酒泉市日照時數(shù)變化特征及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響分析

摘要 利用酒泉市氣象局提供的1996—2021年逐月日照時數(shù)資料，選擇統(tǒng)計學(xué)方法和線性趨勢法，分析了日照時數(shù)變化特征及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明：1996—2021年酒泉市多年平均日照時數(shù)為3 091.4 h，整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為55.809 h/10年；四季日照時數(shù)也呈現(xiàn)出增加趨勢，尤以春季日照時數(shù)對年日照時數(shù)增加的貢獻最大，冬季日照時數(shù)增加趨勢不顯著；1996—2021年酒泉市春、夏、秋、冬四季平均日照時數(shù)分別為834.3、861.5、753.7、641.9 h，年內(nèi)日照時數(shù)主要集中在夏季；由于酒泉市日照時數(shù)較為充足，且年際和四季日照時數(shù)變化均呈現(xiàn)出增加的趨勢，對當(dāng)?shù)匦←?、玉米、棉花的影響均表現(xiàn)為利大于弊。

關(guān)鍵詞 日照時數(shù)；變化特征；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；酒泉市

中圖分類號：S161.1 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）02–0124-03

日照時數(shù)是表征太陽在地面上直接照射的時間，可將太陽輻射的指標(biāo)表示出來，氣候發(fā)生變化時將會引起太陽對地面輻射的變化。作為重要的農(nóng)業(yè)氣候資源，光照資源在很大程度上會影響農(nóng)作物生長發(fā)育、產(chǎn)品和質(zhì)量，根據(jù)日照時數(shù)變化，對合理布局和調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有重要作用。

一直以來，眾多學(xué)者在氣候變暖背景下研究了各地日照時數(shù)變化特征，并得出了很多有意義的結(jié)論[1-5]。葉瑜等[6]分析了廣西近50年的日照時數(shù)突變特征和時空變化特征，發(fā)現(xiàn)了廣西近50年的日照時數(shù)呈現(xiàn)出下降趨勢；王宇等[7]分析了云南省近44年的日照時數(shù)時空變化及其影響因素，結(jié)果表明云南省的日照時數(shù)也呈現(xiàn)出減少趨勢；李雪等[8]分析了中國黑戈壁地區(qū)日照時數(shù)時空變化及影響因素，結(jié)果表明該地區(qū)的日照時數(shù)的減少趨勢并不明顯。因眾多因素對日照時數(shù)的影響較大，不同區(qū)域日照時數(shù)的變化差異較為顯著，加之學(xué)者對酒泉市日照時數(shù)變化特征的研究較少。因此，通過詳細(xì)分析酒泉市近26年日照時數(shù)變化特征，有助于研究該地區(qū)對氣候變化的響應(yīng)情況，為了解氣候特征及生態(tài)與環(huán)境之間的關(guān)系提供數(shù)據(jù)支撐。

1 資料和方法

利用酒泉市氣象局提供的1996—2021年逐月日照時數(shù)資料，選擇統(tǒng)計學(xué)方法和線性趨勢法分析日照時數(shù)變化特征，并探討對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響。季節(jié)劃分采用常規(guī)劃分標(biāo)準(zhǔn)：春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為9—11月、冬季為12月至翌年2月。

2 日照時數(shù)的變化特征

2.1 年際變化

1996—2021年酒泉市年日照時數(shù)整體以上升趨勢為主，氣候變化傾向率為55.809 h/10年，上升趨勢較為顯著，且通過了α=0.01的顯著性水平檢驗（圖1）。近26年酒泉市多年平均日照時數(shù)為3 091.4 h，其中年日照時數(shù)的最大值為3 239.2 h（2004年），最小值為2 791.8 h（1998年），兩者之間相差447.4 h，說明酒泉市日照時數(shù)年際變化波動幅度較大。結(jié)合曲線圖，1996—2015年酒泉市日照時數(shù)以波動上升趨勢為主，且增加趨勢明顯；從2015年往后，日照時數(shù)則開始逐漸下降?？傮w來說，因日照時數(shù)的增加幅度比降低幅度要大，使得酒泉市日照時數(shù)總體以上升趨勢為主。

2.2 季節(jié)變化

1996—2021年酒泉市春季日照時數(shù)整體呈現(xiàn)出增加趨勢，氣候變化傾向率為29.137 h/10年，增加趨勢較為顯著。1996—2000年酒泉市春季日照時數(shù)快速增加；2000—2003年下降波動幅度不太明顯；2004年往后，春季日照時數(shù)則呈現(xiàn)出波動增加趨勢。

1996—2021年酒泉市夏季日照時數(shù)整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為12.297 h/10年，增加趨勢不太顯著。1996—2001年酒泉市夏季日照時數(shù)呈現(xiàn)出快速增加趨勢；2001—2005年則大幅度下降；2005年后繼續(xù)大幅度增加，且這種情況一直持續(xù)至2010年，2010年往后快速減少。

1996—2021年酒泉市秋季日照時數(shù)以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為13.239 h/10年，增加趨勢不太顯著。可將酒泉市秋季日照時數(shù)劃分為四個階段：其中1996—2001年、2004—2007年酒泉市日照時數(shù)以下降趨勢為主，前者下降幅度最大；2001—2004年、2007—2021年2個時期的日照時數(shù)均呈現(xiàn)出增加趨勢，后者增加幅度較為平穩(wěn)。

1996—2021年酒泉市冬季平均日照時數(shù)整體呈現(xiàn)出波動增加趨勢，氣候變化傾向率為2.751 h/10年，增加趨勢不太顯著。

2.3 年內(nèi)變化

1996—2021年酒泉市日照時數(shù)年內(nèi)變化特征不太明顯，其中年內(nèi)日照時數(shù)的峰值出現(xiàn)在5月，日照時數(shù)高達302.4 h，占年內(nèi)日照時數(shù)的9.8%；谷值出現(xiàn)在12月，日照時數(shù)只有209.3 h，日照時數(shù)的峰值與谷值之間相差93.1 h（圖2）。

另外，1—5月酒泉市日照時數(shù)以逐月增加趨勢為主，且5月的日照時數(shù)達到峰值，進入6月后，日照時數(shù)開始逐漸下降，并一直持續(xù)至12月，此時的日照時數(shù)降到一年之中的最低。

3 酒泉市日照時數(shù)變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

3.1 對小麥生長的影響

在小麥不同生長發(fā)育期內(nèi)，其對日照時數(shù)、光照強度及平均氣溫有著較為嚴(yán)格的要求，一旦這些任意一個因素不能滿足要求，將會影響整個生育過程的正常開展，甚至?xí)斐深w粒無收。有關(guān)學(xué)者研究結(jié)果表明，在小麥抽穗期至蠟熟期內(nèi)的總?cè)照諘r數(shù)對小麥籽粒中蛋白質(zhì)含量的影響較大，并指出一旦抽穗期與蠟熟期內(nèi)的光照時數(shù)相差25.6 h左右，此時的小麥面筋質(zhì)量的差異較為明顯，光照時數(shù)越多，面團的彈力是光照時數(shù)少的3倍左右。通常情況下，酒泉市小麥抽穗期至蠟熟期內(nèi)的時間出現(xiàn)在5月，而每年5月酒泉市日照時數(shù)以增加趨勢為主，對小麥品質(zhì)的提升較為有利，可促進高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)小麥的形成。

3.2 對玉米生長發(fā)育的影響

玉米屬于喜光性作物，光照條件能否滿足玉米全生育期需求，對玉米產(chǎn)量的影響極為明顯。在玉米不同生長發(fā)育階段應(yīng)保證有充足的光照條件，尤其是對于出苗后的玉米來說，應(yīng)保證每天的光照時數(shù)在8～12 h之間，這樣才能促進玉米正常生長；若是生長發(fā)育中光照時數(shù)不足，將會延緩玉米生長發(fā)育期時間。較強的光照條件可確保玉米光合作用的正常進行，加快玉米內(nèi)部各種有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)換，進而提升玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。

實際上，玉米的光補償點偏低，耐陰性水平差，應(yīng)在適宜的溫度條件下種植玉米，在玉米生育過程中，應(yīng)保證每個時期的陽光充足，以達到提升玉米產(chǎn)量的目的。由于酒泉市玉米生長期主要在夏季，而夏季日照時數(shù)整體以增加趨勢為主，但增加趨勢不太明顯。近26年，酒泉市夏季平均日照時數(shù)為861.5 h，

占年內(nèi)日照時數(shù)的27.9%，充足的光照條件對光合作用的開展具有一定的促進作用，可提升玉米產(chǎn)量，對優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)玉米的形成較為有利。

3.3 對棉花生長發(fā)育的影響

棉花屬于短日照、喜光性作物，光照條件會直接影響棉花光合作用。實際上，在棉花生長發(fā)育中，若是平均日照時數(shù)在8～12 h之間，對于棉花正常生長發(fā)育較為有利。若是棉花生長中每日的日照時數(shù)在12 h以上，會影響棉花現(xiàn)蕾；若是棉花在生長發(fā)育中遇到持續(xù)時間較長的陰雨寡照天氣，會造成棉花植株徒長，為病蟲害的滋生提供有利條件，使得棉花植株上大部分蕾鈴脫落，爛鈴發(fā)生率加大，延緩棉花成熟期時間。

另外，光照條件也會影響棉花產(chǎn)量，尤以棉花中后期表現(xiàn)得最為明顯。從棉花五葉至現(xiàn)蕾期內(nèi)，充足的光照條件對棉花光合作用的開展較為有利，可增加葉片內(nèi)的干物質(zhì)含量。干物質(zhì)的積累對花、棉芽及幼鈴發(fā)育有一定的促進作用。在棉鈴到吐絮期內(nèi)，充足的光照條件利于棉花裂鈴、吐絮。酒泉市多年平均日照時數(shù)為3 091.4 h，每年5—9月的日照時數(shù)在1 426.9 h左右，每天的日照時數(shù)在10 h左右，每年8—9月是酒泉市棉花裂鈴期至吐絮期，酒泉市大部分年份的日照時數(shù)在460.9～617.6 h之間。

3.4 對設(shè)施蔬菜生長發(fā)育的影響

對于設(shè)施蔬菜來說，在光合作用、呼吸作用、開花、結(jié)果及品質(zhì)形成的過程中均與光照強度密切相關(guān)。在蔬菜全生育期內(nèi)，若是光照時數(shù)不足會造成蔬菜植株徒長、纖弱，不利于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)蔬菜的形成。為了提升植物葉綠素的光合作用能力，確保植株茁壯生長，蔬菜首先會不斷吸收太陽中的紅光和橙色光；其次則是吸收藍光、紫光及紫外線，且藍光和紫光對蔬菜生長季幼芽形成有較大影響，紫外線可縮短種子發(fā)芽及果實成熟期時間，提升蔬菜中的維生素和蛋白質(zhì)含量；蔬菜吸收的綠光最少。

近年來，酒泉市大力發(fā)展設(shè)施蔬菜大棚產(chǎn)業(yè)，而蔬菜大棚受日照時數(shù)的影響較大，一旦出現(xiàn)低溫寡照天氣將會導(dǎo)致蔬菜黃化或生長過程停止，甚至遭受凍害死亡，即使可以安全越冬，也會出現(xiàn)植株矮小、葉片小、花打頂、節(jié)間短等情況，造成設(shè)施蔬菜產(chǎn)量下降。針對酒泉市個別年份冬季日照時數(shù)偏少的情況，可選擇補光措施以滿足反季節(jié)蔬菜作物生長過程中對光照條件的需求，確保產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)蔬菜，進一步提升當(dāng)?shù)厥袌鼋?jīng)濟效益。

4 氣象服務(wù)對策

4.1 積極構(gòu)建農(nóng)作物氣象監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺

酒泉市氣象部門應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和氣象為農(nóng)服務(wù)經(jīng)驗，構(gòu)建農(nóng)作物種植氣象監(jiān)測預(yù)警服務(wù)平臺，在關(guān)鍵農(nóng)業(yè)季節(jié)實時監(jiān)測氣候變化情況；根據(jù)天氣發(fā)展趨勢和農(nóng)田小氣候環(huán)境，為農(nóng)民群眾提供各種預(yù)報預(yù)警信息服務(wù)，同時充分利用新媒體和傳統(tǒng)媒體平臺，以確保災(zāi)害性天氣預(yù)警信息可及時傳遞至每位農(nóng)民，將不利氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響降到最低。

4.2 提升農(nóng)作物種植氣象服務(wù)的精細(xì)化水平

在關(guān)鍵農(nóng)事季節(jié)，酒泉市氣象部門可聯(lián)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門共同開展農(nóng)作物專項調(diào)研活動，深入農(nóng)村地區(qū)與農(nóng)民進行面對面的溝通交流，了解農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品的需求，并向農(nóng)戶詳細(xì)講解氣象服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。通過開展直通式氣象服務(wù)交流活動，確保農(nóng)氣人員全面了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)和規(guī)模，掌握不同種類農(nóng)產(chǎn)品對不同氣象服務(wù)的需求，不斷提高氣象服務(wù)的精細(xì)化水平。與此同時，酒泉市氣象部門應(yīng)積極制作專題化氣象服務(wù)產(chǎn)品，為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)作物的形成提供可靠的氣象服務(wù)保障。

4.3 加強氣候研究

酒泉市氣象部門應(yīng)加強對當(dāng)?shù)貧夂驐l件的研究，全面掌握農(nóng)業(yè)氣候資源發(fā)生發(fā)展規(guī)律，利用科學(xué)方法選擇合適品種，并做好農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，將氣候變化對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響降到最低，不斷提升農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民經(jīng)濟收入水平。

5 結(jié)論

（1）1996—2021年酒泉市多年平均日照時數(shù)為3 091.4 h，整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為55.809 h/10年；四季日照時數(shù)也呈現(xiàn)出增加趨勢，尤以春季日照時數(shù)對年日照時數(shù)增加的貢獻最大，冬季日照時數(shù)增加趨勢極不顯著。

（2）1996—2021年酒泉市春、夏、秋、冬四季平均日照時數(shù)分別為834.3、861.5、753.7、641.9 h，年內(nèi)日照時數(shù)主要集中在夏季。

（3）由于酒泉市日照時數(shù)較為充足，且年際和四季日照時數(shù)變化均呈現(xiàn)出增加的趨勢，對當(dāng)?shù)匦←湣⒂衩?、棉花的影響利大于弊?/p>

參考文獻

[1] 井立紅，井立軍，高婧，等.塔城地區(qū)日照時數(shù)變化特征及影響因子分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2010，24（7）：120-126.

[2] 霍華麗，劉普幸，張克新.寧夏日照時數(shù)的時空變化特征分析[J].中國沙漠， 2011，31（2）：521-524.

[3] 虞海燕，劉樹華，趙娜，等.我國近 59 年日照時數(shù)變化特征及其與溫度、風(fēng)速、降水的關(guān)系[J].氣候與環(huán)境研究，2011， 16（3）：389-398．

[4] 李慧群，付遵濤，聞新宇，等.中國地區(qū)日照時數(shù)近 50 年來的變化特征[J].氣候與環(huán)境研究，2013，18（2）：203-209．

[5] 楊小梅，安文玲，張薇，等.中國西南地區(qū)日照時數(shù)變化及影響因素[J].蘭州大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，48（5）：52-60.

[6] 葉瑜，蘇永秀，李政，等.近50年廣西日照時數(shù)時空變化特征分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（14）：196-201.

[7] 王宇，延軍平，吳夢初，等.云南省近44年日照時數(shù)時空變化及其影響因素分析[J].云南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2014， 36（3）：392-399.

[8] 李雪，鄭新江，咸迪，等.中國黑戈壁地區(qū)日照時數(shù)時空變化及影響因素[J].干旱氣象，2013，31（3）：471-475.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis on the Change Characteristics of Sunshine Hours and Its Impact on Agricultural Production in Jiuquan City

Cao Li-juan （Jiuquan Meteorological Bureau， Jiuquan， Gansu 735000）

Abstract Based on the monthly sunshine hours data from 1996 to 2021 provided by Jiuquan Meteorological Bureau， this paper selects statistical methods and linear trend methods to analyze the change characteristics of sunshine hours and their impact on agricultural production. The results show that the annual average sunshine hours in Jiuquan City from 1996 to 2021 were 3 091.4 h， with an overall increasing trend， and the climate change tendency rate was 55.809 h/10 a; The sunshine hours in four seasons also showed an increasing trend， especially in spring， which contributed the most to the increase of annual sunshine hours， while in winter， the increasing trend of sunshine hours was not significant.From 1996 to 2021， the average sunshine hours in spring， summer， autumn and winter of Jiuquan City were 834.3 h， 861.5 h， 753.7 h

and 641.9 h respectively， and the sunshine hours in the year were mainly concentrated in summer; As the sunshine hours in Jiuquan City are sufficient， and the annual and four season sunshine hours show an increasing trend， the impact on local wheat， corn and cotton is more beneficial than harmful.

Key words Sunshine hours; Change characteristics; Agricultural production; Jiuquan City

作者簡介 曹麗娟（1983—），女，甘肅定西人，工程師，主要從事綜合氣象觀測工作。

收稿日期 2022-11-10