張北近60年作物生長季氣候資源變化分析

閆慧敏　劉星燕　郭金河　田晶　趙斌　王宏　郝悅竹

摘要 為了找出張北作物生長季氣候資源變化特征，以期為張北農業生產提供氣候理論依據，利用1960—2019年張北氣象資料，分析張北作物生長季（5—9月）氣候資源變化特征。結果表明：1960—2019年，張北5月份降水量呈上升趨勢，6—8月呈下降趨勢，9月呈上升趨勢;1960—2019年，5月、6—8月和9月的平均氣溫均呈上升趨勢，近40年上升趨勢更明顯;1961—2019年作物生長季，張北日照時數呈下降趨勢，但近16年日照時數呈上升趨勢。

關鍵詞 張北;作物生長季;水資源;熱量資源;光資源;變化趨勢

中圖分類號：S162 文章標識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.039

張北縣地處河北省西北部，海拔跨度為1 300～2 128 m，北中部地勢平坦，向西北漸低，屬壩上高原區，內蒙古高原南緣。張北具有四季分明、晝夜溫差大、光照充足等特點[1]。張北的農業生產以大田作物為主，近年來圍繞市場需求，加大了甜菜、馬鈴薯、藜麥以及綠色蔬菜的推廣種植，綠色、有機農產品逐漸叫響全國。

氣候與農業息息相關，氣候資源的變化往往決定著農業結構的調整[2]。IPCC第五次評估報告指出，氣候變化仍然呈現全球增暖趨勢[3]。本研究試圖在大的氣候背景下，分析張北作物生長季（5—9月）的氣候資源變化，以期為張北農業種植結構的調整提供氣候理論依據。

1 資料與方法

1.1 資料

研究資料來自張家口市氣象局資料室，選取張北國家基準氣候站數據，時間序列為1960—2019年，氣象要素為月降水量、月平均氣溫及月日照時數等。作物生長季為5—9月，以1960—2019年60年平均值作為氣候要素平均值。

1.2 統計方法

先做張北年際氣象要素變化曲線，再用線性回歸方程y（x）=k0+k1x擬合氣象要素序列。其中y為擬合值，x是時間序列（x=60）。另外，傾向系數k1，由最小二乘法求得。

1.3 干旱標準

采用《旱情等級標準》SL424—2008中的降水距平百分率旱情等級標準對張北的旱情進行評估（表1）。

2 水資源條件分析

2.1 近60年張北月平均降水量分布特點

張北全年降水量主要集中在作物生長季，5—9月降水量占全年的86%。7月最多，1月最少（圖1）。

2.2 近60年作物生長季張北降水量變化趨勢

根據資料統計分析，1960—2019年，張北作物生長季平均降水量為333.3 mm，1978年最多，為498.9 mm，2009年最少，為216.3 mm。

（1）近60年，張北5月份降水量呈上升趨勢，傾向率為1.80 mm/10年，其中1960—1969年5月份平均降水量為22.6 mm，2010—2019年5月份平均降水量為38.7 mm（圖2a）。根據表1的劃分標準，1993年和2013年為嚴重干旱;1965年、1968年、1983年、1999年、2001年和2002年為中度干旱;1964年、1969年、1971年、1984年、1992年和2008年為輕度干旱。按降水量距平百分法評估，張北近18年沒有出現中度以上干旱。

5月份，張北正處于農作物播種、出苗或幼苗發育階段。5月份發生干旱對適時播種會有影響，春種旱地作物有時會缺苗斷壟，影響春種作物后期的生長發育。張北近60年5月份降水的上升趨勢，對農作物非常有利。

（2）張北6—8月降水量呈下降趨勢，傾向率為7.79 mm/10年，其中1960—1969年平均季降水量為265.8 mm，2010—2019年降水量為232.8 mm（圖2b）。根據表1的劃分標準，1989年和2015年為中度干旱年份，1997年、2002年、2006年和2009年為輕度干旱。達輕度干旱以上的年份，均出現在1997年以后。

6—8月份是張北農作物分蘗、抽穗、拔節、乳熟等需水旺盛期，抗旱能力較弱，出現干旱會造成作物的大量減產和品質不足。張北近60年夏季降水量的下降趨勢，對作物生長極為不利。

（3）張北9月份降水量呈上升趨勢，傾向率為3.62 mm/10年，其中1960—1969年9月份平均降水量為38.6 mm，2010—2019年平均降水量為59.0 mm（圖2c）。按表1的劃分標準，1965年和1988年為嚴重干旱;1962年、1979年和1984年為中度干旱;1963年、1964年、1966年、1981年、1985年、1994年、1998年、2000年、2006年和2013年為輕度干旱年份。

9月份，張北大部分農作物處于干物質積累過程，降水不足，會造成減產和品質降低，但降水過多，會造成部分作物返青，霜凍前不能成熟。張北近60年9月份降水量的上升趨勢，對不同農作物的利弊也會有差異。

3 熱量資源分析

1960—2019年，張北作物生長季平均氣溫為15.5℃，2017年最暖，為17.4℃，1976年最冷，為13.9℃。

（1）1960—2019年，張北5月、6—8月和9月的平均氣溫均為上升趨勢，傾向率分別為0.29℃/10年、0.37℃/10年和0.32℃/10年（圖3a）。

近40年（1980—2019年），張北5月、6—8月和9月的月平均氣溫上升趨勢更明顯，傾向率分別為0.36℃/10 年、0.45℃/10年和0.57℃/10年。

（2）5月和9月分別是張北初霜凍和終霜凍致災的多發月份，兩個月份月平均氣溫的上升趨勢對初霜凍和終霜凍的災害防御非常有利。近40年，9月份氣溫的上升趨勢最為明顯，但近10年比前期有回落跡象，2010—2019年與2000—2009年兩個時間段相比，平均氣溫下降了0.3℃（圖3b）。

4 光資

1961—2019年，張北作物生長季平均日照時數為1 306.9 h，1980年最長，為1 479.7 h，1976年最短，為1 127.1 h。

1961—2004年5月、6—8月和9月，日照時數均呈下降趨勢，6—8月下降趨勢最明顯，傾向率為-13.30/10年（圖4a）;2004—2019年變化趨勢正好相反，5月、6—8月和9月日照時數均呈上升趨勢，6—8月上升趨勢最明顯，傾向率為54.20/10年（圖4b）。

日照充足是張北氣候的一大特點，從近16年的日照變化曲線來看，張北更適合種植或引種喜光作物。

5 結語

1960—2019年，張北5月份降水量呈上升趨勢，6—8月呈下降趨勢，9月份呈上升趨勢，傾向率分別為1.80 mm/10年、7.79 mm/10年和3.62 mm/10年。5月份降水的增加趨勢，對農作物非常有利，6—8月的下降趨勢對作物生長極為不利。

近60年，張北1960—2019年5月、6—8月和9月的平均氣溫均呈上升趨勢，傾向率分別為0.29℃/10年、0.37℃/10年和0.32℃/10年。1980—2019年張北生長季平均氣溫的上升趨勢更明顯，5月、6—8月和9月的傾向率分別為0.36℃/10年、0.45℃/10年和0.57℃/10年。5月和9月是張北霜凍致災的多發月份，兩個月份月平均氣溫的上升趨勢，對初霜凍和終霜凍的災害防御非常有利。

張北1961—2004年作物生長季日照時數呈下降趨勢，6—8月下降趨勢最明顯，傾向率為-13.30/10年;2004—2019年日照時數的變化趨勢卻呈上升趨勢，6—8月上升趨勢較為明顯，傾向率為54.20/10年。近16年的日照變化曲線表明，張北更適合種植喜光作物。

參考文獻

[1] 賈金才，楊穎輝，王亞榮.張北縣藜麥產業發展現狀分析[J].農業與技術，2020，40（5）：29–30.

[2] 李曄，李炳軍.區域農業結構的調整與優化研究[J].農業系統科學與綜合研究，2010，26（2）：214–217.

[3] 候戚，朱曉金，姜彤.IPCC第五次評估報告對跨區域影響的新認識[J].氣候變化研究進展，2014，10（3）：191–196.

責任編輯：黃艷飛

Analysis on Climate Resource Change in the Crop Growing Season of Zhangbei in the Last 60 Years

YAN Hui-min et al （Meteorological Bureau of Zhangjiakou， Zhangjiakou， Hebei 075000）

Abstract In order to find out the characteristics of climate resources of crop growing season in Zhangbei， to provide climatic and theoretical basis for agricultural production of Zhangbei. Using Meteorological Data of Zhangbei from 1960 to 2019， analyze the characteristics of climate resources of crop growing season （from May to September） in Zhangbei. The results show that： from 1960 to 2019， the precipitation in Zhangbei in May showed an upward trend， from June to August showed a declined trend， and in September it showed an upward trend. From 1960 to 2019， the average temperature increased in May， June - August and September， the upward trend was more pronounced in recent 40 years. In the crop growing season during 1960～2019， the sunshine hours in Zhangbei decreased， but it showed an upward trend in recent 16 years.

Key words Zhangbei; Crop growing season; water resource; Heat resources; Light resources; Variation trend

作者簡介 閆慧敏（1981–），女，河北張北人，助理工程師，主要從事氣象事務工作。

收稿日期 2020–06–16