近40年明水縣日照時數變化規律及其對農業生產的影響

梁洪艷 馮琦 高長宇 張淑娟 孫成 劉昕

摘要：對明水縣1971年～2010年日照時數資料進行統計分析，結果表明： 近40年來，明水縣日照時數的年變化、年代際變化及季節變化均呈減少趨勢，且減少趨勢在變緩。各季節變化差異較大，春季和夏季減少最明顯，秋季、冬季變化不明顯，80年代日照時數出現突變，日照時數下降達180小時。日照時數的減少對玉米、大豆、馬鈴薯均有不同程度的影響。

關鍵詞：日照時數；明水縣；變化規律；農業生產；影響

中圖分類號： S161.1 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.063

氣候變化已引起人們的普遍關注，日照作為太陽活動最重要的表現形式，既是氣候變化的主要影響因素，也是氣候資源的重要組成部分[1]。它與人類的生產活動、動植物的生長發育密切相關，是氣候變化的主要氣象要素之一。任國玉[2]等分析1956年～2002年中國日照時數變化，發現全國年平均日照時數具有明顯下降趨勢。賈金明等[3]、譚友邦等[4]從不同區域尺度對日照時數的氣候變化特征進行研究，結果表明，各地日照時數的氣候變化特征也有不同。郭軍[5]對天津地區近40年日照變化特征的分析也發現其日照時數呈明顯的下降趨勢。本文旨在通過對明水縣近40年日照時數進行統計分析，探求在氣候變暖背景下明水縣日照時數變化規律及其對農業生產的影響，對充分利用太陽能資源及合理安排明水縣農業生產，調整種植結構等提供科學依據。

1 資料和方法

利用1971年～2010年明水縣逐年、逐月日照時數資料， 采用線性方法對日照時數變化特征進行分析研究。季日照資料分別為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12～2月）。

2 結果與分析

2.1 年日照時數變化

明水縣年日照時數變化曲線及其線性變化趨勢見圖1。由圖1可知，近40年來明水縣年日照時數變化與全國大部分地區基本一致，日照時數變化呈減少趨勢，氣候變化率為-6.276h/a，2010年比1971年減少232.6小時，平均每年約減少5.8小時，峰值為2874.8小時，出現在1973年；谷值為2211.3小時，出現在2005年，峰值與谷值相差663.5小時。

2.2 日照時數年代際變化

由表1可知，明水縣日照時數年代際變化呈減少趨勢，日照時數平均每10年減少61.2小時，70年代日照時數偏多，較多年平均值高，其他年代均比多年平均值低，80年代呈明顯減少趨勢，比70年代減少180.5小時，90年代與80年代相當，進入21世紀較80 、90年代明顯減少。

2.3日照時數的季節變化

明水縣日照時數的年際變化存在明顯的季節差異，圖2給出了明水縣春（3～5月）、夏（6～8月）、秋（9～11月）、冬（12月～2月）四季日照時數逐年變化曲線。從圖2可知，1971年～2010年明水縣春、夏、秋、冬各季季日照時數變化趨勢與年日照時數變化趨勢相同，呈減少趨勢，但各季變化情況不盡相同，春季和夏季減少強烈些，秋季和冬季減少比較緩和些，春、夏、秋、冬各季的氣候傾向率分別為每10年-23.69、-25.35、-4.0、-4.3小時

2.4 不同季節的日照時數年代際變化

表2是明水縣四季不同年代的日照時數平均值，可以看出明水縣四季日照時數平均值最高值都出現在20世紀70年代，之后呈下降趨勢，并且下降趨勢各不相同。春季日照時數的突變發生在20世紀80年代，80年代、90年代變化不大，進入21世紀（2001年～2010年）較90年代明顯減少，70年代夏季的日照時數平均值較高，之后日照時數明顯下降，并且近30年來變化不大；秋季、冬季日照時數平均值近40年來變化不明顯，最高值都出現在70年代，之后呈下降趨勢，并且近30年來變化不明顯。

2.5近五年日照時數變化分析

明水縣2011年～2015年年日照時數依次是：2718.0小時、2415.6小時、2232.5小時、2281.7小時、2235.6小時，2011年日照時數最多，2012年較2011年少303小時，較近三年多近200小時，年日照時數總體呈減少趨勢。春季日照時數依次是：786.1小時、736.6小時、707.1小時、682.0小時、674.6小時，2011年至2015年呈逐漸減少趨勢。夏季日照時數依次是：725.7小時、661.3小時、495.5小時、558.7小時、565.1小時。2011年最多，2013年最少，近兩年略有增多。秋季日照時數依次是：619.2小時、454.6小時、514小時、558小時、584.7小時，2011年最多，2012年最少，近三年略有增多。冬季日照時數依次是：587小時、563.1小時、515.9小時、483小時、411.2小時，與春季變化相同呈逐年減少趨勢。

3 日照時數對農業生產的影響

明水縣位于黑龍江省西南部，屬寒溫帶大陸性季風氣候，季節變化十分明顯，氣候要素四季變化突出。明水縣是農業大縣，主要糧食作物有玉米、大豆及馬鈴薯等，通過上述分析得出，明水縣日照時數近40年呈減少趨勢，日照時數的減少對這三種作物的生長發育必然會有不同程度的影響。總體上是，日照時數減少導致作物光合作用減少，從而碳水化合物積累減少，最終產量下降。

3.1 日照時數的減少對玉米生長的影響

玉米是喜光作物，由于喜光作物光飽和點較高，所以對太陽能的利用率也較高，生產潛力較大，強光有利于果實和籽粒的生長，產品中的蛋白質、含糖量等都比較高。而明水縣玉米生長期主要集中在夏季，從上述分析可以看出明水縣夏季日照時數減少十分明顯，氣候傾向率為-25.35h/10a， 20世紀70年代夏季日照時數為804.6小時減少至703小時，減少了101.6小時，日照時間過短必然影響玉米地正常發育和成熟，光合速率降低，最終產量下降。

3.2 日照時數的減少對大豆生長的影響

大豆是喜光作物，對光照條件好壞反應較敏感，由于大豆花莢分布在植株上部，因此上部各位置葉片都要求得到充足的陽光，以利于葉片進行光合作用，以便將有機養分輸送到各部位花莢，才能提高產量。反之光照不足會導致產量下降。

3.3 日照時數的減少對馬鈴薯生長的影響

馬鈴薯屬喜光作物，對光照的要求敏感。光照充足，特別是在強光下，光合作用增強，制造的有機物質較多，塊莖形成較早，產量較高。但生育期間光照不足會使莖葉徒長，植株抗病力削弱。受陰雨天氣影響最為嚴重，馬鈴薯晚疫病見病時間早、發病普遍，整體產量將大大降低。

4 結語

通過以上分析，得出近40年明水縣日照時數變化有以下特點：從日照時數的年際變化來看，20世紀80年代減少幅度最大，較70年代明顯減少，之后日照時數減少變得緩和；日照時數的年際變化存在明顯的季節差異，春、夏、秋、冬各季節日照時數變化趨勢與年日照時數變化相同，呈減少趨勢，但各季變化情況不一樣，春季和夏季減少強烈些，秋季和冬季減少比較要小些；年日照時數在1983年附近的突變現象顯著，表現為日照時數的急劇減少，從70年代的氣候多日照時段轉變為少日照時段。而日照時數減少的原因有待進一步研究；日照時數的減少將降低農作物的產量與品質，要獲得作物優質、穩產、高產，除選育良種和加強病蟲害防治外，還必須根據當地的氣候特點和變化規律，采取相應的農氣技術和措施，才能趨利避害，奪得高產穩產和豐收；近五年日照時數冬、春季變化相同，呈逐年減少趨勢，這可能與大氣污染有關，這兩個季節正值北方取暖季，煙幕天氣較多，但其具體原因有待進一步研究。

參考文獻

[1]伍紅玉，等.近48年華南日照時數的變化特征[J].中山大學學報，2011.79（06）：120-125.

[2]任國玉，郭軍，等.近50年中國地面氣候變化基本特征[J].氣象學報，2005，63（06）：942-952.

[3]賈金明，吳建河，等.多時間尺度日照變化特征及成因分析[A].中國氣象學會2006年年會“氣候變化及機理和模擬”分會場論文集[C]：2006年.

[4]譚友邦，謝利娟.內江市近40年日照變化的統計特征[J].氣象，1996，22（10）：27-30.

[5]郭軍，任國玉.天津地區近40年日照時數變化特征及其影響因素[J].氣象科技，2006，34（04）：415-420.

作者簡介：梁洪艷，碩士，明水縣氣象局，高級工程師，研究方向：氣候與農業。