務(wù)與研究工作。E-mail:173111486@qq.com

阿布都克日木·阿巴司，熱汗古力·庫得熱提，努爾帕提曼·買買提熱依木，等.新疆巴楚淺層地溫變化對春季物候的影響[J].沙漠與綠洲氣象，2014，8（6）：53-55.