農業界限溫度的初、終日期對氣候變暖的響應分析

宋欣

摘 要：選用遼西朝陽地區1953-2014年氣候資料，運用氣候診斷分析方法，對農業界限溫度初、終日期變化趨勢進行了研究。結果表明：0℃、5℃、10℃、15℃、20℃初日表現出不同程度的提前趨勢，終日表現出不同程度的推后趨勢，使間隔期延長，有效地增加了該地區的熱量資源，這對于農作物生長發育、農業結構調整奠定了熱能資源基礎。

關鍵詞：農業；界限溫度；氣候變暖；朝陽地區

中圖分類號 S16 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）17-131-03

農業界限溫度是熱量資源的一種表達形式，界限溫度的出現日期、持續日數對確定區域的耕作制度、品種搭配、作物布局等都具有十分重要的意義，標志植物重要物候現象，體現農事活動的開始、終止或轉折點[1-3]。農業氣候上常用的界限溫度有0℃、5℃、10℃、15℃、20℃等。一般來講，日平均氣溫穩定≥0℃的初日、終日和土壤解凍、結凍相近，持續期間為適宜農耕期；日平均氣溫穩定≥5℃的時期為越冬作物生長活動期、早春喜涼作物的播種期；日平均氣溫穩定≥10℃的時期為喜溫作物生長活動期、越冬作物生長活躍期，其初日是玉米、高粱、水稻、棉花等喜溫作物開始播種日期；日平均氣溫穩定≥15℃時期為喜溫作物的適宜生長期，初日是水稻移栽適宜期，終日是冬小麥播種適宜期；日平均氣溫穩定≥20℃的時期是喜溫作物旺盛生長期。近些年來，受氣候變暖的影響，氣候資源出現了不同程度的變化，尤其熱量資源的變化最為明顯，有關對熱量資源變化特征方面研究的較多[4-6]，而對農業界限溫度變化的研究較為少見。為此，本文選用遼西朝陽地區1953-2014年氣候資料研究農業界限溫度在氣候變暖[7-8]的環境下變化趨勢特征，以期為該地區耕作制度、品種搭配、作物布局等的確定提供參考。

1 材料與方法

日平均氣溫資料取自朝陽縣氣象局檔案室，采用年限為1953-2014年，界限溫度包括0℃、5℃、10℃、15℃、20℃初、終日期。運用5d滑動平均法[9]計算確定初、終日期，運用序列相關[9]和氣候傾向率[10]對農業界限溫度日期年際變化趨勢特征進行分析，計算分析在Excel程序[11]支持下完成運算。

2 結果與分析

2.1 界限溫度初日

2.1.1 0℃初日 朝陽地區0℃初日累年平均在3月15日，在年際變化中，2008年最早出現在2月26日，1962年最晚出現在4月4日。經線性趨勢分析，方程為y=-0.209x+429.99，序列相關系數為-0.393 6（P<0.01）達到極顯著水平，氣候傾向率為-2.09d/10a。近62a（1953-2014年）0℃初日線性提前13.0d。從0℃初日年代際平均值變化看，呈明顯逐漸提前趨勢，各個年代依次為21世紀00年代在3月8日，20世紀90年代在3月12日，20世紀80、70年代在3月18日，20世紀60年代在3月19日，20世紀50年代在3月20日。21世紀00年代比20世紀50年代提前12d。

2.1.2 5℃初日 5℃初日累年平均在3月31日，在年際變化中，2000年最早出現在3月2日，1979年最晚出現在4月17日。經線性趨勢分析，方程為y=-0.166x+329.26，序列相關系數為-0.315 1（P<0.05）達到顯著水平，氣候傾向率為-1.66d/10a。近62a（1953-2014年）5℃初日線性提前10.3d。從5℃初日年代際平均值變化看，呈明顯提前趨勢，各個年代依次為21世紀00年代在3月28日，20世紀90年代在3月26日，20世紀80年代在3月29日，20世紀70年代在4月5日，20世紀60年代在4月4日，20世紀50年代在4月2日。20世紀90年代比20世紀70年代提前10d。

2.1.3 10℃初日 10℃初日累年平均在4月15日，在年際變化中，1994、2005年最早出現在4月1日，1979年最晚出現在4月29日。經線性趨勢分析，方程為y=-0.1466x+305.51，序列相關系數為-0.313 4（P<0.05）達到顯著水平，氣候傾向率為-1.466d/10a。近62a（1953-2014年）10℃初日線性提前9.1d。從10℃初日年代際平均值變化看，呈明顯提前趨勢，各個年代依次為21世紀00年代在4月12日，20世紀90年代在4月9日，20世紀80年代在4月13日，20世紀70、60年代在4月16日，20世紀50年代在4月22日。20世紀90年代比20世紀50年代提前13d。

2.1.4 15℃初日 15℃初日累年平均在5月7日，在年際變化中，2003年最早出現在4月23日，1975年最晚出現在5月27日。經線性趨勢分析，方程為y=-0.1209x+246.95，序列相關系數為-0.303 3（P<0.05）達到顯著水平，氣候傾向率為-1.209d/10a。近62a（1953-2014年）15℃初日線性提前7.5d。從15℃初日年代際平均值變化看，呈明顯提前趨勢，各個年代依次為21世紀00年代在5月3日，20世紀90年代在5月5日，20世紀80年代在5月7日，20世紀70年代在5月11日，20世紀60年代在5月6日，20世紀50年代在5月10日。21世紀00年代比20世紀70年代提前8d。

2.1.5 20℃初日 20℃初日累年平均在6月6日，在年際變化中，2006年最早出現在5月2日，1978、1989年最晚出現在7月3日。經線性趨勢分析，方程為y=-0.0718x+148.23，序列相關系數為-0.094 9（P>0.05）不顯著，氣候傾向率為-0.718d/10a。從20℃初日年代際平均值變化看，21世紀00年代在6月3日，20世紀90年代在5月31日，20世紀80年代在6月8日，20世紀70年代在6月7日，20世紀60年代在6月10日，20世紀50年代在6月6日。20世紀90年代比20世紀60年代提前10d。

2.2 界限溫度終日

2.2.1 0℃終日 朝陽地區0℃終日累年平均在11月13日，在年際變化中，1961年最早出現在11月1日，1995年最晚出現在11月29日。經線性趨勢分析，方程為y=0.119x-222.95，序列相關系數為0.300 2（P<0.05）達到顯著水平，氣候傾向率為1.19d/10a。近62a（1953-2014年）0℃終日線性推后7.4d。從0℃終日年代際平均值變化看，呈明顯逐漸推后趨勢，各個年代依次為21世紀00年代在11月17日，20世紀90年代在3月12日，20世紀80年代在11月11日，20世紀70、60年代在11月14日，20世紀50年代在11月3日。21世紀00年代比20世紀50年代推后10d。

2.2.2 5℃終日 5℃終日累年平均在10月27日，在年際變化中，1964年最早出現在10月2日，1998年最晚出現在11月14日。經線性趨勢分析，方程為y=0.1853x-340.97，序列相關系數為0.349 6（P<0.01）達到極顯著水平，氣候傾向率為1.853d/10a。近62a（1953-2014年）5℃終日線性推后11.5d。從5℃終日年代際平均值變化看，推后趨勢明顯，各個年代依次為21世紀00年代和20世紀90年代在10月30日，20世紀80年代在10月24日，20世紀70、50年代在10月26日，20世紀60年代在10月21日。21世紀00年代比20世紀60年代推后4d。

2.2.3 10℃終日 10℃終日累年平均在10月11日，在年際變化中，1957年最早出現在9月23日，2001年最晚出現在10月25日。經線性趨勢分析，方程為y=0.1332x-252.68，序列相關系數為0.373 9（P<0.01）達到極顯著水平，氣候傾向率為1.332d/10a。近62a（1953-2014年）10℃終日線性推后8.3d。從10℃終日年代際平均值變化看，推后趨勢明顯，各個年代依次為21世紀00年代在10月16日，20世紀90年代在10月11日，20世紀80年代在10月13日，20世紀70年代在10月10日、20世紀60年代在10月9日，20世紀50年代在10月7日。21世紀00年代比20世紀50年代推后9d。

2.2.4 15℃終日 15℃終日累年平均在9月20日，在年際變化中，1953年最早出現在9月1日，1998年最晚出現在10月13日。經線性趨勢分析，方程為y=0.1512x-279.73，序列相關系數為0.286 5（P<0.05）達到顯著水平，氣候傾向率為1.512d/10a。近62a（1953-2014年）15℃終日線性推后9.4d。從15℃終日年代際平均值變化看，20世紀70年代至21世紀00年代推后趨勢明顯，各個年代依次為21世紀00年代在9月26日，20世紀90年代在9月24日，20世紀80年代在9月18日，20世紀70年代在9月14日、60年代在9月18日，20世紀50年代在9月20日。21世紀00年代比20世紀70年代推后12d。

2.2.5 20℃終日 20℃終日累年平均在8月29日，在年際變化中，1953、1988年最早出現在8月2日，2001年最晚出現在9月18日。經線性趨勢分析，方程為y=0.2186x-404.94，序列相關系數為0.368 9（P<0.01）達到極顯著水平，氣候傾向率為2.186d/10a。近62a（1953-2014年）20℃終日線性推后13.6d。從20℃終日年代際平均值變化看，各個年代依次為21世紀00年代在9月6日，20世紀90年代在9月5日，20世紀80年代在8月25日，20世紀70年代在8月23日、20世紀60年代在8月24日，20世紀50年代在8月27日。21世紀00年代比20世紀70年代推后13d。

3 結論與討論

（1）在氣候變暖環境下，遼西朝陽地區農業各個界限溫度的初日出現了不同程度的提前趨勢，界限溫度的終日出現了不同程度的推后趨勢，這一變化延長了界限溫度的持續天數，也增加了熱量資源，在此基礎上也延長了植物的生長期間。這對于植物萌動、播種發芽以及營養生長、生殖生長過程，引進較長生育期作物，延長作物生長期，增加生物產量起到作用。

（2）0℃初日氣候傾向率為-2.09d/10a，提前13.0d；5℃初日氣候傾向率為-1.66d/10a，提前10.3d；10℃初日氣候傾向率為-1.466d/10a，提前9.1d；15℃初日氣候傾向率為-1.209d/10a，提前7.5d；20℃初日氣候傾向率為

-0.718d/10a，提前4.5d。隨著界限溫度的升高，初日提前的天數逐漸縮小。

（3）0℃終日氣候傾向率為1.19d/10a，推后7.4d；5℃終日氣候傾向率為1.853d/10a，推后11.5d；10℃終日氣候傾向率為1.332d/10a，推后8.3d；15℃終日氣候傾向率為1.512d/10a，推后9.4d；20℃終日氣候傾向率為2.186d/10a，推后13.6d。

本研究結果可以為新品種引進、改變耕作制度、調整農業結構等“三農”服務建設方面提供依據。

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（責編：張宏民）