大同市近40年農業熱量資源變化特征

李效珍，李臘平，張 勛，孫夢霞，李小強

（大同市氣象局，山西大同 037010）

0 引言

作物的生長需要一定的熱量條件，不同作物對熱量條件的要求有明顯差異，根據不同品種農作物和不同生育期生長發育的下限溫度與適宜溫度稱作農業界限溫度，相應時段的積溫是鑒定一地農業生產熱量的重要指標。日平均氣溫≥0℃積溫表示作物可能利用的熱量，日平均氣溫≥10℃積溫表示各種作物生長期內熱量供應的可靠指標。我國學者在積溫方面做了大量研究，殷雪蓮［1］指出河西走廊中部≥10℃界限溫度總體表現為初日提前、終日推后、持續日數延長、積溫增加的趨勢，孟艷靈［2］等指出：1960—2014年晉陜蒙地區日平均氣溫穩定≥10℃積溫總體呈上升趨勢，上升趨勢最明顯的區域分布在山西大同南部-忻州中東部-陽泉地區，其氣候傾向率均大于100℃·d·10a-1，最高值為252.82℃·d·10a-1，在氣候變暖背景下大同市熱量資源究竟發生了怎樣的變化，有待于進一步研究，以利于適應全球氣候變化，達到資熱量資源利用最大化，實現農業增產增收的目的。

1 資料與方法

資料來源于大同市氣象局資料檔案室，所用資料為大同市所轄8縣區觀測站資料，資料起止時間為1981—2019年，所用歷年平均值為1981—2010年均值；用Excel、線性趨勢法、M-K統計法分析相關資料，滑動積溫為5年滑動積溫。

2 結果與分析

2.1 ≥0℃活動積溫變化趨勢及年代際變化

大同市近40年≥0℃積溫總的變化趨勢呈顯著增加趨勢（圖略），增加速率為44.42℃·d/10a，通過P＜0.01的顯著性檢驗，≥0℃活動積溫的氣候平均值為3439.6℃·d。39年的積溫最大值出現在1998年為3724.2℃·d，比多年平均值偏多284.6℃·d，最小值出現在1992年為3255.9℃·d，比常年平均值偏少183.7℃·d，最大值與最小值相差468.3℃·d。從積溫的水平分布看，西部左云積溫較低，平均為3120.3℃·d，廣靈、靈丘、陽高積溫較高，平均在3500℃·d以以上，0℃積溫自西向東增加。

全市滑動通過0℃初日總的變化趨勢呈提前趨勢（圖略），提前速率為2.8 d/10a，通過了p＜0.05的顯著性檢驗。平均為3月18日，其空間分布特征為自西向東提前，最早初日為2月24日，出現在2019年靈丘縣，最晚初日為4月11日，出現在1993年云州區、左云、渾源、廣靈四縣區。全市滑動通過0℃終日總的變化趨勢呈弱的推后趨勢（圖略），平均為11月8日，終日最晚為11月25日，出現在2006年渾源縣，終日最早為10月21日，出現在1981年渾源縣。≥0℃初終間持續日數總的變化趨勢呈延長趨勢（圖略），趨勢率為4.6 d/10a，通過 P＜0.01的顯著性檢驗，持續日數介于226～243 d，全市平均為236 d。

大同市近40年≥0℃活動積溫的10年代際變化總的趨勢呈增加趨勢（圖略），2011年以來積溫達到最大為3572.4℃·d，平均增長率為76.1℃·d/10a。其中90年代、2000年代增加幅度最大，2011至今增長幅度變緩。

2.2 ≥0℃活動積溫突變檢驗

圖1為大同市≥0℃活動積溫M－K統計量曲線圖（顯著性水平α=0.05，u0.05=±1.96；α=0.001，u0.001=±2.56），從F曲線可見，F線1997年以前基本上小于0，1997年以后全部大于0，F曲線整體上呈上升趨勢；從1997年開始呈波動式增加趨勢，并在2003年F線與B線相交，≥0℃積溫在2003年發生突變。之后超過了u0.001的顯著性水平界限，一直到近年來上升態勢明顯，目前仍維持在這一水平上。

圖1 大同市1981—2019年≥0℃活動積溫M-K統計量曲線

2.3 ≥10℃活動積溫

大同市近40年≥10℃活動積溫總的變化趨勢呈顯著增加趨勢（圖略），增加速率為77.30℃·d/10a，通過P ＜0.01 的顯著性檢驗，歷年氣候平均值為2908.15℃·d，39年均值為2928.5℃·d。39年≥10℃活動積溫最大值出現在1998年為3418.8℃·d，比多年平均值偏高510.6℃·d，最小值出現在1992年為2573.3℃·d，比常年平均值偏低334.8℃·d，最大值與最小值相差845.5℃·d。其中廣靈、靈丘≥10℃積溫增加速率分別為52.12℃·d/10a、59.24℃·d/10a，低于全市≥10℃積溫的增長速率。

大同市近40年≥10℃活動積溫的10年代際變化總的趨勢呈增加趨勢（圖略），20世紀達到最大為 3007.7℃·d，其中20世紀90年代增加幅度最大，20世紀增長幅度變緩，2011—2019年略減少。

全市日平均氣溫滑動通過10℃初日總的變化趨勢呈弱的推后趨勢（圖略），平均為4月27日，其空間分布特征為自西向東推后，最早初日為4月3日，出現在1998年廣靈，最晚初日為5月15日，出現在1989年左云。滑動通過10℃終日總的變化趨勢呈弱的推后趨勢（圖略），平均為9月30日，最晚終日為10月21日，出現在2006年市區、左云、廣靈、靈丘四縣區，最早終日為9月9日，出現在1995年左云。

≥10℃初終間持續日數總的變化趨勢呈弱的延長趨勢（圖略），趨勢率為2.3 d/10a，持續日數介于148～167 d，全市平均為160 d。最長196 d，最短128 d.

2.4 ≥10℃活動積溫突變檢驗

圖2為大同市≥10℃積溫M－K統計量曲線圖（顯著性水平α=0.05，u 0.05=±1.96；α=0.001，u0.001=±2.56），從F曲線可見，F線1997年以前基本上在0線附近擺動，1997年以后全部大于0，F曲線整體上呈上升趨勢；從1997年開始呈波動式增加趨勢，并在1997年F線與B線相交，≥10℃活動積溫在1997年發生突變。2001年之后超過了u0.001的顯著性水平界限，一直到近年來上升態勢明顯，目前仍維持在這一水平上。

圖2 大同市1981—2019年≥10℃活動積溫M-K統計量曲線

3 結語

1）大同市近40年≥0℃積溫和≥10℃積溫總的變化趨勢均呈明顯的增加趨勢，均通過了P＜0.01的顯著性檢驗，增加速率分別為44.42℃·d/10a、77.30℃·d/10a，≥10℃積溫增加速率低于孟艷靈提出的100℃·d·10a-1，大同南部的廣靈、靈丘增加速率分別為52.12℃·d·10a-1、59.24℃·d·10a-1，亦低于孟艷靈的研究結論。≥0℃和≥10℃初日均呈提前趨勢，≥0℃的提前趨勢較≥10℃初日明顯，≥0℃和≥10℃終日呈弱的推后趨勢。≥0℃的初日提前，表明農耕期提前，≥10℃的初日提前，表明春季喜溫作物播期或開始生長期提前。

2）≥0℃積溫在2003年發生突變，之后超過了u0.001的顯著性水平界限，≥0℃活動積溫呈加速增加趨勢，目前仍維持在這一水平上。≥10℃積溫在1997年發生突變，2001年之后超過了u0.001的顯著性水平界限.

3）≥0℃和≥10℃的初終間持續日數均呈延長趨勢，而≥0℃的初終間持續日數延長趨勢明顯。以上表明作物生長期延長，熱量資源充足，有利于擴大喜溫作物的種植面積。