界限內積溫在三穗農業熱量資源研究中的應用

楊光建，古書鴻

(1.貴州省三穗縣氣象局，貴州 三穗 556500;2.貴州省山地環境氣候研究所，貴州 貴陽 550002;3.貴州省山地氣候與資源重點實驗室，貴州 貴陽 550002)

1 引言

積溫是表征熱量條件的重要指標，能夠反映農業生產上可利用的溫度條件及其持續時間［1］。界限內積溫反映了積溫在各個溫度范圍內的分布狀況，有助于更加深入地了解熱量資源［2，3］。

三穗縣地處云貴高原向湘西丘陵過渡的斜坡面上，境內地貌類型多樣，多低山、丘陵、河谷、盆地。三穗屬北亞熱帶溫和濕潤季風氣候，雨熱同季，適宜多種作物生長。近年來，蔬菜、中藥材以及鴨養殖等特色農業蓬勃發展。不同農業生產對象對熱量條件的需求不同。界限內積溫，包含了0℃以上每1℃范圍內的積溫，能夠滿足任意溫度范圍的積溫統計需求，能夠為開展結合作物三基點溫度的積溫研究提供支撐。

本研究應用界限內積溫方法，分析了三穗縣積溫的分布及變化特征，以進一步認識三穗農業熱量資源，為促進農業氣候資源開發，做好農業氣象服務奠定基礎。

2 材料和方法

基于三穗歷史逐日平均氣溫資料，分別計算了歷年各旬0～30℃各溫度界限以上活動積溫，并進

以界限內積溫除以相應溫度界限中值(t+0.45)，分析出現在各溫度界限內的天數:一步計算得到逐旬各界限內積溫。界限內積溫即相鄰兩個界限溫度以上活動積溫之差［2］:

以3℃和20℃分別作為喜涼作物適宜生長的溫度下限和上限(3℃≤t＜20℃)，以10℃和30℃分別作為喜溫作物適宜生長的下限和上限(10℃≤t＜30℃)。統計各旬作物適宜生長溫度范圍內的積溫，作為作物生長的適宜積溫。其中，喜涼作物適宜積溫Σ，喜溫作物適宜積溫Σ

以1981—2010年30 a平均值代表當前氣候平均值，同時計算了1971—2000年和1961—1999年各30 a的平均值。

3 結果與分析

3.1 積溫在各溫度范圍的分布

統計各溫度界限內積溫發現，三穗活動積溫在各個溫度界限內的分布呈單峰特征，與全省特征一致。峰值對應溫度界限為24℃，高于全省平均值22℃［2］。0～24℃升高趨勢較緩慢，24～30℃降低趨勢較快。結合日數分析發現，出現在24℃(24.0～24.9℃)范圍內的日數也相對最多(圖1)。

圖1 三穗各界限內積溫及其溫度出現天數變化圖

對歷年界限內積溫變化分析發現，特定年份的變化曲線存在一定差異。界限內積溫隨溫度界限的變化存在一定波動，但基本呈現與多年平均狀況相似的曲線特征，歷年積溫峰值對應溫度界限最高為27℃，最低為22℃，大部分年份在24～25℃范圍內波動。

分別對比1981—2010年30 a平均值、1971—2000年平均及1961—1999年平均發現，不同時期氣候平均結果基本一致(表1)，表明近50 a來，三穗熱量分布在各個溫度范圍的氣候背景未發生顯著變化。

表1 不同年代氣候平均值與當前氣候平均值差異對比

3.2 積溫在各旬各溫度界限的分布

圖2 三穗各旬界限內積溫分布圖(℃·d)

各旬各界限內積溫分布見圖2。從圖中可以看出，三穗全年積溫的分布狀況和不同時期熱量分布的溫度范圍。冬季溫度主要分布在15℃以下，夏季主要分布在15～30℃，從1月—7月，溫度分布范圍逐步升高，各溫度界限內的旬積溫也逐步增加，積溫高值區主要分布在7—8月的25℃附近。

3.3 作物適宜積溫變化

適宜積溫是作物生長適宜溫度范圍內的積溫總量。旬適宜積溫能夠反映各旬熱量條件對作物生長熱量需求的滿足程度(圖3)。

圖3 各旬喜溫作物、喜涼作物的適宜積溫變化圖

三穗縣喜溫作物適宜積溫夏季高，冬季低，適宜喜溫作物生長的熱量條件主要集中在4—10月，積溫占適宜積溫總量的近90%。

喜涼作物適宜積溫全年有2個高值區，分別在春季(3—5月)和秋季(9—11月)，冬季(12—次年2月)和夏季(6—8月)適宜積溫均較低，其中冬季各旬適宜積溫在50℃·d左右，7—8月幾乎為零，不適宜喜涼作物生長。

統計歷年全年適宜積溫，發現近50余年來，三穗喜溫作物適宜生長積溫無顯著增減趨勢(圖4)，最高值為5 236℃·d，最低值為4 599℃·d，30 a平均為4 934℃·d。

由于喜涼作物常常是秋冬季種植，經過越冬后在春末夏初收獲，因此，分別統計了上年9—12月至當年1—6月的喜涼作物適宜積溫。結果顯示，喜涼作物適宜積溫的歷史變化趨勢也不顯著(圖4)，最高值為2 910℃·d，最低值為2 010℃·d，變幅較喜溫作物大。喜涼適宜積溫30 a平均為2 392℃·d。

圖4 喜涼和喜溫作物適宜積溫歷史變化圖

4 結論與討論

基于界限內積溫研究方法，針對三穗積溫表征的熱量條件進行了研究分析，結果顯示，三穗積溫變化特征與全省平均狀況相同，界限內積溫隨溫度界限呈現單峰曲線特征，峰值對應溫度界限為24℃。年內各旬界限內積溫變化狀況也與全省平均相似，冬季熱量分布的溫度范圍較低，夏季較高。

基于各旬各界限內積溫，能夠便捷統計作物不同時期或不同溫度范圍的積溫狀況。對喜涼和喜溫作物的適宜生長積溫分析顯示，三穗喜溫作物適宜生長時段在4—10月，喜涼作物適宜生長時段主要在9月—次年5月，其中在春季和秋季有2個積溫高值時段。

通過對三穗界限內積溫的研究，掌握了積溫表征的熱量條件在各個溫度范圍內的分布狀況，有助于進一步認識三穗農業熱量資源特征。基于旬界限內積溫，能夠為結合作物特定需求的積溫及適宜生長時段的研究奠定基礎。本研究僅籠統針對喜溫和喜涼作物進行了研究，在實際生產中需結合作物不同生育期對溫度的不同需求，才能更深入認識熱量條件對作物生長發育的影響。

［1］鄭大瑋，孫忠富.關于積溫一詞及其度量單位科學性問題的討論［J］.中國農業氣象，2010，31(2):165－169.

［2］古書鴻，嚴小冬，石艷，等.貴州省溫度界限內積溫特征分析［J］. 中國農業氣象，2011，32(04):521－524.

［3］張仕佳，古書鴻，吳丹，等.水城縣積溫變化特征分析［J］.貴州氣象，2012，36(02):37 －39.