內(nèi)蒙古通遼地區(qū)近45年淺層地溫變化趨勢(shì)分析

夏 瑩，張連霞，王 俊，邰文河，李 莉

（內(nèi)蒙古通遼市氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

內(nèi)蒙古通遼地區(qū)近45年淺層地溫變化趨勢(shì)分析

夏 瑩，張連霞，王 俊，邰文河，李 莉

（內(nèi)蒙古通遼市氣象局，內(nèi)蒙古 通遼 028000）

對(duì)內(nèi)蒙古通遼地區(qū)所屬7個(gè)氣象站1971—2015年4—9月生長(zhǎng)季0、5、10、15、20、40 cm 6個(gè)層次淺層地溫的變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明：通遼地區(qū)近45年4—9月生長(zhǎng)季各層地溫7月均達(dá)到最高；各層地溫歷年變化總體呈上升趨勢(shì)，每10年平均上升0.335～0.458℃，經(jīng)相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）；0、5、10 cm地溫突變點(diǎn)在1990年，15、20、40 cm地溫突變點(diǎn)在1991年，突變點(diǎn)前后地溫變化顯著，升溫明顯。通過(guò)對(duì)淺層地溫的分析，為當(dāng)?shù)刂卫砩鷳B(tài)環(huán)境、合理調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，安排農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)提供對(duì)策意見(jiàn)。

淺層地溫；變化；突變；分析

內(nèi)蒙古通遼地區(qū)位于內(nèi)蒙古東部，科爾沁草原腹地，松遼平原西端，處于東北與華北交匯處，是我國(guó)重要的商品糧基地和畜牧業(yè)生產(chǎn)基地。近百年來(lái)全球氣候變暖已毋庸置疑，IPCC第4次、第5次評(píng)估報(bào)告表明，全球平均溫度在過(guò)去100年上升了0.74℃。中國(guó)氣候變暖趨勢(shì)與全球一致，1913年以來(lái)，我國(guó)地表溫度上升了0.91℃，最近60年氣溫上升尤其明顯，平均每年約升高0.23℃［1］。在氣候變暖環(huán)境下不同地域地溫存在不同的響應(yīng)［2-3］，從而間接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而增加農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性。陸曉波等［4］分析了中國(guó)近50年各地區(qū)80 cm層地溫變化趨勢(shì)，結(jié)果表明：總體而言，南方變冷，北方變暖，變暖中心分別位于內(nèi)蒙古東部和內(nèi)蒙古西部。而通遼地區(qū)淺層地溫變化方面的研究還很少。該文通過(guò)對(duì)近地表層溫度和淺層地溫的時(shí)空變化分析，從氣象科學(xué)的角度提供對(duì)策意見(jiàn)，對(duì)治理生態(tài)環(huán)境、合理調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，安排農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源 數(shù)據(jù)選用通遼地區(qū)所屬扎魯特旗、科爾沁左翼中旗、開(kāi)魯縣、科爾沁區(qū)、科爾沁左翼后旗、庫(kù)倫旗、奈曼旗7個(gè)氣象站1971—2015年4—9月生長(zhǎng)季0、5、10、15、20、40 cm淺層地溫資料進(jìn)行分析。

1.2 分析方法 各層的氣候傾向率、趨勢(shì)方程利用Excel計(jì)算、分析獲得，并對(duì)序列進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)。利用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法分析淺層地溫的氣候突變，結(jié)合趨勢(shì)線確定突變點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 淺層地溫月變化特征 通遼地區(qū)4—9月各層月平均地溫曲線4—7月為上升趨勢(shì)，7—9月為下降趨勢(shì)，各層7月均達(dá)到最高，0、5、10、15、20、40 cm地溫分別為 28.3、26.5、25.7、25.2、24.7、22.7℃，可以看出，隨著土層深度增加，地溫逐漸降低，曲線逐漸變平緩，各層地溫9月地溫幾乎相同。說(shuō)明熱量在土壤中傳遞的過(guò)程具有一定的損耗。

2.2 淺層地溫年變化趨勢(shì) 分析通遼地區(qū)1971—2015年0～40 cm各淺層地溫年際變化趨勢(shì)，結(jié)果表明：0 cm地溫平均值為 22.1℃，1976年最低，為20.0℃，2000年最高，為24.3℃，序列相關(guān)系數(shù)為0.626 0，傾向率為0.458℃/10年。5 cm地溫平均值為20.3℃，1976年最低，為18.7℃，2007年最高，為 22.2℃，序列相關(guān)系數(shù)為 0.631 8，傾向率為0.421℃/10年。10 cm地溫平均值為19.6℃，1979年最低，為18.2℃，2000年最高，為21.2℃，序列相關(guān)系數(shù)為0.575 2，傾向率為0.335℃/10年。15 cm地溫平均值為19.2℃，1979年最低，為 17.7℃，2007年最高，為21.1℃，序列相關(guān)系數(shù)為0.645 4，傾向率為0.433℃/10年。20cm地溫平均值為18.3℃，1979年最低，為17.3℃，2000年最高，為20.3℃，序列相關(guān)系數(shù)為0.725 4，傾向率為0.458℃/10年。40cm地溫平均值為17.3℃，1976年最低，為15.8℃，2007年最高，為19.0℃，序列相關(guān)系數(shù)為0.670 0，傾向率為0.439℃/10年。各層地溫歷年變化總體呈上升趨勢(shì)，經(jīng)相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

2.3 淺層地溫突變分析 利用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法分析淺層地溫的氣候突變。給定顯著性水平α=0.05，則統(tǒng)計(jì)量UF和UB的臨界值為±1.96。UF＞0，表示序列呈上升趨勢(shì)；反之，表明呈下降趨勢(shì)，大于或小于±1.96，表示上升或下降趨勢(shì)明顯。采用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法分析0～40 cm各層地溫可以得出，各層地溫約在1987—1991年發(fā)生突變。分析確定：0、5、10 cm地溫突變點(diǎn)在1990年；15、20、40 cm地溫突變點(diǎn)在1991年。突變前各層地溫多為負(fù)距平，突變后多為正距平。0～40 cm地溫突變前平均值分別為21.5、19.7、19.2、18.7、18.2、16.7℃；突變后平均值分別為 22.6、20.7、19.9、19.7、19.3、17.7℃，突變點(diǎn)前后分別上升1.1、1.0、0.7、1.0、1.1、1.0℃。

3 結(jié)論與討論

①通遼地區(qū)4—9月0～40 cm各層地溫7月均達(dá)到最高，9月地溫幾乎相同，并隨著土層深度增加，地溫逐漸降低。

②在0～40 cm各層次中，0 cm和20 cm地溫變幅最大，每10年平均上升0.458℃，近45年升高2.1℃；10 cm地溫變幅最小，每 10年平均上升0.335℃，近45年升高1.5℃；5 cm地溫每10年平均上升0.421℃，近45年升高1.9℃；15 cm地溫每10年平均上升0.433℃，近45年升高1.9℃；40 cm地溫每10年平均上升0.439℃，近45年升高2.0℃。說(shuō)明通遼地區(qū)近45年4—9月生長(zhǎng)季淺層地溫具有極為顯著的升高趨勢(shì)。

③各層地溫在20世紀(jì)80年代中后期至90年代初發(fā)生突變，0、5、10 cm地溫突變點(diǎn)在1990年；15、20、40 cm地溫突變點(diǎn)在1991年。突變點(diǎn)前后10 cm平均地溫升幅最小，為0.7℃，其余各層突變點(diǎn)前后平均地溫升高1.0～1.1℃。突變點(diǎn)前后地溫變化顯著。

通遼地區(qū)淺層地溫持續(xù)升高會(huì)促進(jìn)牧草提早返青，縮短牧草青黃不接時(shí)間，有利牧業(yè)生產(chǎn)；同時(shí)對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)玉米提前播種、成熟，避免秋霜危害有利；也可以根據(jù)各地區(qū)各層次淺層地溫變化，合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，并給擴(kuò)大、引進(jìn)新品種作物提供了有利的氣候環(huán)境。淺層地溫的升高還將直接影響植物根系生長(zhǎng)及土壤中微生物繁殖，可間接影響生態(tài)環(huán)境的變化。

［1］秦大河，羅勇，陳振林，等.氣候變化科學(xué)的最新進(jìn)展：IPCC第四次評(píng)估綜合報(bào)告解析［J］.氣候變化研究進(jìn)展，2007，3（6）：311-314.

［2］杜軍，李春，廖健，等.拉薩近45年淺層地溫的變化特征［J］.干旱區(qū)地理，2007，30（6）：826-831.

［3］狄曉英，趙俊萍，史海平，等.近46年臨汾淺層地溫氣候特征分析［J］.山西師范大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2009，23（1）：120-124.

［4］陸曉波，徐海明，孫丞虎，等.中國(guó)近50 a地溫的變化特征［J］.南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，29（5）：706-712.

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A文章順序編號(hào)：1672-5190（2016）09-0057-02

2016-08-24

夏瑩（1964—），女，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樯鷳B(tài)與農(nóng)業(yè)氣象。

（責(zé)任編輯：錢英紅）