遼寧省氣溫和降水變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)的影響分析

王瑩 李琳琳 王若男等

摘 要：根據(jù)遼寧省55個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)的日平均氣溫和日降水量（1981-2010年）的觀測(cè)資料，分析了溫度與降水變化特征。結(jié)果表明：（1）遼寧省平均氣溫呈上升趨勢(shì)，而平均降水呈現(xiàn)階段性變化特點(diǎn)，即21世紀(jì)以前降水呈下降態(tài)勢(shì)，21世紀(jì)以后降水呈增加趨勢(shì)；（2）遼寧省氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)影響總體有利，表現(xiàn)為作物適宜生育期延長(zhǎng)、作物品種由中晚熟替換早中熟、在水分為非限制因子的農(nóng)區(qū)，作物產(chǎn)量為增加趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：氣溫；降水量；農(nóng)業(yè)；影響

中圖分類號(hào) S162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）19-127-02

遼寧省位于中國(guó)東北地區(qū)南部，地處歐亞大陸東岸，南瀕黃、渤二海，陸地總面積約1.48×107hm2[1]。地處中緯度，屬溫帶大陸性氣候，氣候資源較豐富，雨量比較穩(wěn)定，與農(nóng)作物需水高峰期相一致。種植作物主要有水稻、玉米、高粱、大豆、煙草、蔬菜、水果等，2014年全省糧食生產(chǎn)連續(xù)11a獲得豐收，糧食產(chǎn)量達(dá)到1.753 9×1010kg，位居全國(guó)第14位。

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第4次氣候變化評(píng)估報(bào)告指出，全球氣候變暖特征顯著，具體表現(xiàn)為：1905年以來全球平均氣溫上升了0.74℃，最近50a的增溫率達(dá)到0.13℃/10a[2]。在全球變暖的影響下，氣候異常事件頻繁發(fā)生[3]。氣溫和降水作為重要的氣候指標(biāo)，對(duì)人類生活及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有非常重要的影響，因此對(duì)氣溫和降水變化特征的研究就顯得尤為重要[4]。以往，專家們的研究大多著眼于遼寧省或局部地區(qū)的空間尺度，在氣候變暖背景下從氣候資源變化特征、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害演變規(guī)律等方面做了大量工作。龔強(qiáng)等[5]分析了遼寧省近50a氣候變化特征，表明遼寧省氣溫升高，極端天氣不容忽視。李廣霞等[6]研究表明遼寧省氣候呈暖干變化趨勢(shì)，即氣溫升高、降水減少，尤其以20世紀(jì)90年代變化最為明顯。然而，系統(tǒng)地研究遼寧地區(qū)氣溫、降水分布特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)影響的研究卻鮮見報(bào)道。

鑒于此，本文以遼寧省55個(gè)國(guó)家及本站的氣象數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，對(duì)遼寧省氣溫及降水量進(jìn)行時(shí)間變化規(guī)律研究，進(jìn)而闡述氣候變化對(duì)遼寧省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及分布的影響，以期為遼寧省氣候分區(qū)研究及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供有利參考。

1 資料與方法

1.1 資料 本文選用遼寧省55個(gè)氣象臺(tái)站1981-2010年逐日平均氣溫和日降水量的觀測(cè)資料作為研究對(duì)象，利用日平均氣溫和降水量的觀測(cè)資料獲取其年平均氣溫及降水量。

1.2 方法 氣象要素的趨勢(shì)變化可以用一次線性方程表示[7]，即為：

[x=a0+a1t]

式中：[x]為氣象要素的擬和值；[a1?10]表示氣象要素每10a的變化趨勢(shì)，即為氣候傾向率，單位為：某一要素的單位/10a。

2 結(jié)果與分析

2.1 遼寧省氣溫和降水的時(shí)間變化分析 分析1981-2010年遼寧省氣溫和降水的年際變化，結(jié)果見圖1。由圖1可知，氣溫的最大值出現(xiàn)在2007年，平均年氣溫為9.73℃，最小值出現(xiàn)在1985年，平均年氣溫為7.41℃。從9a滑動(dòng)平均趨勢(shì)線可以看出，在分析期內(nèi)，遼寧省氣溫呈上升趨勢(shì)，總體上看，氣溫上升趨勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)，變化波動(dòng)較小。其中20世紀(jì)80年代以0.073℃/a的傾向率顯著增加（P=0.045<0.05）；20世紀(jì)90年代氣溫呈增加趨勢(shì)，增幅為0.057℃/a（P=0.046<0.05）；21世紀(jì)以后，氣溫變化相對(duì)平穩(wěn)。由圖2可知，降水的最大值出現(xiàn)在2010年，為9 655.90mm，最小值則是1999年的4 779.62mm。從9a滑動(dòng)平均趨勢(shì)線可以看出，遼寧省降水的變化有階段性特點(diǎn)，21世紀(jì)以前降水呈下降趨勢(shì)，減幅為41.98mm/a（P=0.038<0.05）；21世紀(jì)以后，遼寧省降水以218.07mm/a（P=0.041<0.05）的傾向率增加。

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圖1 1981-2010年遼寧省氣溫年際變化曲線

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圖2 1981-2010年遼寧省降水的年際變化曲線

2.2 氣候資源變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

2.2.1 生育期的變化 遼寧省年平均氣溫呈上升趨勢(shì)，熱量資源增加促使作物春季物候期提前而秋季物候期推后，使大田作物播種期提早、收獲期推后，從而延長(zhǎng)作物適宜生育期。溫度升高也加快了春小麥和大豆發(fā)育進(jìn)程。遼寧省水稻適宜生長(zhǎng)期延長(zhǎng)近8d，草本植物春季展葉期提前2～4d/10a，草本、木本植物秋季枯黃期推后5～7d/10a[8]。

2.2.2 種植布局的變化 氣溫升高、作物生育期延長(zhǎng)使大田作物適宜種植區(qū)不斷擴(kuò)大，作物品種則由中晚熟品種替換早中熟品種。遼寧省玉米晚熟品種可種植面積不斷北移，并向東西擴(kuò)展，晚熟品種種植范圍增加40.0%，中熟品種種植范圍減少49.6%，早熟品種種植范圍減少88.2%，熱量條件相對(duì)不夠豐富的遼西山區(qū)玉米種植范圍也向東、向北擴(kuò)展[9-11]。

2.2.3 作物產(chǎn)量的變化 大田作物生長(zhǎng)季內(nèi)氣溫升高、積溫增加使作物生長(zhǎng)發(fā)育速度加快、生物量增加，從而提高單產(chǎn)。然而，如果作物需水量得不到滿足，氣候變暖反而會(huì)限制熱量資源的利用。就玉米而言，暖干環(huán)境會(huì)縮短玉米灌漿時(shí)間、降低灌漿速率和千粒重，造成玉米減產(chǎn)[12]。因此，在水源灌溉條件的保障下，氣溫變暖利于作物提高單產(chǎn)。

2.3 小結(jié) （1）總體來看，遼寧省年平均氣溫呈上升趨勢(shì)；而年平均降水則呈現(xiàn)階段性變化特點(diǎn)，即21世紀(jì)以前降水呈下降態(tài)勢(shì)，21世紀(jì)以后降水有增加趨勢(shì)。（2）遼寧省氣候總體呈現(xiàn)變暖、變干的趨勢(shì)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總體有利。表現(xiàn)為作物適宜生育期延長(zhǎng)，發(fā)育進(jìn)程加快，全生育期縮短；作物品種由中晚熟替換早中熟；在水分為非限制因子的農(nóng)區(qū)，作物產(chǎn)量為增加趨勢(shì)。（3）遼寧省氣候資源變化存在明顯的空間差異，對(duì)農(nóng)業(yè)的影響有較大的地域性差異，下一步有必要針對(duì)農(nóng)業(yè)氣候變化及其對(duì)農(nóng)業(yè)影響等開展分區(qū)研究。

3 氣候變暖背景下農(nóng)業(yè)適應(yīng)對(duì)策

3.1 建設(shè)節(jié)水農(nóng)業(yè) 氣候變暖伴隨降水減少和氣候變干，而氣候變干對(duì)作物生物量積累和產(chǎn)量形成都有不利影響。通過推廣節(jié)水農(nóng)業(yè)、改良灌溉方法，可以節(jié)約用水和提高水的利用效率，特別是在相對(duì)干旱的遼寧西北山區(qū)，擴(kuò)大旱田水澆地面積，提高作物生產(chǎn)用水利用率和利用效率，能夠有效防御干旱威脅，減輕干旱影響。

3.2 調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu) 水稻生產(chǎn)相對(duì)旱田作物受氣候變化擾動(dòng)影響相對(duì)小，受遼寧省農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和水資源等條件的限制，應(yīng)盡量避免盲目擴(kuò)大水稻種植面積，防止因水稻種植面積過度擴(kuò)大帶來的水資源需求增加，從而影響農(nóng)業(yè)水資源的統(tǒng)籌和水資源可持續(xù)利用。

3.3 加強(qiáng)設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 遼寧設(shè)施農(nóng)業(yè)空前發(fā)展，不但很好地利用了氣候資源，而且提高了農(nóng)民收入。合理利用氣候資源，繼續(xù)擴(kuò)大設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面積和種類，促進(jìn)農(nóng)民增收。

3.4 培育新品種 氣候變暖會(huì)增加病蟲害的威脅，也會(huì)相應(yīng)加重干旱等自然災(zāi)害的危險(xiǎn)性，需要大力開展抗旱澇、耐低溫、抗病蟲害等育種技術(shù)的研究，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]李丹，白鑫，張宇，等.遼寧之窗[M].哈爾濱：哈爾濱地圖出版社，2010.

[2]IPCC核心撰寫組，PACHAURIRK.氣候變化2007：綜合報(bào)告[R].日內(nèi)瓦：IPCC，2007：28-29.

[3]王翠花，李雄，繆啟龍.中國(guó)近50年來日最低氣溫變化特征研究[J].地理科學(xué)，2003，23（4）：442-448.

[4]劉吉峰，李世杰，丁裕國(guó)，等.近幾十年我國(guó)極端氣溫變化特征分區(qū)方法探討[J].山地學(xué)報(bào)，2006，24（3）：291-297.

[5]龔強(qiáng)，汪宏宇，張運(yùn)福，等.遼寧省氣候變化及對(duì)極端天氣氣候的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2013，32（6）：1525-1531.

[6]李廣霞，劉雪峰，李軍林，等.遼寧省氣溫與降水變化特征[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（32）：18337-18342.

[7]施能.氣象科研與預(yù)報(bào)中的多元分析方法[M].北京：氣象出版社，2002：1-74.

[8]紀(jì)瑞鵬，陳鵬師，張玉書，等.氣候變化對(duì)遼寧農(nóng)業(yè)的影響和減輕自然災(zāi)害的對(duì)策建議[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009（1）：53-54.

[9]趙春雨，王穎，張玉書，等.近50年遼寧省作物生長(zhǎng)季氣候條件變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].災(zāi)害學(xué)，2009，23（6）：48-53.

[10]羅新蘭，安娟，劉新安，等.東北三省玉米生育熱量指標(biāo)與品種熟型分布研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，31（4）：318-323.

[11]張翠艷.近50年來錦州地區(qū)氣候變化對(duì)生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（29）：12835-12837，12912.

[12]馬樹慶，王琪，羅新蘭.基于分期播種的氣候變化對(duì)東北地區(qū)玉米（Zea mays）生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（5）：2131-2139. （責(zé)編：張宏民）