氣候變化背景下信陽茶葉氣候資源時空分布特征分析

楊慧潔 趙輝

摘要 基于1961—2020年信陽地區(qū)逐日氣象觀測數(shù)據(jù)，采用5日滑動平均法、氣候傾向率法等，分析信陽地區(qū)氣候資源及歷年開采期的時空分布規(guī)律，研究表明：（1）信陽市茶葉生長季內(nèi)多年平均氣溫和≥0 ℃活動積溫分別為15.6 ℃和5 195.0 ℃·d，其氣候傾向率分別為0.21 ℃/10年和70.0 ℃·d/10年。（2）生長季內(nèi)平均降水量和相對濕度分別為1 089.0 mm和76%，降水量年際差異大。（3）平均日照時數(shù)為1 902.7 h，氣候傾向率為-89.6 h/10年，年際、年代際差異較大，空間上表現(xiàn)為東高西低。（4）平均開采期為87.7 d，年際、年代際差異較大，空間上東早西晚。

關(guān)鍵詞 氣候變化；開采期；時空分布

中圖分類號：S571.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0102-03

根據(jù)IPCC最新發(fā)布的第六次評估報告（AR6）指出，相對于1850—1900年，2011—2020年的全球平均表面氣溫（GSAT）變化為0.9～1.2 ℃[1]。農(nóng)業(yè)是對氣候變化反應(yīng)最為敏感和脆弱的領(lǐng)域之一，氣候資源變化必然對其產(chǎn)生重大影響[2-3]。隨著全球氣候變暖，未來的農(nóng)業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇[4]。因此，研究信陽茶區(qū)自然氣候資源狀況，將為茶葉生產(chǎn)提供重要的理論指導，可有效推動茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進鄉(xiāng)村振興。

近年來，許多專家學者針對氣候變化背景下茶樹生長氣候資源變化特征，開展了大量的研究工作[5-6]。徐建鵬等[7]的研究表明，氣候變暖導致茶葉開采期顯著提前。林志堅等[8]研究指出，影響江西省茶葉生產(chǎn)的主要氣象因子是降水，其次是太陽輻射和氣溫。

隨著氣候變暖的加劇，極端氣象災(zāi)害事件頻發(fā)、重發(fā)，信陽茶區(qū)茶葉生長氣候條件不穩(wěn)定，對信陽茶區(qū)開展農(nóng)業(yè)氣候資源調(diào)查分析的需求越來越大。目前，針對江北茶區(qū)尤其是信陽茶區(qū)的氣候資源變化的研究相對較少?；谛抨柕貐^(qū)近60年茶葉生長季逐日氣象觀測資料，分析信陽地區(qū)茶葉氣候資源和開采期的時空分布特征，以期為當?shù)夭璁a(chǎn)業(yè)發(fā)展提供決策依據(jù)。

1 資料來源與研究方法

數(shù)據(jù)選用1961—2020年信陽地區(qū)9個國家級自動氣象站茶葉生長季的逐日觀測數(shù)據(jù)，主要包括日平均氣溫、降水量、日照時數(shù)、平均相對濕度等。采用5日滑動平均法，計算日平均氣溫穩(wěn)定界限溫度的起始日期[9-11]。根據(jù)現(xiàn)有研究成果，結(jié)合信陽茶葉生產(chǎn)實際，初步確定信陽茶葉開采期為日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的初日。為方便計算，計算開采期時采用儒略日的表示方法，如1月1日為1，12月31日為365（閏年為366）。在分析氣候要素變化趨勢時，一般用氣候傾向率來表示[12-15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱量資源時空變化

2.1.1 平均氣溫時空變化 信陽市茶葉生長季內(nèi)多年平均氣溫為15.6 ℃，變異系數(shù)為3.7%，氣候傾向率為0.21 ℃/10年（P＜0.01）；平均氣溫最高年為2017年和2019年，為16.7 ℃，最低年為1969年，為14.5 ℃（圖1）。20世紀60～80年代平均氣溫呈遞減趨勢，20世紀80年代后，平均氣溫呈遞增趨勢。從圖2來看，信陽市茶葉生長季平均氣溫呈東高西低的趨勢，低值在光山一帶，高值在新縣、商城、固始和淮濱一帶。

2.1.2 ≥0 ℃活動積溫時空變化 由圖3可見，信陽市茶葉生育期內(nèi)多年平均≥0 ℃活動積溫為5 195.0 ℃·d，變異系數(shù)為4.0%，氣候傾向率為70.0 ℃·d/10年（P＜0.01）；≥0 ℃活動積溫最高年為2019年，為5 630.3 ℃·d，最低年為1976年，為4 846.6 ℃·d。20世紀60～80年代≥0 ℃活動積溫呈遞減趨勢，20世紀80年代≥0 ℃活動積溫最少為5 045.3 ℃·d；20世紀80年代后，≥0 ℃活動積溫呈遞增趨勢。從圖4來看，信陽市≥0 ℃活動積溫呈南北高中部低的趨勢，低值在光山一帶，在5 160 ℃·d以下；高值在新縣、商城一帶和淮濱，≥0 ℃活動積溫在5 210 ℃·d以上。

2.2 水分資源時空變化

2.2.1 降水量時空變化 由圖5可見，信陽市茶葉生育期內(nèi)多年平均降水量為1 089.0 mm，變異系數(shù)為21.2%，氣候傾向率為-7.5 mm/10年；降水量最多的年份為1987年，為1 578.2 mm，最少的年份為1966年，為577.9 mm。20世紀80年代降水量最多，21世紀10年代降水量最少。從圖6來看，信陽市茶葉生育期內(nèi)平均降水量中部高西部低，低值區(qū)在西部一帶，在1 060 mm以下；高值在光山、新縣一帶，降水量在1 160 mm以上。

2.2.2 相對濕度時空變化 由圖7可見，信陽市茶葉生育期內(nèi)多年平均相對濕度為76%，變異系數(shù)為3.6%，氣候傾向率為-0.6/10年（P＜0.05）；相對濕度最高的年份為1964、1985、1989年，為81%，最低的年份為2011、2013年，為68%。20世紀60～80年代相對濕度呈遞增趨勢，20世紀80年代后相對濕度呈遞減趨勢。從圖8來看，茶葉生育期內(nèi)平均相對濕度呈東高西低趨勢，低值區(qū)在信陽市區(qū)一帶，在75%以下；高值在息縣、光山、新縣以東一帶，在76%以上。

2.3 光照資源時空變化

由圖9可見，信陽市茶葉生育期內(nèi)多年日照時數(shù)為1 902.7 h，變異系數(shù)為10.2%，氣候傾向率為-89.6 h/10年（P＜0.01）；最多的年份為1966年，為2 300.3 h，最少的年份為2003年，為1 526.0 h。20世紀60年代到21世紀初日照時數(shù)呈遞減趨勢，21世紀后日照時數(shù)呈弱增趨勢。從圖10來看，信陽市茶葉生育期內(nèi)日照時數(shù)呈東高西低趨勢，低值區(qū)在光山、新縣一帶，在1 860 h以下；高值在淮濱、潢川、商城以東一帶，在1 930 h以上。

2.4 茶葉開采期特征變化

由圖11可見，信陽市茶葉多年平均開采期為87.7 d，變異系數(shù)為10.6%，氣候傾向率為-1.3 d/10年；開采期最早的年份為2002年（3月7日），最晚的年份為1963年（4月18日）。20世紀60～70年代開采期呈提前趨勢，20世紀80年代較70年代偏晚，20世紀80年代至21世紀初呈提前趨勢，21世紀10年代開采期較21世紀初偏晚。從圖12來看，信陽市茶葉開采期呈東早西晚趨勢，開采最早區(qū)在新縣一帶，在3月28日以前；開采最晚區(qū)在光山、羅山以西一帶，在3月31日以后。

3 結(jié)論

選用1961—2019年信陽地區(qū)逐日氣象觀測數(shù)據(jù)，采用5日滑動平均法、氣候傾向率法等，分析信陽地區(qū)氣候資源及開采期的時空分布規(guī)律，具體結(jié)果如下：

（1）信陽市茶葉生長季內(nèi)多年平均氣溫和≥0 ℃活動積溫分別為15.6 ℃和5 195.0 ℃·d，其氣候傾向率分別為0.21 ℃/10年和70.0 ℃·d/10年（P<0.01）；20世紀60～80年代遞減，之后遞增，平均氣溫空間上表現(xiàn)為東高西低，≥0 ℃活動積溫南高北低。

（2）信陽市茶葉生長季內(nèi)平均降水量和相對濕度分別為1 089.0 mm和76%，氣候傾向率分別為-7.5 mm/10年和-0.6/10年，降水量年際差異大，空間上表現(xiàn)為東高西低。

（3）信陽市茶葉生長季內(nèi)平均日照時數(shù)為1 902.7 h，氣候傾向率為-89.6 h/10年（P<0.01），降水量年際、年代際差異較大，空間上表現(xiàn)為東高西低、差異較明顯。

（4）信陽市茶葉多年平均開采期為87.7 d，氣候傾向率為-1.3 d/10年，開采期年際差異較大、年代際差異較大，空間上東早西晚。

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Analysis on Spat-

iotemporal Distribution Characteristics of Xinyang Tea Climate Resources under the Background of Climate Change

Yang Hui-jie et al（Xinyang Meteorological Bureau， Xinyang， Henan 464000）

Abstract Based on the daily meteorological observation data of Xinyang region from 1961 to 2020， using the 5-day moving average method and the climate tendency rate method， the spatiotemporal distribution of climate resources and mining periods over the years in Xinyang region was analyzed. The results showed that： （1） During the tea growing season in Xinyang City， the annual average temperature and active accumulated temperature of ≥0 ℃ were 15.6 ℃ and 5 195.0 ℃·d， respectively. The climate tendency rates were 0.21 ℃/10 years and 70.0 ℃·d/10 years， respectively. （2） The average precipitation and relative humidity during the growing season are 1 089.0 mm and 76%， respectively， with significant interannual differences in precipitation. （3） The average sunshine duration is 1 902.7 h， and the climate tendency rate is -89.6 h/10 years. There are significant interannual and interdecadal differences， with a spatial increase in the east and a decrease in the west. （4） The average mining period is 87.7d， with significant interannual and interdecadal differences， with a spatial distribution of early in the east and late in the west.

Key words Climate change; Mining period; Spatiotemporal distribution