1959—2016年遼寧省農(nóng)業(yè)氣候資源的變化特征

李卓群

以溫度升高為代表的全球氣候變化成為相關(guān)研究的熱點(diǎn)問題。農(nóng)業(yè)作為對(duì)氣候變化較為敏感的領(lǐng)域，受氣候變化影響明顯。而農(nóng)業(yè)氣候資源的變化將直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)水平，并在一定程度上決定作物種類、種植方式、栽培管理措施和耕作制度等，最終決定農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，明確全球氣候變化背景下的農(nóng)業(yè)氣候資源變化特征，對(duì)于制定科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)意義重大。

遼寧省是中國(guó)重要的農(nóng)業(yè)大省。截至2016年底，遼寧省耕地面積409.29萬(wàn)公頃，占遼寧省土地總面積的27.7%，人均占有耕地約0.096公頃。遼寧省是中國(guó)東北地區(qū)唯一的既沿海又沿邊（地處中國(guó)北端且沿海）省份，地形復(fù)雜，各地氣候條件不同，因此不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資源也存在明顯差異。為此，本文根據(jù)行政區(qū)劃將遼寧省的14個(gè)地級(jí)市劃分為東、西、南、北、中5個(gè)區(qū)位，分析了1959～2016年不同區(qū)位年、季節(jié)和作物生長(zhǎng)季的農(nóng)業(yè)氣候資源變化特征，旨在盡量減少和避免不利氣候條件的影響，以期為相關(guān)部門合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)展適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻脑O(shè)施農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

遼寧省位于中國(guó)東北地區(qū)的南部（38°43'～43°26'N，118°53'～125°46'E）。南瀕黃、渤二海，遼東半島斜插于兩海之間，隔渤海海峽，與山東半島遙相呼應(yīng)；西南與河北省接壤；西北與內(nèi)蒙古自治區(qū)毗連；東北與吉林省為鄰；東南以鴨綠江為界與朝鮮隔江相望。遼寧省地處歐亞大陸東岸、中緯度地區(qū)，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，日照豐富，積溫較高，冬長(zhǎng)夏暖，春秋季短，四季分明。遼寧省主要農(nóng)事活動(dòng)集中在4月上旬至9月末，故本文將4～9月定義為遼寧省農(nóng)作物生長(zhǎng)季。

遼寧省轄14個(gè)地級(jí)市，本文按照行政區(qū)劃將遼寧省分為5個(gè)區(qū)位：東部（撫順、本溪和丹東）、南部（大連和營(yíng)口）、西部（錦州、阜新、朝陽(yáng)、葫蘆島和盤錦）、北部（鐵嶺）和中部（沈陽(yáng)、鞍山和遼陽(yáng)），分別對(duì)5個(gè)區(qū)位的農(nóng)業(yè)氣候資源進(jìn)行分析。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

依據(jù)分布較均勻、資料較完整的原則，本研究選擇遼寧省5個(gè)區(qū)位共27個(gè)氣象觀測(cè)站（表1）的1959～2016年逐日氣候資料，包括平均氣溫、平均地溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度等。本文數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象局?jǐn)?shù)據(jù)共享網(wǎng)，由日資料統(tǒng)計(jì)到月、季和年數(shù)據(jù)。

1.3 氣候傾向率

本文采用氣候傾向率分析遼寧省農(nóng)業(yè)氣候資源的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。在計(jì)算變化趨勢(shì)時(shí)，采用最小二乘法，計(jì)算樣本Xt與時(shí)間t的線性回歸系數(shù)（a），要素的變化可用一次線性方程表示：

Xt=at+b （t=1，2，…，n）

以線性回歸系數(shù)a的10倍作為氣候傾向率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Matlab和Microsoft Excel軟件對(duì)文中的逐日數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。文中圖表采用Microsoft Excel軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫的變化特征

2.1.1 年均氣溫 1959～2016年，遼寧省年均氣溫整體呈增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為0.22℃·

10年-1。各區(qū)位年均氣溫的氣候傾向率在0.2～0.25℃·10年-1之間，由大至小依次為中部>北部>西部>南部>東部（圖1）。27個(gè)站點(diǎn)年均氣溫的氣候傾向率在0.10～0.43℃·10年-1之間。研究期間，遼寧省年均氣溫為8.3℃，位于東部的撫順和桓仁的年均氣溫最低，為6.9℃，位于中部的鞍山的年均氣溫最高，為9.8℃；各區(qū)位年均氣溫由大至小依次為南部>中部>西部>東部>北部。

2.1.2 作物生長(zhǎng)季平均氣溫 1959～2016年，遼寧省作物生長(zhǎng)季平均氣溫整體呈增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為0.18℃·10年-1。各區(qū)位作物生長(zhǎng)季平均氣溫的氣候傾向率在0.15～0.23℃·10年-1之間，由大至小依次為北部>中部>西部>南部=東部（圖1）。27個(gè)站點(diǎn)作物生長(zhǎng)季平均氣溫的氣候傾向率在0.07～0.36℃·10年-1之間。研究期間，遼寧省作物生長(zhǎng)季平均氣溫為18.9℃，位于東部的桓仁最低，為17.5℃，位于中部的鞍山最高，為20.1℃；各區(qū)位作物生長(zhǎng)季平均氣溫由大至小依次為中部>南部>西部>北部>東部。

2.2 地表溫度的變化特征

2.2.1 年均地表溫度 1959～2016年，遼寧省年均地表溫度整體呈增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為0.40℃·10年-1。各區(qū)位年均地表溫度的氣候傾向率在0.27～0.56℃·10年-1之間，由大至小依次為北部>中部=東部>西部>南部（圖1）。27個(gè)站點(diǎn)年均地表溫度的氣候傾向率在0.21～0.70℃·10年-1之間。研究期間，遼寧省年均地表溫度為10.1℃，位于東部的桓仁最低，為8.7℃，位于南部的瓦房店最高，為11.8℃；各區(qū)位年均地表溫度由大至小依次為南部>西部>中部>東部>北部。

2.2.2 作物生長(zhǎng)季平均地表溫度 1959～2016年，遼寧省作物生長(zhǎng)季平均地表溫度整體呈增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為0.30℃·10年-1。各區(qū)位作物生長(zhǎng)季平均地表溫度的氣候傾向率在0.20～0.46℃·10年-1之間，由大至小依次為北部>中部>西部>東部>

南部（圖1）。除東部的桓仁作物生長(zhǎng)季平均地表溫度的氣候傾向率為負(fù)值（-0.14℃·10年-1）外，其余26個(gè)站點(diǎn)作物生長(zhǎng)季平均地表溫度的氣候傾向率在0.21～0.70℃·10年-1之間。研究期間，遼寧省作物生長(zhǎng)季平均地表溫度為21.8℃，位于東部的桓仁最低，為20.0℃，位于西部的朝陽(yáng)最高，為23.5℃；各區(qū)位作物生長(zhǎng)季平均地表溫度由大至小依次為西部>中部>南部>北部>東部。

2.3 日照時(shí)數(shù)的變化特征

2.3.1 年日照時(shí)數(shù) 1959～2016年，遼寧省年日照時(shí)數(shù)整體呈減少態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為-40.21 小時(shí)·10年-1（圖2）。各區(qū)位年日照時(shí)數(shù)的氣候傾向率在-55.35～-7.65小時(shí)·10年-1之間，絕對(duì)值由大至小依次為西部>南部>北部>中部>東部。本溪、撫順、莊河、鞍山4個(gè)站點(diǎn)的日照時(shí)數(shù)氣候傾向率為正，其余23個(gè)站點(diǎn)年日照時(shí)數(shù)的氣候傾向率在-7.76～-91.87小時(shí)·10年-1之間。研究期間，遼寧省年日照時(shí)數(shù)平均值為2595.7小時(shí)，位于中部的岫巖最低，為2267.6小時(shí)，位于西部的建平最高，為2793.8小時(shí)；各區(qū)位年日照時(shí)數(shù)由大至小依次為西部>北部>南部>中部>東部。

2.3.2 作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù) 1959～2016年，遼寧省作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)整體呈減少態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為-22.91小時(shí)·10年-1（圖2）。各區(qū)位作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)的氣候傾向率在-33.02～-5.78小時(shí)·10年-1之間，絕對(duì)值由大至小依次為西部>南部>中部>北部>東部。本溪、本溪縣、莊河、鞍山4個(gè)站點(diǎn)的作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)氣候傾向率為正，其余23個(gè)站點(diǎn)作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)的氣候傾向率在-0.21～-56.36小時(shí)·10年-1之間。研究期間，遼寧省作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)平均值為1400.7小時(shí)，位于中部的岫巖最低，為1152.7小時(shí)，位于北部的昌圖最高，為1525.0小時(shí)；各區(qū)位作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)由大至小依次為北部>西部>中部>南部>東部。

2.4 相對(duì)濕度的變化特征

2.4.1 年均相對(duì)濕度 1959～2016年，遼寧省年均相對(duì)濕度整體變化很小，氣候傾向率為-0.09%·10年-1（圖3）。各區(qū)位年均相對(duì)濕度的變化均不大，但趨勢(shì)不同，西部和北部呈略微增加趨勢(shì)，東部、南部和中部呈略微減小趨勢(shì)。僅中部的鞍山站點(diǎn)的年均相對(duì)濕度氣候傾向率（-1.57%·10年-1）絕對(duì)值超過(guò)1%·10年-1，其余26個(gè)站點(diǎn)年均相對(duì)濕度的氣候傾向率絕對(duì)值均小于1%·10年-1。研究期間，遼寧省年均相對(duì)濕度為63.6%，位于中部的岫巖最高，為69.0%，位于西部的朝陽(yáng)最低，為51.5%；各區(qū)位年均相對(duì)濕度由大至小依次為東部>南部>北部>中部>西部。

2.4.2 作物生長(zhǎng)季平均相對(duì)濕度 1959～2016年，遼寧省作物生長(zhǎng)季平均相對(duì)濕度整體變化很小，氣候傾向率為-0.08%·10年-1（圖3）。各區(qū)位作物生長(zhǎng)季平均相對(duì)濕度的變化均不大，但趨勢(shì)不同，東部和西部呈略微增加趨勢(shì)，北部、南部和中部呈略微減小趨勢(shì)。僅中部的鞍山站點(diǎn)的作物生長(zhǎng)季平均相對(duì)濕度氣候傾向率（-1.37%·10年-1）

絕對(duì)值超過(guò)1%·10年-1，其余26個(gè)站點(diǎn)作物生長(zhǎng)季平均相對(duì)濕度的氣候傾向率絕對(duì)值均小于1%·10年-1。

研究期間，遼寧省作物生長(zhǎng)季平均相對(duì)濕度為67.8%，位于南部的莊河最高，為76.7%，位于西部的建平最低，為57.7%；各區(qū)位年均相對(duì)濕度由大至小依次為南部>東部>中部>北部>西部。

2.5 降水的變化特征

2.5.1 年降水量 1959～2016年，遼寧省年降水量整體呈減少態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為-8.27毫米·10年-1（圖4）。除北部地區(qū)年降水量稍有增加（0.95毫米10年-1）外，其余區(qū)位年降水量的氣候傾向率在-13.25～-7.47毫米·10年-1之間，絕對(duì)值由大至小依次為東部>南部>西部>中部>北部。開原、鞍山的年降水量氣候傾向率為正，其余25個(gè)站點(diǎn)年降水量的氣候傾向率在-1.83～-30.80毫米·10年-1之間。研究期間，遼寧省年降水量平均值為670.6毫米，位于西部的建平的年降水量最低，為464.6毫米，位于東部的桓仁的年降水量最高，為842.0毫米，年降水量的空間差異較大；各區(qū)位年降水量由大至小依次為東部>南部>中部>北部>西部。

2.5.2 春季降水量 1959～2016年，遼寧省春季降水量整體呈增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為3.63毫米·10年-1（圖4）。各區(qū)位春季降水量的氣候傾向率在2.55～4.44毫米·10年-1之間，由大至小依次為中部>南部>北部>西部>東部。27個(gè)站點(diǎn)春季降水量的氣候傾向率在1.14～6.35毫米·10年-1之間。研究期間，遼寧省春季降水量平均值為103.3毫米，位于西部的建平的春季降水量最低，為67.7毫米，位于東部的本溪的春季降水量最高，為131.9毫米，春季降水量的空間差異較大；各區(qū)位年降水量由大至小依次為東部>中部>南部>北部>西部。

2.5.3 夏季降水量 1959～2016年，遼寧省夏季降水量整體呈減少態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為-9.23 毫米·10年-1（圖4）。各區(qū)位夏季降水量的氣候傾向率在-12.79～-0.94毫米·10年-1之間，絕對(duì)值由大至小依次為南部>東部>西部>中部>北部。除開原站夏季降水量的氣候傾向率為正外，其余26個(gè)站點(diǎn)夏季降水量的氣候傾向率在-29.33～-1.65毫米·10年-1之間。研究期間，遼寧省夏季降水量平均值為429.6毫米，位于西部的建平最低，為320.4毫米，位于東部的桓仁最高，為545.4毫米，夏季降水量的空間差異較大；各區(qū)位夏季降水量由大至小依次為東部>南部>北部>中部>西部。

2.5.4 秋季降水量 1959～2016年，遼寧省秋季降水量整體呈減少態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為-3.74 毫米·10年-1（圖4）。各區(qū)位秋季降水量的氣候傾向率在-5.26～-1.59毫米·10年-1之間，絕對(duì)值由大至小依次為東部>北部>南部>中部>西部。除西部3個(gè)站點(diǎn)（朝陽(yáng)、建平、建昌）秋季降水量的氣候傾向率為正外，其余24個(gè)站點(diǎn)秋季降水量的氣候傾向率在-7.13～-1.12毫米·10年-1之間。研究期間，遼寧省秋季降水量平均值為118.3毫米，位于西部的朝陽(yáng)最低，為68.6毫米，位于東部的桓仁最高，為146.0毫米，秋季降水量的空間差異較大；各區(qū)位秋季降水量由大至小依次為東部>中部>南部>北部>西部。

2.5.5 冬季降水量 1959～2016年，遼寧省冬季降水量整體呈稍許增加態(tài)勢(shì)，氣候傾向率為1.09毫米·10年-1（圖4）。各區(qū)位冬季降水量的變化均不大，但趨勢(shì)稍有差別，西部和南部呈略微減少趨勢(shì)，東部、北部和中部呈略微增加趨勢(shì)。研究期間，遼寧省冬季降水量平均值為19.6毫米，位于西部的建平最低，為5.7毫米，位于東部的本溪最高，為31.1毫米，冬季降水量的空間差異較大；各區(qū)位冬季降水量由大至小依次為東部>中部>南部>北部>西部。

3 結(jié)語(yǔ)

1959～2016年間，遼寧省年均氣溫、作物生長(zhǎng)季平均氣溫、年均地表溫度和作物生長(zhǎng)季平均地表溫度均呈增加趨勢(shì)，年日照時(shí)數(shù)、作物生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)均呈降低趨勢(shì)，年均相對(duì)濕度和作物生長(zhǎng)季相對(duì)濕度的變化不大，年降水量呈降低趨勢(shì)，春季降水量有所增加，秋季和夏季降水量有所減少，冬季降水量變化不大。遼寧省農(nóng)業(yè)氣候表現(xiàn)為“氣溫升高，降水、日照減少”暖干化趨勢(shì)，而且存在季節(jié)和地域差異。