青海省海南地區近30年≥0 ℃積溫變化趨勢分析

許正福，顏亮東，馬扶林,3，馬玉芳,3,4

(1.青海省海南州同德縣氣象局，青海 同德 813200；2.青海省氣象防災減災重點實驗室，青海 西寧810001；3.青海省海北牧業氣象試驗站，青海 西海鎮 810200；4.青海省海南州氣象局 青海 共和 813000)

農作物的生長、發育和產量形成需要一定的熱量條件[1]。衡量某地區農業熱量資源的主要指標是大于等于某一界限溫度的積溫及其相應的持續日數。此熱量總和通常是用該時期逐日氣溫的累積值表示，這個累積值就叫作積溫。通常積溫又可區分為活動積溫和有效積溫兩種。在生產實踐中，有效積溫可作為農業規劃、引種、作物布局和預測農時的重要依據，可以用來預測一個地區某種害蟲可能發生的時期和世代數以及害蟲危害猖獗區的分布等。積溫是熱量資源的主要指標之一，可以根據積溫的多少，確定某作物在某地區能否成熟，并預計能否高產優質。0 ℃是一切高等生物生命活動的起始溫度。在全球氣候變暖的大背景下,中國西北地區氣溫持續攀升，氣候變暖導致環境發生變化,并且對農作物的熟制、布局、結構均產生了影響;氣象災害頻繁,尤其是重大極端氣候事件頻發,對農業生產的可持續發展產生了負面影響,這使得人們對氣候變化及其影響的認識愿望日益迫切[2]。對于青海省海南州地區的多數研究主要集中在氣溫、降水等氣候特征方面[3-7]。因此，研究由于氣候變化引起的積溫變化對于農牧業的影響意義重大。

1 資料來源

選取青海省海南藏族自治州共和、興海、貴南、同德、貴德5縣氣象站1981―2007年地面氣象觀測資料，共和1981-2009年、貴德1980-2000年、貴南1990-2009年春小麥(Triticumaestivum)的農業氣候觀測資料及同德1988-1998年牧草觀測資料進行統計分析。

2 地理氣候概況

海南藏族自治州(簡稱海南州)位于青海省東部，東與海東地區和黃南州毗連，西與海西州接壤，南與果洛州為鄰，北隔青海湖與海北州相望，因地處著名的青海湖南部，故名海南。海南州面積為44 500 km2，占青海省總面積的6.18%。境內地形以山地為主，四周環山，盆地居中，高原丘陵和河谷臺地相間其中，地勢起伏較大，復雜多樣。全州平均海拔在3 000 m以上，最高海拔5 305 m，最低海拔2 168 m。因高寒土地面積廣闊，草地資源豐富，可利用耕地面積少，是青海省重要的畜牧業基地之一。全州共有可利用草地面積32 981.5 km2，占土地總面積的74.00%，占全省可利用草地面積的10.40%。年產飼草資源(干物質)總量為31.34億kg。

海南州屬典型的高原大陸性氣候，全州年均氣溫-4～7 ℃，海拔較低的黃河下段谷地年均氣溫達7 ℃；共和盆地年均氣溫約3 ℃；年較差為2～26 ℃。年均溫的年際變化南部小于北部，南部同德為1.3 ℃，北部共和為1.9 ℃。夏季溫涼且短暫，無高溫。海拔較低的黃河下段谷地最熱月(7月)平均溫度只有18.2 ℃。均溫>10 ℃的時間長度均小于100 d，≥10 ℃積溫在1 410 ℃·d 以下。 冬季寒冷漫長。除黃河下段谷地最冷月(1月)平均氣溫為-6.7 ℃，日均溫<0 ℃的時間為100 d外，其他地區冬季時間在130～160 d，<0 ℃積溫在980 ℃·d以上。降水量少，各地分布不均，且集中于5-9月，形成明顯的雨季和干季。全州年均降水量為250～450 mm，南部和湖濱地區年均降水量最多，為400～450 mm。共和盆地和興海子科灘等地在300～360 mm，東部地區不足260 mm。雨季一般從5月中、下旬開始，至9月下旬或10月上旬結束，其間降水量占年總降水量的72%～78%，雨熱同季，對農作物及牧草的生長發育有利。太陽輻射長，日照時數多，年日照時數在2 690 h以上，最高達3 040 h，為可照時數的61%～69%。冬春季節多大風。

3 海南州≥0 ℃年積溫變化分析

對海南州5縣氣象站地面觀測的1981-2007年近30年的≥0 ℃年積溫資料進行整理分析(圖1)。

海南州在1997-1999年≥0 ℃年積溫有明顯的增加，其中，共和、同德、貴德增加趨勢近10年非常明顯。主要原因是海南地區近30年來特別是近10年氣候變暖導致了年積溫增加。同德年積溫顯著增加的原因在于同德縣氣象站在2000年進行了臺站搬遷, 新址由于較原址海拔高度降低明顯，受觀測地段地理條件的影響年平均氣溫升高，導致年積溫有顯著增加。氣候變暖后,低溫日數明顯減少，高溫日數增加，農業積溫增加，無霜期延長,日照時數增加[8]。

4 春小麥及牧草發育期積溫變化及分析

利用海南農業區共和、貴德、貴南氣象站多年觀測的農業氣象資料，對春小麥的發育期變化進行分析(表1)。

海南州種植春小麥的開始期明顯提前，農作物發育的平均持續期有所縮短。春小麥發育期≥0 ℃積溫變化見圖2。

從1990-2000年的農業氣候觀測資料分析中得出：貴德、貴南春小麥發育期積溫有所增加，貴德增加明顯，共和顯著下降。

圖1 海南地區1981-2007年≥0 ℃積溫變化

表1 春小麥發育期初終日及持續期的年代際變化

圖2 海南地區1990-2000年春小麥發育期≥0 ℃積溫變化

海南牧業區同德牧草發育期年代際的變化分析見表2。1988-1992年牧草的發育持續期均長于1993-1998年，主要原因在于20世紀末同德地區升溫明顯，降水偏多，牧草的發育期明顯縮短。牧草發育期≥0 ℃積溫變化見圖3。

5 積溫與持續期的關系

以共和縣為例，通過用SPSS軟件統計分析得出1981-2009年春小麥逐年發育期≥0 ℃積溫和發育持續期之間一元線性回歸的關系并得出線性方程,做出兩變量的分布散點圖(圖4)。

春小麥發育期間的積溫與發育持續期存在明顯的正相關關系，R2=0.59，可以認為兩變量相關性好。從線性回歸分析中得出，共和縣春小麥發育期積溫與持續期的檢驗效應顯著，通過了P=0.01效果檢驗。常數項為475.284，回歸系數為8.832，得出直線回歸方程為y=475.284+8.832x。同理可作出海南州其他縣農作物發育期積溫與持續期變化的回歸方程。

表2 牧草發育期初終日及持續期的年代際變化

圖3 海南同德地區1989-1998年牧草發育期≥0 ℃積溫變化

圖4 共和縣1981-2009年春小麥發育期積溫與持續期的變化散點圖

6 積溫變化對該地區農牧業的影響

1)海南藏族自治州近30年來，各地農作物發育期的持續期有所縮短，生育期內≥0 ℃積溫有所增加，特別是進入20世紀90年代以來，氣候變暖趨勢顯著，異常高溫頻繁出現，從而使積溫增加明顯，為該地區農作物及牧草的生長提供了充足的熱量條件，對于增加農作物和牧草的產量十分有利[9]。

2)隨著氣候的變暖,海南州各地≥0 ℃積溫呈明顯增加趨勢,喜溫作物面積擴大。積溫持續日數明顯增加,有利于作物的成熟,也有利于干旱地帶農牧業生產和植被恢復[10]。

3)由于積溫增加氣候變暖，春季作物播種出苗、返青期提前，可能會受到較嚴重的晚霜凍危害，影響農作物的生長。氣候變化將使農作物、牧草病蟲害的發育速度和繁殖增加，加重病蟲害對農牧業的危害程度。

4)積溫變化對農牧業影響很大，因此，合理調整農牧業生產結構勢在必行，要充分掌握和利用氣候變化規律[11-12]，提高應對氣候變化能力，趨利避害，增加農牧業生產效益，保持地區經濟、社會又好又快發展。

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[12]張核真，馬玉才.西藏地區近四十年積溫變化的動態分析[J].西藏科技,2000(4)：58-59.