近40年明水縣日照時(shí)數(shù)變化規(guī)律及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

梁洪艷 馮琦 高長(zhǎng)宇 張淑娟 孫成 劉昕

摘要：對(duì)明水縣1971年～2010年日照時(shí)數(shù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明： 近40年來(lái)，明水縣日照時(shí)數(shù)的年變化、年代際變化及季節(jié)變化均呈減少趨勢(shì)，且減少趨勢(shì)在變緩。各季節(jié)變化差異較大，春季和夏季減少最明顯，秋季、冬季變化不明顯，80年代日照時(shí)數(shù)出現(xiàn)突變，日照時(shí)數(shù)下降達(dá)180小時(shí)。日照時(shí)數(shù)的減少對(duì)玉米、大豆、馬鈴薯均有不同程度的影響。

關(guān)鍵詞：日照時(shí)數(shù)；明水縣；變化規(guī)律；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；影響

中圖分類號(hào)： S161.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.063

氣候變化已引起人們的普遍關(guān)注，日照作為太陽(yáng)活動(dòng)最重要的表現(xiàn)形式，既是氣候變化的主要影響因素，也是氣候資源的重要組成部分[1]。它與人類的生產(chǎn)活動(dòng)、動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，是氣候變化的主要?dú)庀笠刂?。任?guó)玉[2]等分析1956年～2002年中國(guó)日照時(shí)數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)全國(guó)年平均日照時(shí)數(shù)具有明顯下降趨勢(shì)。賈金明等[3]、譚友邦等[4]從不同區(qū)域尺度對(duì)日照時(shí)數(shù)的氣候變化特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明，各地日照時(shí)數(shù)的氣候變化特征也有不同。郭軍[5]對(duì)天津地區(qū)近40年日照變化特征的分析也發(fā)現(xiàn)其日照時(shí)數(shù)呈明顯的下降趨勢(shì)。本文旨在通過(guò)對(duì)明水縣近40年日照時(shí)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探求在氣候變暖背景下明水縣日照時(shí)數(shù)變化規(guī)律及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，對(duì)充分利用太陽(yáng)能資源及合理安排明水縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)等提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

利用1971年～2010年明水縣逐年、逐月日照時(shí)數(shù)資料， 采用線性方法對(duì)日照時(shí)數(shù)變化特征進(jìn)行分析研究。季日照資料分別為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12～2月）。

2 結(jié)果與分析

2.1 年日照時(shí)數(shù)變化

明水縣年日照時(shí)數(shù)變化曲線及其線性變化趨勢(shì)見圖1。由圖1可知，近40年來(lái)明水縣年日照時(shí)數(shù)變化與全國(guó)大部分地區(qū)基本一致，日照時(shí)數(shù)變化呈減少趨勢(shì)，氣候變化率為-6.276h/a，2010年比1971年減少232.6小時(shí)，平均每年約減少5.8小時(shí)，峰值為2874.8小時(shí)，出現(xiàn)在1973年；谷值為2211.3小時(shí)，出現(xiàn)在2005年，峰值與谷值相差663.5小時(shí)。

2.2 日照時(shí)數(shù)年代際變化

由表1可知，明水縣日照時(shí)數(shù)年代際變化呈減少趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)平均每10年減少61.2小時(shí)，70年代日照時(shí)數(shù)偏多，較多年平均值高，其他年代均比多年平均值低，80年代呈明顯減少趨勢(shì)，比70年代減少180.5小時(shí)，90年代與80年代相當(dāng)，進(jìn)入21世紀(jì)較80 、90年代明顯減少。

2.3日照時(shí)數(shù)的季節(jié)變化

明水縣日照時(shí)數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，圖2給出了明水縣春（3～5月）、夏（6～8月）、秋（9～11月）、冬（12月～2月）四季日照時(shí)數(shù)逐年變化曲線。從圖2可知，1971年～2010年明水縣春、夏、秋、冬各季季日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)與年日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)相同，呈減少趨勢(shì)，但各季變化情況不盡相同，春季和夏季減少?gòu)?qiáng)烈些，秋季和冬季減少比較緩和些，春、夏、秋、冬各季的氣候傾向率分別為每10年-23.69、-25.35、-4.0、-4.3小時(shí)

2.4 不同季節(jié)的日照時(shí)數(shù)年代際變化

表2是明水縣四季不同年代的日照時(shí)數(shù)平均值，可以看出明水縣四季日照時(shí)數(shù)平均值最高值都出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，之后呈下降趨勢(shì)，并且下降趨勢(shì)各不相同。春季日照時(shí)數(shù)的突變發(fā)生在20世紀(jì)80年代，80年代、90年代變化不大，進(jìn)入21世紀(jì)（2001年～2010年）較90年代明顯減少，70年代夏季的日照時(shí)數(shù)平均值較高，之后日照時(shí)數(shù)明顯下降，并且近30年來(lái)變化不大；秋季、冬季日照時(shí)數(shù)平均值近40年來(lái)變化不明顯，最高值都出現(xiàn)在70年代，之后呈下降趨勢(shì)，并且近30年來(lái)變化不明顯。

2.5近五年日照時(shí)數(shù)變化分析

明水縣2011年～2015年年日照時(shí)數(shù)依次是：2718.0小時(shí)、2415.6小時(shí)、2232.5小時(shí)、2281.7小時(shí)、2235.6小時(shí)，2011年日照時(shí)數(shù)最多，2012年較2011年少303小時(shí)，較近三年多近200小時(shí)，年日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢(shì)。春季日照時(shí)數(shù)依次是：786.1小時(shí)、736.6小時(shí)、707.1小時(shí)、682.0小時(shí)、674.6小時(shí)，2011年至2015年呈逐漸減少趨勢(shì)。夏季日照時(shí)數(shù)依次是：725.7小時(shí)、661.3小時(shí)、495.5小時(shí)、558.7小時(shí)、565.1小時(shí)。2011年最多，2013年最少，近兩年略有增多。秋季日照時(shí)數(shù)依次是：619.2小時(shí)、454.6小時(shí)、514小時(shí)、558小時(shí)、584.7小時(shí)，2011年最多，2012年最少，近三年略有增多。冬季日照時(shí)數(shù)依次是：587小時(shí)、563.1小時(shí)、515.9小時(shí)、483小時(shí)、411.2小時(shí)，與春季變化相同呈逐年減少趨勢(shì)。

3 日照時(shí)數(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

明水縣位于黑龍江省西南部，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，季節(jié)變化十分明顯，氣候要素四季變化突出。明水縣是農(nóng)業(yè)大縣，主要糧食作物有玉米、大豆及馬鈴薯等，通過(guò)上述分析得出，明水縣日照時(shí)數(shù)近40年呈減少趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)的減少對(duì)這三種作物的生長(zhǎng)發(fā)育必然會(huì)有不同程度的影響?？傮w上是，日照時(shí)數(shù)減少導(dǎo)致作物光合作用減少，從而碳水化合物積累減少，最終產(chǎn)量下降。

3.1 日照時(shí)數(shù)的減少對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響

玉米是喜光作物，由于喜光作物光飽和點(diǎn)較高，所以對(duì)太陽(yáng)能的利用率也較高，生產(chǎn)潛力較大，強(qiáng)光有利于果實(shí)和籽粒的生長(zhǎng)，產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、含糖量等都比較高。而明水縣玉米生長(zhǎng)期主要集中在夏季，從上述分析可以看出明水縣夏季日照時(shí)數(shù)減少十分明顯，氣候傾向率為-25.35h/10a， 20世紀(jì)70年代夏季日照時(shí)數(shù)為804.6小時(shí)減少至703小時(shí)，減少了101.6小時(shí)，日照時(shí)間過(guò)短必然影響玉米地正常發(fā)育和成熟，光合速率降低，最終產(chǎn)量下降。

3.2 日照時(shí)數(shù)的減少對(duì)大豆生長(zhǎng)的影響

大豆是喜光作物，對(duì)光照條件好壞反應(yīng)較敏感，由于大豆花莢分布在植株上部，因此上部各位置葉片都要求得到充足的陽(yáng)光，以利于葉片進(jìn)行光合作用，以便將有機(jī)養(yǎng)分輸送到各部位花莢，才能提高產(chǎn)量。反之光照不足會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

3.3 日照時(shí)數(shù)的減少對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響

馬鈴薯屬喜光作物，對(duì)光照的要求敏感。光照充足，特別是在強(qiáng)光下，光合作用增強(qiáng)，制造的有機(jī)物質(zhì)較多，塊莖形成較早，產(chǎn)量較高。但生育期間光照不足會(huì)使莖葉徒長(zhǎng)，植株抗病力削弱。受陰雨天氣影響最為嚴(yán)重，馬鈴薯晚疫病見病時(shí)間早、發(fā)病普遍，整體產(chǎn)量將大大降低。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，得出近40年明水縣日照時(shí)數(shù)變化有以下特點(diǎn)：從日照時(shí)數(shù)的年際變化來(lái)看，20世紀(jì)80年代減少幅度最大，較70年代明顯減少，之后日照時(shí)數(shù)減少變得緩和；日照時(shí)數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，春、夏、秋、冬各季節(jié)日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)與年日照時(shí)數(shù)變化相同，呈減少趨勢(shì)，但各季變化情況不一樣，春季和夏季減少?gòu)?qiáng)烈些，秋季和冬季減少比較要小些；年日照時(shí)數(shù)在1983年附近的突變現(xiàn)象顯著，表現(xiàn)為日照時(shí)數(shù)的急劇減少，從70年代的氣候多日照時(shí)段轉(zhuǎn)變?yōu)樯偃照諘r(shí)段。而日照時(shí)數(shù)減少的原因有待進(jìn)一步研究；日照時(shí)數(shù)的減少將降低農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，要獲得作物優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，除選育良種和加強(qiáng)病蟲害防治外，還必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和變化規(guī)律，采取相應(yīng)的農(nóng)氣技術(shù)和措施，才能趨利避害，奪得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和豐收；近五年日照時(shí)數(shù)冬、春季變化相同，呈逐年減少趨勢(shì)，這可能與大氣污染有關(guān)，這兩個(gè)季節(jié)正值北方取暖季，煙幕天氣較多，但其具體原因有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]伍紅玉，等.近48年華南日照時(shí)數(shù)的變化特征[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.79（06）：120-125.

[2]任國(guó)玉，郭軍，等.近50年中國(guó)地面氣候變化基本特征[J].氣象學(xué)報(bào)，2005，63（06）：942-952.

[3]賈金明，吳建河，等.多時(shí)間尺度日照變化特征及成因分析[A].中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“氣候變化及機(jī)理和模擬”分會(huì)場(chǎng)論文集[C]：2006年.

[4]譚友邦，謝利娟.內(nèi)江市近40年日照變化的統(tǒng)計(jì)特征[J].氣象，1996，22（10）：27-30.

[5]郭軍，任國(guó)玉.天津地區(qū)近40年日照時(shí)數(shù)變化特征及其影響因素[J].氣象科技，2006，34（04）：415-420.

作者簡(jiǎn)介：梁洪艷，碩士，明水縣氣象局，高級(jí)工程師，研究方向：氣候與農(nóng)業(yè)。