彭水農(nóng)業(yè)氣候資源分析

海川 向果 向濤

摘要 [目的]全面分析重慶市彭水農(nóng)業(yè)氣候資源。[方法]利用重慶市彭水1981—2010年的氣溫、降水量、日照時數(shù)等氣象觀測資料，采用線性傾向估計、距平等統(tǒng)計分析方法，對近30年來彭水農(nóng)業(yè)氣候資源的特征進(jìn)行了分析。[結(jié)果]近30年彭水氣溫整體呈上升趨勢，高溫天氣有所增多。年降水量相對波動較大，具有明顯的年際變化特點(diǎn)；春季的降水量整體呈上升趨勢，夏季的降水量比較平穩(wěn)，秋、冬季的降水量有減少趨勢。日照時數(shù)在增加，熱量較為充分。[結(jié)論]該研究為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供氣象決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)氣候資源；變化特征；彭水

中圖分類號 S162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）23-0126-05

Abstract [Objective] The research aimed to comprehensively analyze the agricultural climate resources of Pengshui in Chongqing.[Method]Based on the meteorological observation data such as temperature， precipitation and sunshine hours of Pengshui in Chongqing from 1981 to 2010， the characteristics of agricultural climate resources in Pengshui in the past 30 years were analyzed by statistical analysis methods such as linear tendency estimation and distance.[Result]In the past 30 years， the temperature of Pengshui had generally increased， and the hot weather had increased.The annual precipitation was relatively fluctuating and had obvious characteristics of interannual variation； the precipitation in spring was generally on the rise， the precipitation in summer was relatively stable， and the precipitation in autumn and winter was decreasing.The sunshine hours was increasing and the heat was more abundant.[Conclusion]The study provides a basis of meteorological decision-making for local agricultural production and agricultural restructuring.

Key words Agricultural climate resources； Change characteristic；Pengshui

農(nóng)業(yè)氣候資源是指能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供物質(zhì)和能量的氣候條件，包括降水和日照時數(shù)等，即指生長期的長短、總熱量和降水的多少及其在年內(nèi)和年際間的分配與變化。農(nóng)業(yè)氣候資源要素的質(zhì)量、數(shù)量的多寡及其配合情況的不同，在一定程度上決定了一個地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)和布局、作物種類和品種、耕作制度等，這些最終將影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的高低及其產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣[1-7]。彭水苗族土家族自治縣地處重慶市東南部

（107°48′～108°36′E、28°57′～29°51′N），處烏江下游，北連石柱土家族自治縣，東北接湖北省鄂西土家族苗族自治州利川市，東連黔江區(qū)，東南接酉陽土家族苗族自治縣，南鄰貴州省沿河土家族自治縣、務(wù)川仡佬族苗族自治縣，西南連貴州省道真仡佬族苗族自治縣，西連武隆區(qū)，西北與豐都縣接壤。彭水縣東西寬78 km，南北長96.40 km，水陸邊界線總長414.90 km，幅員面積3 905.22 km.2，位置處于武陵山區(qū)，居長江一級支流烏江下游；大部位于盆周山地及盆緣斜坡區(qū)，河溪深切，坡陡谷深，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，江河縱橫，水系發(fā)達(dá)，烏江自西南向東北貫通全縣。地勢從南北向河谷方向傾斜，形成南北高、中間低、地形起伏較大的地貌景觀，“兩山夾一槽”是彭水地貌的主要特征。由于地形復(fù)雜，所以氣候存在多樣性。氣候資源是生產(chǎn)力，合理開發(fā)、利用、保護(hù)和管理氣候資源，加強(qiáng)對氣候資源變化的研究和氣候資源的綜合利用，有利于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[8-12]。

彭水農(nóng)副產(chǎn)品資源充足，是全國烤煙標(biāo)準(zhǔn)化種植示范縣，也是重慶市100萬草食牲畜基地縣、重慶市森林資源大縣。近年來立足生態(tài)保護(hù)區(qū)功能定位，以脫貧攻堅(jiān)為統(tǒng)攬，以推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和城鄉(xiāng)一體化發(fā)展，推動農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村增綠，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展、從村繁榮，強(qiáng)力推動“4+2”特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。筆者利用重慶市彭水1981—2010年的氣溫、降水量、日照時數(shù)等氣象觀測資料，采用線性傾向估計、距平等統(tǒng)計分析方法，對近30年來彭水農(nóng)業(yè)氣候資源的特征進(jìn)行了分析，旨在全面分析重慶市彭水農(nóng)業(yè)氣候資源，以便更好地防災(zāi)減災(zāi)、趨利避害，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供氣象決策依據(jù)。

1 資料與方法

選取的氣候資料包括日平均氣溫、月平均氣溫、年平均氣溫、四季氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、積溫、逐月降水量、逐年降水量、逐月日照時數(shù)等，均由重慶市氣象局提供。歷史多年平均氣象資料選取1981—2010年氣象資料。采用線性傾向估計、累積距平等方法對氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。季節(jié)劃分為春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫變化特征

2.1.1 日平均氣溫。據(jù)歷年資料統(tǒng)計得出，從1月1日開始，日平均溫度基本上都在6.0 ℃以上，3月4日開始日平均溫度可達(dá)10.0 ℃，4月14日開始日平均溫度可達(dá)17.0 ℃，4月28日開始日平均溫度可達(dá)20.0 ℃，10月4日開始日平均溫度降至20.0 ℃以下。日極端最高溫度為42.5 ℃（出現(xiàn)在2006年8月15日），6月下旬至9月中旬極端最高溫度均可達(dá)30.0 ℃以上。極端最低溫度為-1.3 ℃（出現(xiàn)在1984年12月24日），1月下旬均可出現(xiàn)日極端最低溫度在0 ℃以下。

2.1.2 年平均氣溫。從表1可看出，近30年彭水年平均氣溫為17.5 ℃，最熱月為8月，平均溫度為27.3 ℃，最高年份可達(dá)30.0 ℃；最冷月為1月，平均溫度為7.0 ℃。各月歷年平均氣溫為7.0～28.0 ℃。

從30年年平均氣溫看，彭水年平均氣溫為17.5 ℃，2006年最高，達(dá)18.5 ℃，1996年最低，僅為16.7 ℃，最高和最低之間相差1.8 ℃。20世紀(jì)80和90年代基本處于17.5 ℃左右，每個年代僅有2年大于或小于17.0 ℃，分別是1984年16.9 ℃、1990年18.2 ℃、1996年16.7 ℃、1998年18.0 ℃。而進(jìn)入21世紀(jì)，年平均氣溫明顯升高，其中2002、2003、2004、2005年年平均氣溫穩(wěn)定在17.8 ℃，10年中有9年高于多年年平均氣溫。分析線性趨勢可見，近30年彭水年平均氣溫呈上升趨勢，上升速率約為0.210 ℃/10 a（圖1），并且通過了信度為0.01的相關(guān)性檢驗(yàn)。近30年來年平均氣溫大體可以分為4個變化階段： 1981—1990年的升溫階段，氣溫由1981年的17.6 ℃上升至1990年的18.2 ℃，上升幅度為0.6 ℃，這階段的平均氣溫為17.4 ℃，低于多年平均值；1991—1993年的降溫階段，氣溫從18.2 ℃下降至17.1 ℃，下降了1.1 ℃，這一階段的平均氣溫為17.4 ℃，也低于多年平均氣溫；1994—2007年的升溫階段，平均氣溫上升至18.5 ℃的同時，氣溫傾向率遠(yuǎn)大于多年氣溫變率，表明氣溫正處于相對偏暖期，升溫趨勢十分明顯；2008—2010年的降溫階段，平均氣溫從18.5 ℃下降至17.3 ℃，又是一個緩慢下降的過程。由此可見，20世紀(jì)80年代和90年代初期年平均氣溫基本處于多年平均值以下，屬氣溫偏低時期；90年代中后期—2007年，大部分年份年平均溫度在多年平均值之上，基本處于偏暖時期；2008—2010年年平均氣溫又有下降的趨勢。

2.1.3 四季氣溫。

從表2可看出，12個月氣溫傾向率全為正值都是呈上升趨勢。上升最明顯的應(yīng)該是3月份，其次是2月份（升溫率為0.674 ℃/10 a），多數(shù)的極端高溫天氣都出現(xiàn)在7、8月份，夏季氣溫偏高。從四季氣溫變化情況看，春、秋、冬季的增溫相對較明顯，尤其是春季，通過了0.05的信度檢驗(yàn)。夏季增溫幅度不大，絕大部分是因?yàn)?月份升溫不明顯，導(dǎo)致整個夏季增溫不明顯，而單獨(dú)看6月，7月份的大幅增溫會使氣溫躍升到一個較高的水平。冬季氣溫變化的情況也比較復(fù)雜，整體增溫幅度不大。1月份略微上升，而2月份增溫相當(dāng)明顯，同時也通過了0.05的信度檢驗(yàn)。

2.1.4 高低氣溫。近30年彭水極端低溫情況變化不是很明顯，在整體溫度上升的一個大背景下，極端低溫的出現(xiàn)是逐年代減少：20世紀(jì)80年代出現(xiàn)低于10.0 ℃的天數(shù)最多，達(dá)到1 176 d，90年代減少了13 d，而2001—2010年比80年代更是減少了110 d（表3）；2000年以來，極端低溫狀況有所緩解，均值較90年代上升了0.4 ℃，同時，極端低溫出現(xiàn)最頻繁的12月和1月的月平均氣溫分別以0.236和0.062 ℃/10 a的變率在變化，相對于整體氣溫的大幅上升，冬季這2個月的溫度變化可以說是維持相對穩(wěn)定，變化不大。年最低氣溫的常年均值為0.3 ℃，1981—2010年有較明顯的上升趨勢，上升速率約為0.250 ℃/10 a。

相對于低溫狀況，表4的高溫狀況可以更明顯地反映彭水極端高溫的變化情況。大于30 ℃以上天數(shù)、大于35 ℃以上天數(shù)以及大于40 ℃以上天數(shù)，20世紀(jì)80年代以來天數(shù)明顯增多，尤其是大于40 ℃天數(shù)，80年代只有8 d，而2001年以來已經(jīng)有22 d的記錄了，可見極端高溫天氣在彭水發(fā)生的頻率越來越大。

根據(jù)每年極端氣溫、平均氣溫的最高最低值以及每日最高最低氣溫值，得到了彭水氣溫變化幅度的一個年代際變化情況。從表5可以看出，平均年極端溫差以一個比較平穩(wěn)的幅度在不斷上升，這與極端高低溫的變化情況是一致的，而其中極端高溫起的作用應(yīng)該是很大的。平均氣溫日較差也是逐年代增加的，80年代和90年代均為7.3 ℃，2001年以來已經(jīng)上升到7.7 ℃。

2.1.5 積溫。

積溫與農(nóng)作物生長有著密切的關(guān)系，農(nóng)作物對積溫有著一定的要求[13]。根據(jù)逐日平均氣溫資料進(jìn)行相關(guān)處理，得到各年≥10 ℃的活動積溫。從圖2可以看出，近30年來彭水年積溫總體的趨勢是增加的，變率達(dá)100（℃·d）/10 a，而且通過了信度為0.01的相關(guān)性檢驗(yàn)。比較明顯的上升發(fā)生在20世紀(jì)80年代末期，形成一個峰值（6 084.0 ℃·d左右），1990年峰值開始下降，一直降至1996年的5 366.5 ℃·d（30年最低值），期間年積溫都在均值（5 834.7 ℃·d）上下波動；隨后積溫一路回升，極大值出現(xiàn)在2007年（6 166.4 ℃·d），2000年以后有9年年積溫都處于多年平均值以上，這與年平均氣溫的變化情況完全一致。

2.2 降水量變化特征

2.2.1 月降水量。

經(jīng)分析，彭水11月—次年3月月降水量都在55.0 mm以下，其中5—8月月降水量均可達(dá)到150.0 mm以上。降水量最多的月份在6—7月，多年月平均降水量接近200.0 mm。1月降水量僅為22.2 mm，4月后逐漸增多，可達(dá)到108.0 mm以上，7月最大降水量可達(dá)200.0 mm以上，10月后降水量又趨于下降，其中7月平均降水量最大，為198.1 mm，12月僅21.6 mm。

2.2.2 各季降水量。從表6可看出，夏半年（5—10月）降水量為923.8 mm，占全年的76.6%；冬半年（11月—次年4月）為281.3 mm，占全年的23.4%。其中又以夏季降水量最多，為535.4 mm，占年總降水量的44.4%；春季次之，為331.1 mm，占全年的27.4%；冬季最少，僅為73.9 mm，占全年的6.1%。

可見，近30年彭水降水干雨季節(jié)分明，冬干、夏雨多。

2.2.3 年降水量。從圖3可看出，近30年來彭水年降水量線性變化趨勢不明顯（未能通過0.05水平的顯著性檢驗(yàn)），而相對波動較大，具有明顯的年際變化，年平均降水量為1 206.6 mm，其中年最多降水量為1 707.1 mm，出現(xiàn)在1984年，年最少降水量為832.5 mm，出現(xiàn)在2006年，兩者相差874.6 mm。從5年滑動平均來看，降水偏少期為1989—1996年和2006、2009年，而降水偏多期為20世紀(jì)80年代前中期和2000年前后，其他年份相對較穩(wěn)定。

2.2.4 四季降水量。從圖4可以看出，春季降水量整體呈

上升趨勢（變率為24.5 mm/10 a），尤其是20世紀(jì)90年代初期

開始到21世紀(jì)初期，一直以較平穩(wěn)的趨勢在上升，之后維持穩(wěn)定，也正是90年代初期的上升，春季降水量進(jìn)入21世紀(jì)以后一直在多年平均值（331.1 mm）之上做相對平緩的波動。夏季降水情況與年降水量的變化情況大致相同，波動較大，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)一個降水峰值，在90年代中期存在一個峰值，之后開始下滑，進(jìn)入21世紀(jì)后，降水波動趨于減少，且低于多年平均值（377.5 mm），整體夏季降水還是呈減少趨勢（變率為-16.2 mm/10 a）。秋季降水一直在多年平均值上下波動，變化幅度不是很明顯。冬季降水也是呈現(xiàn)減少趨勢（變率為-3.4 mm/10 a）。

2.3 日照時數(shù)變化特征

2.3.1 月變化。彭水光照充足，年平均日照總時數(shù)為888.3 h，最多年為1 121.4 h（2006年），最少年為713.7 h（1996年）。從表7可看出，在3、4、10、11月平均日照時數(shù)為47～76 h，5、9月日照時數(shù)較大，可達(dá)95.0 h左右，7—8月最大日照數(shù)可達(dá)130.0 h以上，而12月—次年2月冬季日照時數(shù)最少，僅為30.0 h左右。而充裕的光照資源有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及各種農(nóng)作物的生長發(fā)育[14-15]。

2.3.2 年代際變化。從圖5可以看出，近30年彭水年日照時數(shù)波動較大，極大值是2006年的1 121.4 h，而極小值出現(xiàn)在1996年的713.7 h，兩者相差407.7 h。日照時數(shù)整體呈上升趨勢，尤其是2000年以來，10年中有2年的日照時數(shù)出現(xiàn)歷史極大值，變化也相對趨于穩(wěn)定，最近幾年一直在均值下徘徊。20世紀(jì)80年代、90年代以及2000年以來各年代年平均日照時數(shù)分別為889.0、866.0、1 000.0 h，可見最近10年相對于前20年，日照時數(shù)的增加是比較顯著的。

圖6是日照時數(shù)距平曲線，更能反映日照時數(shù)的年際變化，從圖中可以看出，20世紀(jì)80年代—90年代中期日照時數(shù)處于比較平穩(wěn)階段，90年代中期—21世紀(jì)初日照時數(shù)不斷下降，2001年以后開始回升。

2.3.3 季變化。從表8可看出，近30年彭水春、夏、冬季日照時數(shù)在20世紀(jì)90年代都較80年代偏少，在多年平均值以下。夏季相對變化最大，90年代相對80年代急劇下降，而21世紀(jì)以來日照時數(shù)上升但仍在均值以下。

3 結(jié)論

（1）近30年彭水年平均氣溫為17.5 ℃，極端最高氣溫為42.5 ℃，極端最低氣溫為-1.3 ℃。30年年平均氣溫整體呈上升趨勢，可分為4個變化階段，即1981—1990年的升溫階段、1991—1993年的降溫階段、1994—2007年的升溫階段、2008—2010年的降溫階段。春、秋、冬季的增溫相對較明顯，尤其是春季，夏季增溫幅度不大。極端低溫情況變化不是很明顯，但是逐年代減少；極端高溫情況是逐年代增多。平均氣溫日較差也是逐年代增加的。年積溫總體的趨勢是增加的。

（2）近30年彭水降水量最多的月份在6—7月，多年月平均降水量接近200.0 mm。夏季降水量最多，約占年總降水量的50%，而冬季降水量不足年總降水量的10%。年平均降水量為1 206.6 mm，年降水量相對波動較大，具有明顯的年際變化特點(diǎn)。春季的降水量整體呈上升趨勢，夏季的降水量比較平穩(wěn)，秋、冬季的降水量有減少趨勢。

（3）近30年彭水年平均日照總時數(shù)為888.3 h，整體呈上升趨勢，最近10年相對于前20年，日照時數(shù)的增加是比較顯著的。20世紀(jì)80年代—90年代中期日照時數(shù)處于比較平穩(wěn)階段，90年代中期—21世紀(jì)初日照時數(shù)不斷下降，2001年以后開始回升。四季中，春、夏、冬季在20世紀(jì)90年代都較80年代偏少，在多年平均值以下。

（4）彭水主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：氣候溫和，雨量充沛多集中，光照偏少云霧多，春來較早多夜雨，夏季炎熱伏旱較多，秋季涼爽而多綿雨，冬無嚴(yán)寒而少霜雪。無霜期長，具有典型的季風(fēng)氣候特征，同時立體氣候特征明顯。據(jù)統(tǒng)計，彭水地區(qū)多年平均氣溫17.5 ℃，常年平均降雨量1 206.6 mm，年均日照時數(shù)888.3 h，年均蒸發(fā)量951.3 mm。

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