濉溪县1961—2010年6~9月气候变化分析

2014-11-12 08:59赵玉凤
安徽农学通报 2014年20期
关键词:濉溪县气候

赵玉凤

摘 要:该文通过对濉溪县1961-2010年6月11日至9月30日逐日气象资料分析,结果表明:9月平均气温、低平明显上升,8月高平明显降低,7、8月温差明显减少;高温天数趋于减少,8月极端最高气温趋于下降,16、18和20℃终日推迟;7、8月日照时数趋于减少,寡照天数趋于增加,8月晴好天数趋于减少,日照时数的突变点在1997年;9月降水量明显减少,突变点在1975年;雨日没有明显变化。

关键词:气候;变化分析;濉溪县

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)20-86-03

农业是对气候变化反映最为敏感的行业之一。全球气候正呈现以变暖为主要特征的显著变化,围绕气候变化对农业尤其是对粮食生产的影响,国内外已做了大量的研究,而对于局部地区作物生长发育影响的研究则相对较少。各地气候变化规律和变化幅度不一,对农业生产及作物生育期的影响也有所不同,不同作物对气候变化的响应也会不同。夏玉米、夏大豆是濉溪县的主要农作物,常年播种面积约12万hm2,一般于6月中旬播种,9月下旬收获。笔者现结合濉溪县1961-2010年气象资料,分析了6月中旬至9月下旬气候变化趋势,以期为夏玉米、夏大豆生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 安徽省濉溪县位于黄淮平原南缘,地处N33°17′~33°59′,E116°23′~116°59′之间,南北长90km,东西宽45km。辖11个镇和省级濉溪经济开发区、濉溪芜湖现代产业园。人口107万,国土面积

1 987km2,耕地面积11.25万hm2,皆为平原,地势平坦,地面高程23.5~32.4m,自西北向东南缓倾,坡降0.01%。土壤类型为砂姜黑土和潮土。耕作制度以冬小麦-夏大豆、冬小麦-夏玉米一年两熟为主,复种指数184.0%。

1.2 数据来源 濉溪县1961-2010年6月11日至9月30日逐日平均气温、最高气温、最低气温、日照时数、降水量、雨日等资料,均来自濉溪县气象局。该气象局属国家基本农业气象站,站台编号:58113,地理位置:N33°55′33″,E116°45′28″。

1.3 数据处理与方法 平均气温16、18和20℃终日采用5日滑动平均法(以第1次5日平均气温降到界限温度的最后1d为准),气温变化趋势采取线性倾向估计法,突变特征采用Mann-Kendall检验法。数据处理和图表绘制利用Excel 2003软件进行,用DPSv7.05软件进行相关分析、突变分析。

2 结果与分析

2.1 濉溪县6~9月气候资源 气候标准值定义为气候要素连续30a的平均值,每10a更新1次。濉溪县1981-2010年6月11日至9月30日10℃以上积温2 848.2±60.8℃·d([x±σ],下同),日照时数722.2±95.1h,降水量481.2±161.7mm,雨日38.5±7.4d(表1),常年能够满足夏玉米、夏大豆生长发育的需要。

2.2.2 高温 从图1可以看出:濉溪县6月中旬至9月上旬都可能出现35℃以上的高温天气,高温天数10.9±7.3d,其中,6月中旬至8月上旬1.3~1.9d,8月中旬至9月上旬0.1~0.5d。随着年度的延续,高温天数趋于减少,但未达显著水平(P=13.7%)。1986-2010年25a平均高温9.7d,比1961-1985年平均减少2.3d。

分析表明:7月中旬至8月下旬极端最高气温有下降趋势,9月中下旬有升高趋势,但只有8月份变化趋势存在弱相关(P<10%);每10a分别下降0.35℃(r=-0.266 2,P=6.2%)、0.29℃(r=-0.238 9,P=9.5%)和0.35℃(r=-0.259 1,P=6.9%)。7月、9月极端最高气温没有明显变化,属于自然振动。

2.2.2 界限温度终日 玉米日平均气温>15℃终日以前为可生长期,>20℃终日以前为适宜生长期,<18℃则影响灌浆成熟[3],降至16℃小麦开耧。濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,16℃终日为10月9日±3.3d,18℃终日9月28日±8.5d,20℃终日9月17日±11.9d。随着年度的延续,终日趋于推迟,r值分别为0.315 5*、0.280 9*、0.286 8*,趋势明显。每10a分别推迟0.7、1.6和2.3d。1986-2010年25a平均终日分别为10月11日、10月2日和9月20日,比1961-1985年平均推迟3、7和6d。说明夏玉米灌浆期可延迟到9月底,收获期可推迟至10月上旬。

2.3 日照变化

2.3.1 日照时数 日照时数是指太阳每天在垂直于其光线平面上辐射强度≥120W/m2的时间长度。濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,日照时数6月中下旬147.1±29.2h,7月204.5±39.0h,8月210.3±43.1h,9月184.8±36.3h。随着年度的延续,7、8月日照时数趋于减少,其中7月为弱相关(r=-0.244 8,P=8.7%),8月极显著负相关(r=-0.401 0**)。每10a减少6.5、11.9h(图2)。6月中下旬、9月日照时数没有明显变化,属于自然振动[4]。6月中旬至9月下旬日照时数减少明显,通过99%的置信度检验,r=-0.326 8**。每10a减少20.7h。

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图2 濉溪县6~9月日照时数变化

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图3 8月日照时数突变

突变分析表明:8月日照时数的突变点在1997年[5],1998-2010年平均日照时数172.0h,比1961-1987年平均减少51.7h(图3)。endprint

2.3.2 寡照 日照时数与白昼时长、云量、大气透明度和地形等有关。设定日照时数≤可照时数20%的为寡照日,这里可照时数取50a同日及前后3d日照时数最大值。6月中下旬寡照日4.4±2.6d,7月7.8±3.7d,8月7.3±3.8d,9月8.4±3.5d。随着年度的延续,7、8月寡照天数趋于增加,其中7月为弱相关(r=0.245 6,P=6.3%),8月显著正相关(r=0.319 9*)。每10a分别增加0.62、0.84d。6月中下旬、9月没有明显变化,属于自然振动(图2)。

2.3.3 晴好天气 设定日照时数≥可照时数70%的为晴好日。濉溪县8月晴好日13.6±4.5d,9月13.9±3.9d。随着年度的延续,8月晴好天数趋于减少,通过了95%置信度检验,r=-0.311 4*,趋势明显,每10a减少1.0d。9月没有明显变化,属于自然振动。

2.4 降水变化

2.4.1 降水量变化 濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,降水量6月中下旬72.1±58.6mm,7月217.0±74.6mm,8月125.7±74.6mm,9月78.3±58.2mm。随着年度的延续,6~8月没有明显变化,属于自然振动;9月趋于明显减少,r=-0.301 5*。每10a减少12.0mm(图4)。突变分析表明:9月降水量的突变点在1975年,1976-2010年平均降水量66.8mm,比1961-1975年平均减少38.4mm(图5)。

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图4 濉溪县6~9月降水量变化

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图5 9月降水量突变

2.4.2 雨日变化 濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,雨日6月中下旬6.1±2.4d,7月13.9±3.1d,8月10.8±3.6d,9月8.3±3.7d。随着年度的延续,没有明显变化,属于自然振动(图6)。

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图6 濉溪县6~9月雨日变化

3 结论与讨论

(1)由本次分析得知,在全球气候变暖大背景下,濉溪县9月平均气温、低平明显上升,8月高平明显降低,7、8月温差明显减少;高温天数趋于减少,8月极端最高气温趋于下降,16、18和20℃终日推迟;7、8月日照时数趋于减少,寡照天数趋于增加,8月晴好天数趋于减少,日照时数的突变点在1997年;9月降水量明显减少,突变点在1975年;雨日没有明显变化。

(2)夏玉米在濉溪县是仅次于小麦的主要粮食作物,具有易管理、生育期短、产量高、效益好等特点。但夏玉米生长期内气温高,降水时空分布不均,极易发生旱、涝、高温和阴雨寡照等气象灾害。9月平均气温、低平上升,界限温度终日推迟,夏玉米可生长日数增加,对选用中晚熟品种、提高产量有利。8月高温天数减少,极端最高气温下降,对授粉和籽粒形成有利,但日照时数减少,寡照天数增加,8月晴好天数减少,对籽粒形成和灌浆不利。

(3)9月平均气温、低平上升,界限温度终日推迟,夏大豆可生长日数增加,对选用中晚熟品种、提高产量有利。8月高温天数减少,极端最高气温下降,对授粉和籽粒形成有利,但日照时数减少,寡照天数增加,8月晴好天数减少,对籽粒形成和鼓粒不利[6]。

参考文献

[1]王惠芳,张青珍,张明捷,等.豫东北气温变化趋势及对小麦生长发育的影响[J].中国农学通报,2010,26(11):341-345.

[2]杨尚英,穆婉红,肖国举.渭北旱塬气温变化及对小麦生产的影响[J].中国农学通报,2010,26(15):109-114.

[3]李树岩,方文松,马志红.河南省夏玉米生长季农业气候资源变化分析[J].河南农业科学,2012,41(7):21-26.

[4]张云霞.近46年商丘市日照时数变化特征分析[J].河南科学,2013,31(2):176-179.

[5]何彬方,马妍,荀尚培,等.安徽省50年日照时数的变化特征及影响因素[J].自然资源学报,2009,7(24):1275-1283.

[6]郝兴宇,韩雪,居辉,等.气候变化对大豆影响的研究进展[J].应用生态学报,2010,21(10):2697-2706.

(责编:张宏民)endprint

2.3.2 寡照 日照时数与白昼时长、云量、大气透明度和地形等有关。设定日照时数≤可照时数20%的为寡照日,这里可照时数取50a同日及前后3d日照时数最大值。6月中下旬寡照日4.4±2.6d,7月7.8±3.7d,8月7.3±3.8d,9月8.4±3.5d。随着年度的延续,7、8月寡照天数趋于增加,其中7月为弱相关(r=0.245 6,P=6.3%),8月显著正相关(r=0.319 9*)。每10a分别增加0.62、0.84d。6月中下旬、9月没有明显变化,属于自然振动(图2)。

2.3.3 晴好天气 设定日照时数≥可照时数70%的为晴好日。濉溪县8月晴好日13.6±4.5d,9月13.9±3.9d。随着年度的延续,8月晴好天数趋于减少,通过了95%置信度检验,r=-0.311 4*,趋势明显,每10a减少1.0d。9月没有明显变化,属于自然振动。

2.4 降水变化

2.4.1 降水量变化 濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,降水量6月中下旬72.1±58.6mm,7月217.0±74.6mm,8月125.7±74.6mm,9月78.3±58.2mm。随着年度的延续,6~8月没有明显变化,属于自然振动;9月趋于明显减少,r=-0.301 5*。每10a减少12.0mm(图4)。突变分析表明:9月降水量的突变点在1975年,1976-2010年平均降水量66.8mm,比1961-1975年平均减少38.4mm(图5)。

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图4 濉溪县6~9月降水量变化

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图5 9月降水量突变

2.4.2 雨日变化 濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,雨日6月中下旬6.1±2.4d,7月13.9±3.1d,8月10.8±3.6d,9月8.3±3.7d。随着年度的延续,没有明显变化,属于自然振动(图6)。

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图6 濉溪县6~9月雨日变化

3 结论与讨论

(1)由本次分析得知,在全球气候变暖大背景下,濉溪县9月平均气温、低平明显上升,8月高平明显降低,7、8月温差明显减少;高温天数趋于减少,8月极端最高气温趋于下降,16、18和20℃终日推迟;7、8月日照时数趋于减少,寡照天数趋于增加,8月晴好天数趋于减少,日照时数的突变点在1997年;9月降水量明显减少,突变点在1975年;雨日没有明显变化。

(2)夏玉米在濉溪县是仅次于小麦的主要粮食作物,具有易管理、生育期短、产量高、效益好等特点。但夏玉米生长期内气温高,降水时空分布不均,极易发生旱、涝、高温和阴雨寡照等气象灾害。9月平均气温、低平上升,界限温度终日推迟,夏玉米可生长日数增加,对选用中晚熟品种、提高产量有利。8月高温天数减少,极端最高气温下降,对授粉和籽粒形成有利,但日照时数减少,寡照天数增加,8月晴好天数减少,对籽粒形成和灌浆不利。

(3)9月平均气温、低平上升,界限温度终日推迟,夏大豆可生长日数增加,对选用中晚熟品种、提高产量有利。8月高温天数减少,极端最高气温下降,对授粉和籽粒形成有利,但日照时数减少,寡照天数增加,8月晴好天数减少,对籽粒形成和鼓粒不利[6]。

参考文献

[1]王惠芳,张青珍,张明捷,等.豫东北气温变化趋势及对小麦生长发育的影响[J].中国农学通报,2010,26(11):341-345.

[2]杨尚英,穆婉红,肖国举.渭北旱塬气温变化及对小麦生产的影响[J].中国农学通报,2010,26(15):109-114.

[3]李树岩,方文松,马志红.河南省夏玉米生长季农业气候资源变化分析[J].河南农业科学,2012,41(7):21-26.

[4]张云霞.近46年商丘市日照时数变化特征分析[J].河南科学,2013,31(2):176-179.

[5]何彬方,马妍,荀尚培,等.安徽省50年日照时数的变化特征及影响因素[J].自然资源学报,2009,7(24):1275-1283.

[6]郝兴宇,韩雪,居辉,等.气候变化对大豆影响的研究进展[J].应用生态学报,2010,21(10):2697-2706.

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2.3.2 寡照 日照时数与白昼时长、云量、大气透明度和地形等有关。设定日照时数≤可照时数20%的为寡照日,这里可照时数取50a同日及前后3d日照时数最大值。6月中下旬寡照日4.4±2.6d,7月7.8±3.7d,8月7.3±3.8d,9月8.4±3.5d。随着年度的延续,7、8月寡照天数趋于增加,其中7月为弱相关(r=0.245 6,P=6.3%),8月显著正相关(r=0.319 9*)。每10a分别增加0.62、0.84d。6月中下旬、9月没有明显变化,属于自然振动(图2)。

2.3.3 晴好天气 设定日照时数≥可照时数70%的为晴好日。濉溪县8月晴好日13.6±4.5d,9月13.9±3.9d。随着年度的延续,8月晴好天数趋于减少,通过了95%置信度检验,r=-0.311 4*,趋势明显,每10a减少1.0d。9月没有明显变化,属于自然振动。

2.4 降水变化

2.4.1 降水量变化 濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,降水量6月中下旬72.1±58.6mm,7月217.0±74.6mm,8月125.7±74.6mm,9月78.3±58.2mm。随着年度的延续,6~8月没有明显变化,属于自然振动;9月趋于明显减少,r=-0.301 5*。每10a减少12.0mm(图4)。突变分析表明:9月降水量的突变点在1975年,1976-2010年平均降水量66.8mm,比1961-1975年平均减少38.4mm(图5)。

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图4 濉溪县6~9月降水量变化

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图5 9月降水量突变

2.4.2 雨日变化 濉溪县50个夏玉米、夏大豆生长期内,雨日6月中下旬6.1±2.4d,7月13.9±3.1d,8月10.8±3.6d,9月8.3±3.7d。随着年度的延续,没有明显变化,属于自然振动(图6)。

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图6 濉溪县6~9月雨日变化

3 结论与讨论

(1)由本次分析得知,在全球气候变暖大背景下,濉溪县9月平均气温、低平明显上升,8月高平明显降低,7、8月温差明显减少;高温天数趋于减少,8月极端最高气温趋于下降,16、18和20℃终日推迟;7、8月日照时数趋于减少,寡照天数趋于增加,8月晴好天数趋于减少,日照时数的突变点在1997年;9月降水量明显减少,突变点在1975年;雨日没有明显变化。

(2)夏玉米在濉溪县是仅次于小麦的主要粮食作物,具有易管理、生育期短、产量高、效益好等特点。但夏玉米生长期内气温高,降水时空分布不均,极易发生旱、涝、高温和阴雨寡照等气象灾害。9月平均气温、低平上升,界限温度终日推迟,夏玉米可生长日数增加,对选用中晚熟品种、提高产量有利。8月高温天数减少,极端最高气温下降,对授粉和籽粒形成有利,但日照时数减少,寡照天数增加,8月晴好天数减少,对籽粒形成和灌浆不利。

(3)9月平均气温、低平上升,界限温度终日推迟,夏大豆可生长日数增加,对选用中晚熟品种、提高产量有利。8月高温天数减少,极端最高气温下降,对授粉和籽粒形成有利,但日照时数减少,寡照天数增加,8月晴好天数减少,对籽粒形成和鼓粒不利[6]。

参考文献

[1]王惠芳,张青珍,张明捷,等.豫东北气温变化趋势及对小麦生长发育的影响[J].中国农学通报,2010,26(11):341-345.

[2]杨尚英,穆婉红,肖国举.渭北旱塬气温变化及对小麦生产的影响[J].中国农学通报,2010,26(15):109-114.

[3]李树岩,方文松,马志红.河南省夏玉米生长季农业气候资源变化分析[J].河南农业科学,2012,41(7):21-26.

[4]张云霞.近46年商丘市日照时数变化特征分析[J].河南科学,2013,31(2):176-179.

[5]何彬方,马妍,荀尚培,等.安徽省50年日照时数的变化特征及影响因素[J].自然资源学报,2009,7(24):1275-1283.

[6]郝兴宇,韩雪,居辉,等.气候变化对大豆影响的研究进展[J].应用生态学报,2010,21(10):2697-2706.

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