建平縣日照時數變化特征分析及對農業生產的影響

李海闊，徐天偉

建平縣氣象局，福建建平 122400

日照時數是指太陽光直接照射地面的實際時數，也是反映氣候變化的主要氣象要素之一[1]。農業生產實質就是綠色植物利用光能進行光合作用，在一定的溫度、水分、土壤等條件的配合下將太陽能轉化為可食用、富有營養的物質的過程。但是，近一個世紀以來，全球氣候變暖趨勢愈演愈烈，氣象要素也發生了極大的變化，并且給農業生產帶來一定的影響[2]。探析氣候要素變化規律，掌握氣候變化趨勢，能夠為局部區域農業生產帶來針對性的指導。吉奇等[3-6]均分析了我國局部地區氣象要素變化對農業領域帶來的影響，并提出了相關建議。

建平縣隸屬于遼寧省朝陽市，地處遼西山地丘陵區，地理坐標處于119°1′E～120°2′E，40°17′N～42°21′N之間，總面積4 838 km2。境內群山起伏，主要地貌類型為山地、丘陵，氣候為中溫帶亞干旱季風型大陸性氣候，當地種植的主要農作物包括谷子、小麥、玉米、高粱、大豆等。在全球氣候變暖的大背景下，建平縣日照時數出現了不同程度的變化，給當地農業生產造成了不同程度的影響。因此，選用1971—2021年建平縣日照時數數據，對建平縣近51年來日照時數變化特征展開分析，并探究了日照時數變化對農業生產的影響，為更好地應對日照時數異常變化，科學合理地開展農業生產活動具有重要的意義。

1 研究資料與方法

所用日照時數資料主要來源于遼寧省建平縣，涵蓋建平縣1971—2021年逐月日照時數的觀測資料。主要通過線性趨勢的數理統計方法分析1971—2021年建平縣日照時數的變化特征。

2 建平縣日照時數的變化特征

2.1 建平縣日照時數的年際變化特征

通過探究1971—2021年建平縣日照時數年際動態變化趨勢可以得出結果（圖1），近51年來建平縣日照時數總體呈減少的變化趨勢，建平縣日照時數線性回歸方程：y=-2.8203x+2 845.5（R2=0.0591），線 性 傾 向 率 為-28.203 h/10年，平均每10年建平縣日照時數減少約28.2 h，平均每年減少2.8 h。由日照時數統計資料可知，近51年建平縣年平均日照時數為2 772.1 h,年日照時數最大值是3 612.9 h（2020年），年日照時數最小值為2 398.2 h(1998年)。此外，通過建平縣日照時數5年滑動平均曲線變化情況可知，建平縣在1971—2009年間日照時數均比較平穩，除了1998遠低于多年平均值之外，其他年份日照時數均在多年平均線上下波動幅度較小；2009—2016年日照時數呈減少趨勢，2016—2020年呈大幅增加趨勢，2021年建平縣日照時數又再次大幅度減少，日照時數減至2 495.3 h。

圖1 1971—2021年建平縣年日照時數的年際變化

2.2 建平縣日照時數的年代際變化特征

通過表1不難發現，建平縣在20世紀70—80年代日照時數相差不大，70年代和80年代年平均日照時數分別為2 830.0、2 832.1 h，與1971—2021年年平均值差值分別為57.9、60.0 h；而從20世紀80年代開始到2021年，日照時數整體上呈減少的趨勢；20世紀90年代比20世紀80年代日照時數平均減少了96.4 h/年，相對51年平均值而言減少了36.4 h；21世紀00年代日照時數相對20世紀90年代有所增加，較20世紀80年代平均減少了49.5 h/年，但比51年平均值多10.5 h；2010—2021年日照時數較20世紀70年代、80年代、90年代、21世紀00年代平均分別減少了129.6、131.7、35.3、82.2 h/年，比51年平均值少71.7 h。由此可知，21世紀以來，建平縣日照時數整體呈減少趨勢，尤其是近10年來減少趨勢比較顯著。

表1 1971—2021年建平縣日照時數的年代際變化

2.3 建平縣日照時數的月際變化特征

通過表2可知，建平縣5月日照時數最多，月平均日照時數為269.9 h，4月次之，月平均日照時數為250.6 h；11月日照時數最少，為194.8 h。除了1、2、12月這3個月份日照時數呈增加的趨勢，建平縣3—10月各個月份的日照時數均呈減少的趨勢，其中6、9、10月相關系數通過了0.05的信度檢驗，11月通過0.01的信度檢驗，這幾個月減少趨勢均比較顯著，其他月份日照時數減少趨勢并不顯著。

表2 1971—2021年建平縣月平均日照時數以及各月日照時數的變化傾向率

2.4 建平縣四季日照時數的變化特征

通過剖析1971—2021年建平縣各季的日照時數年際變化規律發現，建平縣從春、夏、秋3季日照時數均表現為減少的變化規律，變化傾向率分別為-3.154、-15.248、 -14.933 h/10年，夏季的減少幅度最大；冬季日照時數呈略增加趨勢，變化傾向率為5.132 h/10年。由表3可見，建平縣近51年來春季日照時數氣候平均值為763.8 h，日照時數最大值是1 001.4 h（2020年），最小值是575.1 h（1998年）；建平縣夏季日照時數氣候平均值為726.2 h，日照時數最大值為1 053.3 h（2020年），最小值為565.7 h（2021年）；建平縣秋季日照時數氣候平均值為671.0 h，最大值為801.5 h（2020年），最小值為475.8 h（2016年）；建平縣冬季日照時數氣候平均值611.2 h，最大值為756.7 h（2020年），最小值為535.9 h（1991年）。由此可知，四季中，建平縣日照時數最多的季節為春季，夏季次之，秋季第三，冬季最少。

表3 1971—2021年建平縣日照時數四季變化統計表

3 建平縣日照時數變化對農業生產的影響

1971—2021年建平縣日照時數總體呈減少變化趨勢，特別是21世紀減少趨勢比較顯著；春季、夏季、秋季日照時數也呈減少變化趨勢。這里著重闡述了建平縣日照時數的減少對糧食作物和設施農業生產的影響。

3.1 對糧食作物生產的影響

建平縣的糧食作物主要包括谷子、玉米、小麥等作物，春季寡照，并不適宜大田作物的播種與出苗，谷子播種之后出苗比較慢，影響谷子的正常生長發育；日照時數偏少還會導致玉米播期推延遲，影響玉米的正常出苗和發育，并且因為玉米播期較晚，錯過適播的時間，極易使得玉米、小麥作物授粉不良，從而影響作物的正常生長發育。7月正值谷子拔節孕穗階段、玉米抽雄至吐絲階段，陰雨寡照天氣會影響作物正常光合作用和干物質積累，影響作物品質和產量的提升[7]。

3.2 對設施農業生產的影響

建平縣種植的設施農產品既有包豆角、番茄、黃瓜、西葫蘆等蔬菜，也有草莓、西瓜、甜瓜等特色水果。11月是設施農業生產的關鍵時期，也屬于設施農業生產最需要光照的時間，日照的減少，會導致黃瓜、豆角等作物生長停滯或者植株出現枯萎的現象，給設施作物生長造成不利影響，這時需要及時為設施作物增溫補光。

4 結論

（1）1971—2021年建平縣日照時數總體呈減少的變化趨勢特征，線性傾向率為-28.203 h/10年；21世紀以來，建平縣日照時數整體上呈減少趨勢，尤其是近10年來減少趨勢比較顯著。建平縣3—10月各個月份的日照時數均呈減少變化趨勢。建平縣從春、夏、秋3個季度日照時數均表現出減少的變化規律，變化傾向率分別為-3.154、-15.248、-14.933 h/10年，夏季減少幅度最大；冬季日照時數呈略增加趨勢，變化傾向率為5.132 h/10年。

（2）建平縣日照時數的減少會對當地谷子、玉米、小麥等糧食作物，以及豆角、番茄、黃瓜、西葫蘆、草莓、西瓜、甜瓜等設施作物的健康生長造成不利影響，會影響作物的正常光合作用，使得作物產量和品質下降。