沈陽(yáng)地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源分析

李 石， 宋曉巍， 張 菁， 慕臣英， 徐全輝， 鄭 闖， 劉 青

(遼寧省沈陽(yáng)市氣象局，遼寧沈陽(yáng) 110168)

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沈陽(yáng)地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源分析

李 石， 宋曉巍， 張 菁， 慕臣英， 徐全輝， 鄭 闖， 劉 青

(遼寧省沈陽(yáng)市氣象局，遼寧沈陽(yáng) 110168)

利用沈陽(yáng)地區(qū)1981—2010年氣候資料，應(yīng)用GIS和線性氣候傾向率方法對(duì)年日照、≥10 ℃積溫、溫度、降水等氣候資源進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明，近30年來沈陽(yáng)地區(qū)日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)逐年減少的趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，春季、夏季、秋季均呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)；≥10 ℃積溫、平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度均呈逐漸升高的趨勢(shì)，沈陽(yáng)地區(qū)呈現(xiàn)出“暖干“狀態(tài)；降水量呈減少趨勢(shì)，趨勢(shì)并不劇烈，但地域差異較大。

農(nóng)業(yè)氣候資源；日照；溫度；降水；沈陽(yáng)地區(qū)

一般來說，農(nóng)業(yè)氣候資源包括熱量、降水、日照等，具體指生長(zhǎng)期的長(zhǎng)短、總熱量和降水的多少及其年內(nèi)和年際間的分配與變化[1]。全球變暖已經(jīng)是不可爭(zhēng)論的事實(shí)，在近100年里全球平均溫度升高了0.3～0.6 ℃，特別是20世紀(jì)80年代以來，增溫更為迅猛[2]，紀(jì)瑞鵬等[3-4]分析得出近30年來遼寧總體農(nóng)業(yè)氣候變化存在以“氣溫顯著升高，降水、日照減少”為主要特點(diǎn)的暖干化趨勢(shì)，氣候暖干化趨勢(shì)存在季節(jié)性和地域性的差異，暖干化趨勢(shì)在秋季表現(xiàn)更明顯。目前，針對(duì)沈陽(yáng)地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的研究并不多見，關(guān)于沈陽(yáng)市農(nóng)業(yè)氣候資源時(shí)空變化特征分析的報(bào)道更少。因此，筆者基于沈陽(yáng)市5個(gè)區(qū)縣站1981—2010年氣溫、降水、日照、≥10 ℃積溫等資料，采用GIS和線性氣候傾向率方法，分析了近30年沈陽(yáng)地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源變化特征，為探討該地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源變化的可能影響與指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

所用資料來源于沈陽(yáng)地區(qū)康平、法庫(kù)、東陵、新民、遼中國(guó)家基準(zhǔn)觀測(cè)站1981—2010年的氣候資料。采用線性氣候傾向率方法分析日照、溫度和降水的變化特征，同時(shí)利用GIS軟件對(duì)5個(gè)氣象觀測(cè)站的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，從而得到相應(yīng)的空間分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 日照時(shí)數(shù)變化 由圖1可見，近30年沈陽(yáng)地區(qū)日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，其減幅為55 h/10 a，1981—1990、1991—2010、2001—2010年日照時(shí)數(shù)距平分別為51、27、-77 h。沈陽(yáng)地區(qū)日照時(shí)數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，春季、夏季、秋季、冬季日照時(shí)數(shù)的線性傾向率分別為-17、-36、-11、9 h/10 a，可見冬季日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)增多的趨勢(shì)，春季、夏季、秋季均呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，夏季日照時(shí)數(shù)的減少幅度最大，其次為春季和秋季。

圖1 1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)日照時(shí)數(shù)年變化Fig.1 Annual changes of sunshine hours in Shenyang area from 1981 to 2010

2.2 溫度變化

2.2.1 ≥10 ℃積溫。沈陽(yáng)地區(qū)日平均溫度≥10 ℃出現(xiàn)的最早日期為2004年的4月5日，出現(xiàn)的最晚日期為2005年的5月9日；≥10 ℃積溫持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)為187 d，出現(xiàn)在1981年；持續(xù)時(shí)間最短為156 d，出現(xiàn)在1993年；≥10 ℃積溫天數(shù)平均為177 d。1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)≥10 ℃積溫整體呈上升趨勢(shì)，各地農(nóng)業(yè)熱量條件良好；1981—1990年≥10 ℃積溫最高值為3 541.6 ℃·d，最低為3 287.2 ℃·d，全市平均為3 348.5 ℃·d；1991—2000年≥10 ℃積溫最高值為3 811.0 ℃·d，最低值為3 165.0 ℃·d，全市平均為3 423.7 ℃·d；2001—2010年≥10 ℃積溫最高值為3 808.0 ℃·d，最低值為3 267.8 ℃·d，全市平均為3 529.6 ℃·d。2001—2010年全市≥10 ℃積溫比1981—1990年高181.1 ℃·d，1981—1990、1991—2000年全市≥10 ℃積溫均為負(fù)距平，分別為-85.4、-10.2 ℃·d，2001—2010年全市≥10 ℃積溫為正距平(95.7 ℃·d)。

2.2.2 平均氣溫。近30年沈陽(yáng)地區(qū)平均溫度呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，由于增溫速率的不均勻，使得南部地區(qū)與其他地區(qū)的溫度梯度逐漸減小，南北溫差有逐漸縮小的趨勢(shì)(圖2)。近30年沈陽(yáng)地區(qū)年平均氣溫為7.2～9.3 ℃，20世紀(jì)80、90年代各地年平均氣溫均呈明顯的升高趨勢(shì)，全市平均氣溫1991—2000年比1981—1990年增高0.4 ℃，全市所有地區(qū)平均氣溫均有上升，增幅為0.5 ℃，沈陽(yáng)市區(qū)增幅較少，新民地區(qū)增幅最大；2001—2010年平均氣溫比1981—1990年增高0.5 ℃，各地區(qū)氣溫均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，增幅為0～0.8 ℃，沈陽(yáng)市區(qū)增幅最小，法庫(kù)地區(qū)升溫最大(圖3)。2001—2010年沈陽(yáng)年平均氣溫升高明顯，與30年平均值相比，沈陽(yáng)各地區(qū)年平均氣溫升幅達(dá)0.2 ℃/10 a，沈陽(yáng)市區(qū)為負(fù)增幅，其他地區(qū)為正增幅，遼中增幅最小(0.1 ℃/10 a)，法庫(kù)增幅最大(0.4 ℃/10 a)。近30年沈陽(yáng)地區(qū)平均氣溫線性傾向率為0～0.4 ℃/10 a，沈陽(yáng)北部地區(qū)氣溫上升幅度大于南部地區(qū)，南北部溫差逐漸減小。

圖2 1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)平均溫度氣候傾向率分布Fig.2 Climate trend rate distribution of mean temperature in Shenyang area from 1981 to 2010

圖3 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈陽(yáng)地區(qū)年平均溫度分布Fig.3 Distribution of annual average temperature in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

2.2.3 平均最高氣溫。近30年沈陽(yáng)各地最高平均氣溫為12.5～15.1 ℃，整體呈上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.1～0.3 ℃/10 a，全市平均最高氣溫線性傾向率為0.2 ℃/10 a，傾向率隨地域變化從大到小依次為北部、中部、南部(圖4)。1981—1990年平均最高氣溫偏低，距平值為-0.3 ℃，1991—2000年平均最高氣溫略高，2001—2010年平均最高溫度偏高，距平值為0.3 ℃(圖5)。

圖4 1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)平均最高溫度氣候傾向率分布Fig.4 Climate trend rate distribution of average maximum temperature in Shenyang area from 1981 to 2010

2.2.4 平均最低氣溫。近30年沈陽(yáng)各地平均最低氣溫為2.2～3.7 ℃，法庫(kù)平均最低氣溫為2.2 ℃，為沈陽(yáng)地區(qū)最冷的地方；1981—1990、1991—2000、2001—2010年平均最低氣溫距平值分別為-0.3、0.2、0.2 ℃(圖6)。近30年來沈陽(yáng)平均最低溫度整體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，各地平均最低氣溫線性傾向率為-0.2～0.5 ℃/10 a，全市平均最低氣溫線性傾向率為0.2 ℃/10 a，傾向率隨地域變化從大到小依次為北部、中部、南部(圖7)。

2.3 降水量變化 1981—2010年沈陽(yáng)市降水量空間分布不均勻，局地差異較大，其地域分布特點(diǎn)大致從西北向東南方向遞增，沈陽(yáng)市區(qū)降水量呈增多趨勢(shì)，其他地區(qū)降水量呈減少趨勢(shì)，年降水量減少最大的是遼中，線性傾向率為-22.8 mm/10 a(圖8～9)。沈陽(yáng)地區(qū)年降水量平均為608 mm,

圖5 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈陽(yáng)地區(qū)平均最高溫度分布Fig.5 Distribution of average maximum temperature in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

圖6 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈陽(yáng)地區(qū)平均最低溫度分布Fig.6 Distribution of average minimum temperature in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

圖7 1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)平均最低溫度氣候傾向率分布Fig.7 Climate trend rate distribution of average minimum temperature from 1981 to 2010 in Shenyang area

圖8 1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)年降水量氣候傾向率分布Fig.8 Climate trend rate distribution of average precipitation from 1981 to 2010 in Shenyang area

年降水量隨年份呈減少的趨勢(shì)，降水傾向率為-8.4 mm/10 a,2010年降水量最多,為948 mm,2001年降水量最少,為426 mm,兩者相差522 mm。從降水地域分布上看，年降水量從多到少依次為南部、中部、北部，降水量最多的是沈陽(yáng)市區(qū)，年降水量為698 mm,年降水量最少的是康平，為521 mm。季節(jié)分布上，60%～70%的降水出現(xiàn)在作物需水量比較大的夏季。

圖9 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈陽(yáng)地區(qū)年降水量分布Fig.9 Distribution of annual precipitation in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

3 結(jié)論

(1)1981—2010年沈陽(yáng)地區(qū)日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，春季、夏季、秋季均呈減少趨勢(shì)。

(2)近30年沈陽(yáng)地區(qū)平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度以及≥10 ℃積溫均呈逐漸升高的趨勢(shì)，總體來說沈陽(yáng)地區(qū)呈現(xiàn)出“暖干“趨勢(shì)，這種變化對(duì)該地區(qū)作物的影響比較復(fù)雜，且弊利共存。

(3)近30年沈陽(yáng)地區(qū)降水量呈減少趨勢(shì)，趨勢(shì)并不劇烈，但地域差異較大，表現(xiàn)為從西北向東南方向遞增。

[1] 李繼由.農(nóng)業(yè)氣候資源理論及其充分利用[J].自然資源，1995，17(1)：1-9.

[2] 董杰,賈學(xué)鋒.全球氣候變化對(duì)中國(guó)自然災(zāi)害的可能影響[J].聊城大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2004,17(2)：58-62.

[3] 紀(jì)瑞鵬，張玉書，馮銳，等.遼寧省農(nóng)業(yè)氣候資源變化特征分析[J].資源科學(xué)，2007,29(2)：74-82.

[4] 紀(jì)瑞鵬，陳鵬獅，馮銳，等.農(nóng)業(yè)氣候資源綜合評(píng)價(jià)方法研究：以遼寧省為例[J].自然資源學(xué)報(bào)，2010，25(1)：121-130.

Analysis on Agricultural Climate Resources in Shenyang Area

LI Shi,SONG Xiao-wei,ZHANG Jing et al

(Shenyang City Meteorological Bureau,Shenyang,Liaoning 110168)

Using the climate data from 1981 to 2010 in Shenyang,the climatic resources such as annual sunshine,≥ 10 ℃ accumulated temperature,temperature and precipitation were analyzed by GIS and linear climate tendency method.The results showed that the sunshine hours showed a decreasing trend in recent 30 years in Shenyang,the annual variation of sunshine duration had obvious seasonal differences, and the spring, summer and autumn showed a decreasing trend.≥ 10 ℃ accumulated temperature,average temperature,average maximum temperature and average minimum temperature were rising trend,and Shenyang area showed a warm - dry state.Precipitation showed a decreasing trend,the trend was not severe,but the regional difference was great.

Agricultural climate resources;Sunshine;Temperature;Precipitation; Shenyang area

李石(1982- )，女，遼寧鐵嶺人，工程師，碩士，從事應(yīng)用氣象研究。

2016-09-01

S 162.2

A

0517-6611(2016)31-0190-04