鐵嶺市極端氣溫變化趨勢及對農(nóng)作物生長影響研究

龐麗英 龐立潔 張明哲 董震元

(遼寧省鐵嶺市氣象局，遼寧 鐵嶺 112608)

引言

IPCC第五次評估報告顯示，1880—2012年全球地表平均溫度已升高了0.85℃[1]。近年來，我國學者針對氣候變化方面開展了大量研究，劉吉峰等[2]對我國極端氣候溫度的變化特征進行研究，結果表明，中國北方地區(qū)的極端最低氣溫的數(shù)值普遍上升而且上升幅度較大，同時極端最高溫度在東部地區(qū)普遍下降。任國玉等[3]對國內近50a氣候變化特征展開探究認為，近50a來我國的平均溫度上升幅度要比全球同期溫度上升幅度大。翟少婧等[4]利用1954—2011年我國大陸142站逐日最高、最低氣溫資料,采用EOF等統(tǒng)計分析方法對近58a我國大陸極端溫度的基本變化特征進行分析，并探究其對氣候變暖的響應程度。司鵬等[5]也對局部地區(qū)氣溫變化及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響展開了研究,并獲得了極大成效。鐵嶺市隸屬于遼寧省，地處遼寧省北部，松遼平原終端，境內屬溫帶大陸性季風氣候，鐵嶺市整體氣候特征為干濕季節(jié)分明、雨熱同季。在全球氣候變暖背景下，鐵嶺市氣候也經(jīng)常會出現(xiàn)一些異常變化，并對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不同程度的影響?；诖?，分析鐵嶺市極端氣溫變化趨勢及其對農(nóng)作物生長的影響，為今后更好地應對極端異常氣候，推動鐵嶺市農(nóng)業(yè)的健康生產(chǎn)給予科學指導。

1 資料與方法

氣象數(shù)據(jù)主要涵蓋鐵嶺市1981—2020年的極端最高氣溫、極端最低氣溫逐月觀測數(shù)據(jù)資料。主要采取線性氣候傾向率數(shù)理統(tǒng)計分析方法來分析鐵嶺市極端氣溫變化趨勢。

2 鐵嶺市極端氣溫變化趨勢分析

2.1 鐵嶺市極端最高氣溫變化趨勢

2.1.1 鐵嶺市極端最高氣溫年際變化趨勢

通過1981—2020年鐵嶺市年極端最高氣溫變化趨勢可知，近40a鐵嶺市極端最高氣溫呈波動增加變化趨勢，鐵嶺市極端最高溫度線性傾向率為0.627℃·10a-1,即平均每10a極端最高氣溫約增加0.627℃。此外，1981—2020年鐵嶺市極端最高氣溫的平均值為34.4℃，年最大值為37.7℃(2018年)，年最小值為31.4℃(1985年)，極端最高氣溫年較差為6.3℃，見圖1。

圖1 1981—2020年鐵嶺市極端最高氣溫年際變化趨勢

2.1.2 鐵嶺市四季極端最高氣溫變化趨勢

通過統(tǒng)計資料能夠發(fā)現(xiàn)，近40a鐵嶺市春季、夏季、秋季、冬季極端最高氣溫氣候平均值分別是31.0℃、34.3℃、29.6℃、8.6℃。其中，鐵嶺市春季極端最高氣溫最大值是37.4℃(2019年)，最小值為26.5℃(1990年)。夏季極端最高氣溫最大值是37.7℃(2018年)，最小值是31.4℃(1985年)；秋季極端最高氣溫最大值是33.3℃(1999年)，最小值是26.7℃(2016年)。冬季極端最高氣溫最大值是17.5℃(1992年)，最小值為1.7℃(2005年)。分析鐵嶺市極端最高氣溫季節(jié)動態(tài)情況可知，1981—2020年鐵嶺市四季年極端最高溫度年際間波動比較顯著，總體表現(xiàn)為上升趨勢，鐵嶺市春季、夏季、秋季、冬季極端最高溫度的上升速率分別為0.544℃·10a-1、0.583℃·10a-1、0.424℃·10a-1、0.963℃·10a-1，見圖2。由此可知，鐵嶺市極端最高氣溫上升幅度最為明顯的季節(jié)是冬季，夏季、春季次之，秋季增幅最小。

圖2 1981—2020年鐵嶺市四季極端最高氣溫變化趨勢

2.2 鐵嶺市極端最低氣溫變化趨勢

2.2.1 鐵嶺市極端最低氣溫年際變化趨勢

從1981—2020年鐵嶺市年極端最低氣溫變化趨勢可知，近40a鐵嶺市極端最低氣溫總體上呈波動上升變化趨勢，極端最低氣溫的線性傾向率為0.171℃·10a-1,即平均每10a極端最低溫度約增加0.171℃，見圖3。此外，近40a鐵嶺市極端最低氣溫氣候平均值為-26.1℃，年最大值為-20.9℃(1995年)，年最小值為-34.6℃(2001年)。

圖3 1981—2020年鐵嶺市極端最低氣溫年際變化趨勢

2.2.2 鐵嶺市四季極端最低氣溫變化趨勢

通過統(tǒng)計資料不難發(fā)現(xiàn)，近40a鐵嶺市從春季至冬季4個季節(jié)中除了夏季極端最低溫度平均值>0℃之外，其它3季平均值均不超過0℃，四季極端最低氣溫平均值分別是-13.6℃、10.7℃、-14.4℃、-26.1℃；其中，春季極端最低氣溫最大值為-6.6℃(1990年)，最小值為-18.2℃(2003年)。夏季極端最低氣溫最大值是13.8℃(2014年)，最小值是5.4℃(1992年)；秋季極端最低氣溫最大值為-9.4℃(1994年)，最小值是-20.8℃(1992年)。冬季極端最低氣溫氣候平均值為-26.1℃，年最大值為-20.9℃(1995年)，年最小值為-34.6℃(2001年)。分析鐵嶺市極端最低氣溫季節(jié)動態(tài)情況可知，1981—2020年鐵嶺市四季年極端最低溫度年際間波動比較顯著，總體表現(xiàn)為持續(xù)增溫的動態(tài)趨勢，見圖4。然而不同的季節(jié)，其極端最高氣溫的上升幅度也不完全相同。近40a鐵嶺市春季、夏季、秋季、冬季極端最低溫度的上升速率分別為0.249℃·10a-1、0.21℃·10a-1、0.196℃·10a-1、0.171℃·10a-1。上升幅度最為明顯的季節(jié)是春季，夏季、秋季差不多，冬季增幅最小。

圖4 1981—2020年鐵嶺市四季極端最低氣溫變化趨勢

3 鐵嶺市極端氣溫變化對農(nóng)作物生長的影響

由上述內容可知，1981—2020年鐵嶺市極端最高氣溫以及極端最低氣溫年變化、四季變化均呈增溫趨勢，這說明鐵嶺市具有顯著的暖化趨勢。這種增暖態(tài)勢下，低溫冷害天氣減少，農(nóng)作物春播期有所提前，作物種植帶將向北邊移動，能夠改變鐵嶺市作物種植結構，1a1熟作物逐漸朝著1a2熟轉變。但與此同時，溫度的持續(xù)上升會給害蟲、病菌的生長發(fā)育帶來更加適宜的環(huán)境，導致農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生幾率有所上升。特別是冬季的變暖非常適宜于農(nóng)作物病蟲安全越冬，使得病蟲害繁衍的代數(shù)有所增加，同時病蟲害的潛育期逐漸縮短,導致病蟲害不管是在數(shù)量方面還是在類型方面均大幅增加。鐵嶺市主要的農(nóng)作物病蟲害涵蓋稻曲病、稻瘟病、稻縱卷葉螟、稻飛虱、稻螟蟲等。稻曲病通常發(fā)生在水穗部，主要對稻穗造成危害，使得谷粒受影響，形成墨綠色或黃色粉團含有病菌，影響水稻品質；稻瘟病通常發(fā)生于盛夏，該時間段是鐵嶺市水稻旺長階段，稻瘟病會對水稻作物造成極大危害；稻縱卷葉螟主要以幼蟲危害水稻，幼蟲取食水稻葉片造成白葉，不利于水稻光合作用，會導致水稻大幅減產(chǎn)，對水稻的正常生長發(fā)育產(chǎn)生嚴重危害。氣候變暖還會使得遷飛性害蟲減少飛出的時間，更早為害作物生產(chǎn)區(qū)，遷飛性害蟲的種群高峰期提前，會引發(fā)大面積的病蟲害，影響農(nóng)作物的健康生長發(fā)育。

4 結論

近40a鐵嶺市極端最高氣溫呈波動增加變化趨勢，鐵嶺市極端最高溫度線性傾向率為0.627℃·10a-1,極端最高氣溫的平均值為34.4℃；鐵嶺市春季、夏季、秋季、冬季極端最高氣溫氣候平均值分別是31.0℃、34.3℃、29.6℃、8.6℃;極端最高溫度的上升速率分別為0.544℃·10a-1、0.583℃·10a-1、0.424℃·10a-1、0.963℃·10a-1。

近40a鐵嶺市極端最低氣溫總體上呈波動上升變化趨勢，極端最低氣溫的線性傾向率為0.171℃·10a-1,四季極端最低氣溫平均值分別是-13.6℃、10.7℃、-14.4℃、-26.1℃;近40a鐵嶺市春季、夏季、秋季、冬季極端最低溫度的上升速率分別為0.249℃·10a-1、0.21℃·10a-1、0.196℃·10a-1、0.171℃·10a-1。

鐵嶺市逐年極端最高氣溫、極端最低氣溫均呈上升趨勢。在增暖的態(tài)勢下，雖然低溫冷害天氣減少，農(nóng)作物春播期有所提前，鐵嶺市作物種植結構發(fā)生不同程度的變化，1a1熟作物逐漸朝著1a2熟轉變；但是會導致農(nóng)業(yè)病蟲害出現(xiàn)幾率增加，需要注重作物病蟲害的防治工作。