內(nèi)蒙古東部氣候年景等級與糧食產(chǎn)量豐歉的關(guān)系分析

中圖分類號 S162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 0517-6611（2025）08-0209-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.08.043開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

AbstractBasedonthesuaceobervationtemperatureadprecipitationataof28atioalmeteorologcaltatiosieasteaculural areaofInerMongoliaduringthecopgrowthseason（MaySepteber）fro198ltoOO，thenatioaltandardclimateanalsesst methodissuedinO17wasadopted，andtehangecharacteristsofanalcliateideanditselatiosipwithighandlowgainield wereaalyzdtasilitfesigainieldouhaliaticasaatioasetedeesultssdatt peratureineastenIerMngoliashowedanincreasingtrendfro98ltoOO，thereasanabruptchangeoftemperaturein996hepre cipiationntegowingseasoofopsshowdaslowdreasingtredterewretwomutatiosi1998ad2.ereasncat negative correlation between the grain yield and the annual temperature index，the correlation coefficient was - 0 . 2 6 2 ，and the correlation coefficients with the annual precipitation index and the annual climate index were - 0 . 4 1 5 and - 0 . 4 2 8 ， respectively，which were significantly negativelycoeltedsdotompreseaalyssoftosisteetwntalategdedeaidag curacy was 70 % .Therefore，it was scientific to predict the grain yieldbyusing the grade of annual climatic status.

KeywordsAalclimateindexGdeofaalclimaticstatus；Changecharacteristic；GrainieldRelatoship；asteIogl

內(nèi)蒙古糧食產(chǎn)量穩(wěn)居全國第6位，是我國北疆的“大糧倉”。2023年內(nèi)蒙古農(nóng)作物播種面積880.9萬 ，糧食產(chǎn)量3 958萬t，其中內(nèi)蒙古東部糧食產(chǎn)量播種面積508.3萬 約占內(nèi)蒙古總播種面積的 56 % ，糧食產(chǎn)量2933萬t，約占內(nèi)蒙古總產(chǎn)量的 74 % ，可見內(nèi)蒙古東部在保障內(nèi)蒙古乃至全國糧食安全具有重要的地位[1]

有研究發(fā)現(xiàn)，氣候因子變化與糧食產(chǎn)量豐歉具有直接關(guān)系，氣溫、降水量的變化會(huì)加劇農(nóng)作物產(chǎn)量波動(dòng)[2-4]。近年來，很多學(xué)者針對農(nóng)業(yè)氣候年景評價(jià)方法和指標(biāo)進(jìn)行了大量研究，鄒燕等[5從低溫、高溫、雨澇和氣象干旱等氣象因子角度進(jìn)行分析，建立了對福建省綜合氣候年景定量化評價(jià)的指標(biāo)體系；伍紅雨等[也采用了類似的方法，開展了廣東氣候年景的客觀定量化評估，并且評估結(jié)果與氣象災(zāi)害情況大部分相符；王建林等通過分析逐旬氣溫、降水和日照時(shí)數(shù)對棉花生長發(fā)育的綜合效應(yīng)，建立了基于綜合氣象要素和棉花產(chǎn)量豐歉年型相似分析的年景評價(jià)方法，準(zhǔn)確率達(dá)到了 9 0 % 以上；婁秀榮等8以各生育期氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)距平率和晚稻豐歉年型為指標(biāo)，研究了我國江南和華南地區(qū)的晚稻氣候年景評價(jià)方法；孫家民等9利用降水距平絕對值累加值和旱澇受災(zāi)面積，對我國農(nóng)業(yè)氣候年景評價(jià)方法進(jìn)行了闡述。有的學(xué)者依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)氣候年景評估方法分析了包頭市、南昌市、赤峰市的氣候年景變化特征[10-12]，但目前針對內(nèi)蒙古東部的氣候年景評價(jià)研究的內(nèi)容較少，并且氣候年景評價(jià)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有重要意義[10]。筆者依據(jù)2017年發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)氣候年景評估方法[13]，利用1981—2020年農(nóng)作物生長季（5—9月）內(nèi)蒙古東部28個(gè)國家氣象站氣溫、降水量逐日地面觀測資料，分析內(nèi)蒙古東部氣候年景指數(shù)變化特征及其與糧食產(chǎn)量豐歉年景的關(guān)系，以期為開展農(nóng)業(yè)氣候年景預(yù)測和糧食產(chǎn)量評估提供科學(xué)依據(jù)。

1資料與方法

1.1研究區(qū)概況內(nèi)蒙古東部包括通遼市、赤峰市、呼倫貝爾市和興安盟4個(gè)盟市，地處 ，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候特點(diǎn)為春季干旱瀕發(fā)，且多大風(fēng)天氣；夏季短暫溫?zé)?，降水集中；秋季冷空氣活?dòng)頻繁，秋霜凍來臨較早；冬季寒冷干燥，時(shí)間漫長[14]

1.2研究資料由于內(nèi)蒙古東部地區(qū)農(nóng)作物生長季在每年的5—9月，10月—翌年4月為農(nóng)業(yè)休耕期。因此該研究利用內(nèi)蒙古東部28個(gè)國家氣象站1981—2020年農(nóng)作物生長季（5—9月）逐日氣溫、降水量觀測數(shù)據(jù)資料，依據(jù)氣候年景評估國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法，分別統(tǒng)計(jì)內(nèi)蒙古東部地區(qū)的氣溫年景指數(shù)、降水年景指數(shù)和氣候年景指數(shù)。以1981—2010年氣溫年景指數(shù)、降水年景指數(shù)和氣候年景指數(shù)平均值作為氣候平均值，分別建立氣溫年景指數(shù)、降水年景指數(shù)、氣候年景指數(shù)等級指標(biāo)，分析糧食產(chǎn)量豐兼和氣候年景指數(shù)的相關(guān)關(guān)系。糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于內(nèi)蒙古自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒[1]

1.3 研究方法

1.3.1氣溫年景指數(shù)。氣溫年景指數(shù)是反映農(nóng)作物生長季熱量條件狀況的指標(biāo)[10]。計(jì)算公式如下：

式中： 為氣溫年景指數(shù)； 為第 j 站第 i 旬平均氣溫， 為第j 站第 i 旬平均氣溫的氣候平均值； 為第 j 站第 i 旬平均氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差； n 為區(qū)域內(nèi)參加統(tǒng)計(jì)的站數(shù)。

1.3.2降水年景指數(shù)。降水年景指數(shù)是反映農(nóng)作物生長季水分條件狀況的指標(biāo)[10]。計(jì)算公式如下：

式中： 為降水年景指數(shù)；（ 為第 j 站第 i 旬末的 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)，計(jì)算方法參見《氣象干旱等級》（GB/T20481——2017）； n 為區(qū)域內(nèi)參加統(tǒng)計(jì)的站數(shù)。

1.3.3氣候年景指數(shù)。氣候年景指數(shù)是綜合反映農(nóng)作物生長季的水熱條件狀況指標(biāo)[10]。計(jì)算公式如下：

式中： 為氣候年景指數(shù)； 為氣溫年景指數(shù)； 為降水年景指數(shù)。

1.3.4年景指數(shù)等級劃分。氣溫年景指數(shù)、降水年景指數(shù)、氣候年景指數(shù)采用百分位數(shù)法分別計(jì)算 1 0 % ， 3 0 % ， 7 0 % 9 0 % 對應(yīng)的百分位數(shù)，以4個(gè)百分位數(shù)閾值劃分為5個(gè)等級，分別是好、較好、一般、較差、差[5，13]，具體如表1所示。

2 結(jié)果與分析

2.1氣溫年景變化從圖1可以看出，1981—2020 年內(nèi)蒙古東部生長季（5—9月）平均氣溫為 （1992年） （2000年），呈波動(dòng)升高趨勢，氣候傾向率為 。氣溫累積距平曲線顯示，近40年內(nèi)蒙古東部生長季平均氣溫僅出現(xiàn)了1次突變，突變點(diǎn)出現(xiàn)在1996年，突變前平均氣溫 ，氣候傾向率為 a，突變后平均氣溫 ，氣候傾向率為 ，突變前后氣溫升高了 ，氣候傾向率減小，說明氣溫上升的速度減緩。

從圖2可以看出，1981—2020年內(nèi)蒙古東部生長季氣溫年景指數(shù)為7.9（2003年） ～ 1 5 . 4 （1997年），呈波動(dòng)減小趨勢，氣候傾向率為 。氣溫年景指數(shù)等級劃分閾值分別為 1 0 . 0 ， 1 1 . 2 ， 1 3 . 3 ， 1 5 . 0 . ，利用閾值評估氣溫年景等級，近40年中氣溫年景等級為差、較差、一般、較好、好的年數(shù)分別為4、8、16、8、4年，所占比例分別為 10 % 2 0 % 、 4 0 % 、 20 % 、 10 % 。

2.2 降水年景變化從圖3可以看出，1981—2020 年內(nèi)蒙古

從圖4可以看出，1981—2020年內(nèi)蒙古東部生長季降水年景指數(shù)為22.8（1990年）～37.2（2004年），呈波動(dòng)增加趨勢，氣候傾向率為 。降水年景指數(shù)等級劃分閾值分別為 2 4 . 4 ， 2 7 . 6 ， 3 2 . 6 ， 3 4 . 6 ，利用閾值評估降水年景等級，近40年中降水年景等級為差、較差、一般、較好、好的年數(shù)分別為4、8、16、8、4年，所占比例分別為 1 0 % . 2 0 % . 4 0 % . 2 0 % . 1 0 % 。

2.3氣候年景變化從圖5可以看出，1981—2020年內(nèi)蒙古東部生長季氣候年景指數(shù)為78.1（1990年）～124.1（1982年），40年平均值為101.5，呈現(xiàn)波動(dòng)增加趨勢，氣候傾向率為 。氣候年景指數(shù)等級劃分閾值分別為85.2、94.4、109.3、117.2，利用閾值評估氣候年景等級，近40年中氣候年景等級為好、較好、一般、較差、差的年數(shù)分別為4、9、15、8、4年，所占比例分別為 1 0 . 0 % . 2 2 . 5 % . 3 7 . 5 % . 2 0 . 0 % . 1 0 . 0 % 。

2.4氣候年景對糧食產(chǎn)量的影響采用《內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒》[2]中的統(tǒng)計(jì)方法，以糧食單產(chǎn)與上一年相比增加或減少作為衡量豐歉年的標(biāo)準(zhǔn)，即產(chǎn)量增加為豐年，產(chǎn)量減少為歉年。以1981—2020年內(nèi)蒙古東部的平均糧食單產(chǎn)豐兼量分別與平均氣溫年景指數(shù)、平均降水年景指數(shù)、平均氣候年景指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，研究內(nèi)蒙古東部氣候年景指數(shù)對糧食產(chǎn)量年景的影響。相關(guān)分析結(jié)果顯示，糧食單產(chǎn)豐兼量與氣溫年景指數(shù)呈不顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.262，與降水年景指數(shù)、氣候年景指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.415和-0.428。

從糧食產(chǎn)量豐歉年與3種年景等級的比較結(jié)果（表2）來看，氣候年景等級與降水年景等級基本一致，與氣溫年景等級存在一定的差異，但三者對糧食產(chǎn)量的影響趨勢基本一致。以氣候年景等級為例，氣候年景等級為好的4年中，農(nóng)業(yè)年景為豐年3年歉年1年，正確率為 7 5 % ；氣候年景等級為較好的9年中，農(nóng)業(yè)年景為豐年7年歉年2年，正確率為78 % ；氣候年景等級為一般的15年中，農(nóng)業(yè)年景為豐年8年歉年7年；氣候年景等級為較差的8年中，農(nóng)業(yè)年景為歉年6年豐年2年，正確率為 7 5 % ；氣候年景等級為差的4年中，農(nóng)業(yè)年景為歉年2年豐年2年，正確率為 5 0 % 。綜合分析氣候年景等級與豐歉年的一致性，平均正確率為 7 0 % 。氣溫年景等級和降水年景等級統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，氣溫年景等級與豐歉年的一致性正確率為 67 % ，降水年景等級與豐兼年的一致性正確率為 71 % 。

3結(jié)論與討論

（1）1981—2020年內(nèi)蒙古東部氣溫呈上升趨勢，并且在1996年出現(xiàn)了突變，之后升溫速度減緩；降水整體呈減少趨勢，分別在1998和2011年出現(xiàn)了突變，呈現(xiàn)增加—減少—增加的趨勢；這與以往的研究結(jié)果一致[5]

（2）氣候年景指數(shù)是衡量水熱因子穩(wěn)定性的指標(biāo)，年景指數(shù)越小說明氣候要素偏離正常水平的程度越小，水熱因子配置越好[13]。1981—2020年內(nèi)蒙古東部氣溫年景指數(shù)呈減小趨勢，降水年景指數(shù)呈增加趨勢，說明在氣候變暖的背景下，氣溫變化趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)，而降水變化則趨向于波動(dòng)狀態(tài)，這與王志春等[研究的內(nèi)蒙古東部氣候資源特點(diǎn)和變化特征一致。

（3）內(nèi)蒙古東部地處典型的大陸性半干旱氣候區(qū)，農(nóng)業(yè)資源豐富，但水資源分布不均，且整體較為匱乏，屬于全國水資源匱乏地區(qū)之一，因此降水是制約旱作農(nóng)業(yè)的重要?dú)庀笠蜃又?。該研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古東部糧食單產(chǎn)豐歉量與氣溫年景指數(shù)呈不顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.262，與降水年景指數(shù)、氣候年景指數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.415和-0.428。這與以往的研究結(jié)果一致[17-19]。綜合分析氣候年景等級與糧食產(chǎn)量豐歉年的一致性，平均正確率為70 % ，說明利用氣候年景等級預(yù)測糧食產(chǎn)量準(zhǔn)確性較高，可為氣候年景預(yù)測和糧食產(chǎn)量評估提供科學(xué)參考。

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