大同市近40年農(nóng)業(yè)熱量資源變化特征

李效珍，李臘平，張 勛，孫夢霞，李小強(qiáng)

（大同市氣象局，山西大同 037010）

0 引言

作物的生長需要一定的熱量條件，不同作物對熱量條件的要求有明顯差異，根據(jù)不同品種農(nóng)作物和不同生育期生長發(fā)育的下限溫度與適宜溫度稱作農(nóng)業(yè)界限溫度，相應(yīng)時(shí)段的積溫是鑒定一地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)熱量的重要指標(biāo)。日平均氣溫≥0℃積溫表示作物可能利用的熱量，日平均氣溫≥10℃積溫表示各種作物生長期內(nèi)熱量供應(yīng)的可靠指標(biāo)。我國學(xué)者在積溫方面做了大量研究，殷雪蓮［1］指出河西走廊中部≥10℃界限溫度總體表現(xiàn)為初日提前、終日推后、持續(xù)日數(shù)延長、積溫增加的趨勢，孟艷靈［2］等指出：1960—2014年晉陜蒙地區(qū)日平均氣溫穩(wěn)定≥10℃積溫總體呈上升趨勢，上升趨勢最明顯的區(qū)域分布在山西大同南部-忻州中東部-陽泉地區(qū)，其氣候傾向率均大于100℃·d·10a-1，最高值為252.82℃·d·10a-1，在氣候變暖背景下大同市熱量資源究竟發(fā)生了怎樣的變化，有待于進(jìn)一步研究，以利于適應(yīng)全球氣候變化，達(dá)到資熱量資源利用最大化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的目的。

1 資料與方法

資料來源于大同市氣象局資料檔案室，所用資料為大同市所轄8縣區(qū)觀測站資料，資料起止時(shí)間為1981—2019年，所用歷年平均值為1981—2010年均值；用Excel、線性趨勢法、M-K統(tǒng)計(jì)法分析相關(guān)資料，滑動(dòng)積溫為5年滑動(dòng)積溫。

2 結(jié)果與分析

2.1 ≥0℃活動(dòng)積溫變化趨勢及年代際變化

大同市近40年≥0℃積溫總的變化趨勢呈顯著增加趨勢（圖略），增加速率為44.42℃·d/10a，通過P＜0.01的顯著性檢驗(yàn)，≥0℃活動(dòng)積溫的氣候平均值為3439.6℃·d。39年的積溫最大值出現(xiàn)在1998年為3724.2℃·d，比多年平均值偏多284.6℃·d，最小值出現(xiàn)在1992年為3255.9℃·d，比常年平均值偏少183.7℃·d，最大值與最小值相差468.3℃·d。從積溫的水平分布看，西部左云積溫較低，平均為3120.3℃·d，廣靈、靈丘、陽高積溫較高，平均在3500℃·d以以上，0℃積溫自西向東增加。

全市滑動(dòng)通過0℃初日總的變化趨勢呈提前趨勢（圖略），提前速率為2.8 d/10a，通過了p＜0.05的顯著性檢驗(yàn)。平均為3月18日，其空間分布特征為自西向東提前，最早初日為2月24日，出現(xiàn)在2019年靈丘縣，最晚初日為4月11日，出現(xiàn)在1993年云州區(qū)、左云、渾源、廣靈四縣區(qū)。全市滑動(dòng)通過0℃終日總的變化趨勢呈弱的推后趨勢（圖略），平均為11月8日，終日最晚為11月25日，出現(xiàn)在2006年渾源縣，終日最早為10月21日，出現(xiàn)在1981年渾源縣?！?℃初終間持續(xù)日數(shù)總的變化趨勢呈延長趨勢（圖略），趨勢率為4.6 d/10a，通過 P＜0.01的顯著性檢驗(yàn)，持續(xù)日數(shù)介于226～243 d，全市平均為236 d。

大同市近40年≥0℃活動(dòng)積溫的10年代際變化總的趨勢呈增加趨勢（圖略），2011年以來積溫達(dá)到最大為3572.4℃·d，平均增長率為76.1℃·d/10a。其中90年代、2000年代增加幅度最大，2011至今增長幅度變緩。

2.2 ≥0℃活動(dòng)積溫突變檢驗(yàn)

圖1為大同市≥0℃活動(dòng)積溫M－K統(tǒng)計(jì)量曲線圖（顯著性水平α=0.05，u0.05=±1.96；α=0.001，u0.001=±2.56），從F曲線可見，F(xiàn)線1997年以前基本上小于0，1997年以后全部大于0，F(xiàn)曲線整體上呈上升趨勢；從1997年開始呈波動(dòng)式增加趨勢，并在2003年F線與B線相交，≥0℃積溫在2003年發(fā)生突變。之后超過了u0.001的顯著性水平界限，一直到近年來上升態(tài)勢明顯，目前仍維持在這一水平上。

圖1 大同市1981—2019年≥0℃活動(dòng)積溫M-K統(tǒng)計(jì)量曲線

2.3 ≥10℃活動(dòng)積溫

大同市近40年≥10℃活動(dòng)積溫總的變化趨勢呈顯著增加趨勢（圖略），增加速率為77.30℃·d/10a，通過P ＜0.01 的顯著性檢驗(yàn)，歷年氣候平均值為2908.15℃·d，39年均值為2928.5℃·d。39年≥10℃活動(dòng)積溫最大值出現(xiàn)在1998年為3418.8℃·d，比多年平均值偏高510.6℃·d，最小值出現(xiàn)在1992年為2573.3℃·d，比常年平均值偏低334.8℃·d，最大值與最小值相差845.5℃·d。其中廣靈、靈丘≥10℃積溫增加速率分別為52.12℃·d/10a、59.24℃·d/10a，低于全市≥10℃積溫的增長速率。

大同市近40年≥10℃活動(dòng)積溫的10年代際變化總的趨勢呈增加趨勢（圖略），20世紀(jì)達(dá)到最大為 3007.7℃·d，其中20世紀(jì)90年代增加幅度最大，20世紀(jì)增長幅度變緩，2011—2019年略減少。

全市日平均氣溫滑動(dòng)通過10℃初日總的變化趨勢呈弱的推后趨勢（圖略），平均為4月27日，其空間分布特征為自西向東推后，最早初日為4月3日，出現(xiàn)在1998年廣靈，最晚初日為5月15日，出現(xiàn)在1989年左云?；瑒?dòng)通過10℃終日總的變化趨勢呈弱的推后趨勢（圖略），平均為9月30日，最晚終日為10月21日，出現(xiàn)在2006年市區(qū)、左云、廣靈、靈丘四縣區(qū)，最早終日為9月9日，出現(xiàn)在1995年左云。

≥10℃初終間持續(xù)日數(shù)總的變化趨勢呈弱的延長趨勢（圖略），趨勢率為2.3 d/10a，持續(xù)日數(shù)介于148～167 d，全市平均為160 d。最長196 d，最短128 d.

2.4 ≥10℃活動(dòng)積溫突變檢驗(yàn)

圖2為大同市≥10℃積溫M－K統(tǒng)計(jì)量曲線圖（顯著性水平α=0.05，u 0.05=±1.96；α=0.001，u0.001=±2.56），從F曲線可見，F(xiàn)線1997年以前基本上在0線附近擺動(dòng)，1997年以后全部大于0，F(xiàn)曲線整體上呈上升趨勢；從1997年開始呈波動(dòng)式增加趨勢，并在1997年F線與B線相交，≥10℃活動(dòng)積溫在1997年發(fā)生突變。2001年之后超過了u0.001的顯著性水平界限，一直到近年來上升態(tài)勢明顯，目前仍維持在這一水平上。

圖2 大同市1981—2019年≥10℃活動(dòng)積溫M-K統(tǒng)計(jì)量曲線

3 結(jié)語

1）大同市近40年≥0℃積溫和≥10℃積溫總的變化趨勢均呈明顯的增加趨勢，均通過了P＜0.01的顯著性檢驗(yàn)，增加速率分別為44.42℃·d/10a、77.30℃·d/10a，≥10℃積溫增加速率低于孟艷靈提出的100℃·d·10a-1，大同南部的廣靈、靈丘增加速率分別為52.12℃·d·10a-1、59.24℃·d·10a-1，亦低于孟艷靈的研究結(jié)論。≥0℃和≥10℃初日均呈提前趨勢，≥0℃的提前趨勢較≥10℃初日明顯，≥0℃和≥10℃終日呈弱的推后趨勢?！?℃的初日提前，表明農(nóng)耕期提前，≥10℃的初日提前，表明春季喜溫作物播期或開始生長期提前。

2）≥0℃積溫在2003年發(fā)生突變，之后超過了u0.001的顯著性水平界限，≥0℃活動(dòng)積溫呈加速增加趨勢，目前仍維持在這一水平上?！?0℃積溫在1997年發(fā)生突變，2001年之后超過了u0.001的顯著性水平界限.

3）≥0℃和≥10℃的初終間持續(xù)日數(shù)均呈延長趨勢，而≥0℃的初終間持續(xù)日數(shù)延長趨勢明顯。以上表明作物生長期延長，熱量資源充足，有利于擴(kuò)大喜溫作物的種植面積。