1961—2019年青海省氣候生產(chǎn)潛力時(shí)空演變特征

伊俊蘭 祁棟林 許雪蓮 程俊清 董曉倩 李璠

摘要：基于青海省42個(gè)氣象站1961—2019年溫度和降水資料，采用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型計(jì)算青海省溫度生產(chǎn)潛力、降水生產(chǎn)潛力及氣候生產(chǎn)潛力，分析生產(chǎn)潛力的變化趨勢(shì)，探討氣候生產(chǎn)潛力對(duì)溫度和降水的敏感性，并通過ArcGIS空間插值擬合分析青海省作物生育期內(nèi)氣候生產(chǎn)潛力的空間變化特征。結(jié)果表明：青海省近59年平均氣溫持續(xù)升高，增溫2.26 ℃;降水量呈波動(dòng)變化有增加趨勢(shì)但弱于氣溫升高趨勢(shì)，以9.1 mm/10年的速率59年間增加了53.7 mm;作物生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)青海省氣候生產(chǎn)潛力呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，在693.1～891.6 kg/hm2之間變化，平均值為527.8 kg/hm2;空間分布上降水量、降水生產(chǎn)潛力與平均氣溫、溫度生產(chǎn)潛力的空間分布一致，氣候生產(chǎn)潛力總體呈現(xiàn)東高西低，由西北向東南遞增變化趨勢(shì)，溫度、降水量、氣候生產(chǎn)潛力保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，溫度生產(chǎn)潛力分別是降水、氣候生產(chǎn)潛力的1.2、1.5倍，平均氣溫和降水量對(duì)氣候生產(chǎn)潛力都有正向影響，而降水量是主要因子。

關(guān)鍵詞：氣候生產(chǎn)潛力;Thornthwaite Memorial模型;時(shí)空特征;青海省

中圖分類號(hào)：S162?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）20-0234-08

收稿日期：2020-12-29

基金項(xiàng)目：中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（編號(hào)：IDM2018011）;國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：41765008）;中國(guó)科學(xué)院、青海省人民政府及三江源國(guó)家公園聯(lián)合研究專題（編號(hào)：YHZX2020-07）。

作者簡(jiǎn)介：伊俊蘭（1988—），女，青海德令哈人，工程師，主要從事天氣預(yù)報(bào)和氣象服務(wù)研究。E-mail：550713025@qq.com。

通信作者：祁棟林，高級(jí)工程師，主要從事氣候變化和大氣成分研究。E-mail：qidl007@163.com。

青海高原是青藏高原的重要組成部分，生態(tài)環(huán)境脆弱，氣候變化比我國(guó)其他地區(qū)早，是中國(guó)及世界氣候變化和環(huán)境變化的敏感區(qū)[1-2]，海拔在 3 000 m 以上，境內(nèi)地形復(fù)雜多樣，被譽(yù)為中華水塔。從土地資源利用現(xiàn)狀及類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)看，青海高原屬于畜牧業(yè)區(qū)，用地面積大、農(nóng)業(yè)耕地少、林地比重低。除此以外，大半為尚難開發(fā)利用的石山、雪山、冰川、沙漠、戈壁、鹽沼及自然條件惡劣的高海拔地區(qū)，主要分布于西部自然環(huán)境嚴(yán)酷的柴達(dá)木盆地和青南高原。2013年聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第5次評(píng)估報(bào)告指出：由于人類活動(dòng)，溫室氣體的排放量顯著增強(qiáng)，進(jìn)而使溫室效應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致20世紀(jì)50年代到21世紀(jì)10年代的平均溫度上升速率幾乎是1880年來升溫速率的2倍[3]，氣候變化已然成為全世界普遍關(guān)注的重要問題[4]。隨著氣候變暖，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)極易受氣候變化的影響，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著巨大挑戰(zhàn);因此對(duì)氣候生產(chǎn)潛力的定量估算，合理利用氣候資源，充分發(fā)揮氣候生產(chǎn)潛力，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義[5]。氣候生產(chǎn)潛力是指在充分合理利用當(dāng)?shù)氐墓狻帷⑺畾夂蛸Y源，而其他條件（如土壤、養(yǎng)分CO2等）處于最佳適宜狀況時(shí)，單位面積土地上獲得的最高生物學(xué)產(chǎn)量，可定量表征區(qū)域氣候資源狀況及其氣候要素的配置[6]。近幾年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)不同地區(qū)氣候生產(chǎn)潛力的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化開展了大量的分析研究，并已取得了一定成果;由于各地氣候資源的差異，氣候生產(chǎn)潛力在區(qū)域上存在較大差異，常用的較為成熟的模型是Miami模型、Thornthwaite Memorial模型，為氣候生產(chǎn)潛力的探究提供了重要的理論基礎(chǔ)[7-11]。韓瑋等采用Thornthwaite? Memorial模型對(duì)山東省植被氣候生產(chǎn)力的時(shí)空演變進(jìn)行了研究，結(jié)果表明山東省的氣候生產(chǎn)潛力由北向南、由西向東增加[4]。張娟等采用Miami模型分析得出，寧夏氣候從西北向東南由暖干向冷濕變化，西北地區(qū)的草地生產(chǎn)潛力低于東南地區(qū)，草地生產(chǎn)潛力與溫度、降水量、蒸散量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[12]。此外，一些學(xué)者對(duì)青海氣候生產(chǎn)潛力狀況也做了研究：李曉東等采用Thornthwaite? Memorial模型探討了青海省氣候生產(chǎn)潛力與糧食產(chǎn)量間的關(guān)系[13];張嘉琪等分別對(duì)柴達(dá)木盆地地表潛在蒸散和氣候生產(chǎn)潛力分析的結(jié)果表明，水資源缺乏是導(dǎo)致柴達(dá)木盆地氣候生產(chǎn)潛力水平偏低的主要因子[14-15]。在全球氣候變化及缺少近期年代資料的限制背景下，近年來青海省的氣候生產(chǎn)潛力發(fā)生了哪些變化，特點(diǎn)如何？這種氣候變化對(duì)作物生產(chǎn)力將產(chǎn)生何種影響？這類相關(guān)研究較少。因此，筆者將著重分析59年來青海省氣候生產(chǎn)潛力的時(shí)空變化特征，揭示其變化趨勢(shì)和主要影響因子，以期為合理利用氣候資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

1 資料與研究方法

1.1 資料

本研究選取1961—2019年青海省42個(gè)氣象臺(tái)站日平均氣溫和降水量氣象資料，剔除了站點(diǎn)遷移、時(shí)間序列不完整的氣象站點(diǎn);所選臺(tái)站資料來源于實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究時(shí)段內(nèi)數(shù)據(jù)完整，無缺失和遺漏，具備了氣象資料的代表性、完整性和比較性（圖1）。

1.2 氣候生產(chǎn)潛力模型

溫度、降水是制約作物生長(zhǎng)的重要?dú)夂蛞蜃樱捎肕iami模型來分別計(jì)算氣溫和降水的生產(chǎn)潛力。公式如下：

Yt=3 000/（1+e1.315-0.119t）;（1）

Yr=3 000×（1-e-0.000 664r）。（2）

式中：t表示年平均溫度，℃;r表示年降水量，mm;Yt、Yr分別表示年平均氣溫、年降水量所決定的生產(chǎn)潛力，kg/（hm2·年）。

依據(jù)蒸散量與氣溫、降水和作物的關(guān)系，采用Thornthwaite Memorial模型計(jì)算氣候生產(chǎn)潛力。公式如下：

Ye=3 000×[1-e-0.000 969 5（V-20）];（3）

V=1.5R/[1+（1.05R/L）2]1/2;（4）

L=300+25T+0.5T? 3。（5）

式中：V表示年平均蒸散量，mm;R表示年均降水量，mm;L表示年平均最大蒸發(fā)量，mm;Ye表示利用蒸散量計(jì)算的生產(chǎn)潛力，kg/（hm2·年）。

1.3 分析方法

研究中使用線性氣候趨勢(shì)法、Mann-Kendall突變檢驗(yàn)、滑動(dòng)t檢驗(yàn)、ArcGIS空間插值等常用統(tǒng)計(jì)分析方法[16-17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 年平均溫度和降水量變化趨勢(shì)

2.1.1 年平均溫度和降水量時(shí)間分布

由圖2-a可見，1961—2019年青海省年均氣溫呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，上升速率為0.38 ℃/10年，59年增溫2.26 ℃，與李林等計(jì)算的青藏高原1961—2007年的增溫水平（0.37 ℃/10年 ）[18]基本持平。多年平均氣溫為2.3 ℃，年均最高氣溫出現(xiàn)在2016年，為3.8 ℃;年均最低氣溫出現(xiàn)在1967年，為0.9 ℃，二者差值為2.9 ℃。累積距平線顯示年平均氣溫在1961—1997年呈下降趨勢(shì)，處于偏冷期;1998—2019年呈上升趨勢(shì)，處于偏暖期。9年滑動(dòng)平均曲線顯示20世紀(jì)70年代至80年代初青海省平均氣溫變化平緩，20世紀(jì)80年代中期至21世紀(jì)20年代呈增溫趨勢(shì)，其中20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初增溫趨勢(shì)最為突出。年代際距平變化趨勢(shì)顯示，年代際距平隨著年際變化而增加，1960—1990年為負(fù)距平，2000—2010年為正距平，1960—2020年從-0.9 ℃增加至0.9 ℃。

1961—2019年青海省降水波動(dòng)較大（圖2-b），仍然呈現(xiàn)增多趨勢(shì)，以9.1 mm/10年的速度增加，59年增加了53.7 mm，明顯快于李曉東的研究結(jié)果（青海省年降水量近53年以6.0 mm/10年的速度微弱增加）[13]。多年平均降水量為358.7 mm，歷年最大值出現(xiàn)在2018年，為470.5 mm，歷年最小值出現(xiàn)在1962年，僅為283.7 mm，可見豐水年與枯水年相差達(dá)186.8 mm。累積距平曲線顯示年平均降水量在1961—2004年呈下降趨勢(shì)，處于少雨期;2005—2019年呈上升趨勢(shì)，處于多雨期。從9年滑動(dòng)平均曲線可以看出，20世紀(jì)70年代至80年代末青海省平均降水量變化平緩，20世紀(jì)90年代初至21世紀(jì)呈下降趨勢(shì)，21世紀(jì)初至10年代呈波動(dòng)增加趨勢(shì)。年代際距平變化趨勢(shì)顯示，1960—1970s平均降水量低于氣候平均值，2000s與氣候平均值基本持平，2010s明顯增多。

2.1.2 年平均溫度和降水量空間分布

由圖3可以看出，1961—2019年青海省年平均氣溫為2.3 ℃，最高值為9.0 ℃，出現(xiàn)在循化，最低值為-5.1 ℃，出現(xiàn)在五道梁，兩者相差14.1 ℃;空間上呈現(xiàn)北高南低、東高西低的鞍型場(chǎng)分布態(tài)勢(shì)，東部農(nóng)業(yè)區(qū)及柴達(dá)木盆地的年均氣溫較高，祁連山區(qū)及青南一線地區(qū)平均氣溫較低（圖3-a）;青海省年均降水量為 358.7 mm，分布呈現(xiàn)自西北向東南遞增的變化趨勢(shì)，高值區(qū)分布在祁連山南部-西寧-海東北部、黃南南部-果洛南部-玉樹南部（圖3-b），年降水量在487.2～751.0 mm之間，低值區(qū)分布在柴達(dá)木盆地西部，年降水量在17.2～190.1 mm之間。

2.2 氣候生產(chǎn)潛力變化特征

2.2.1 氣候生產(chǎn)潛力年際變化

基于Miami模型、Thornthwaite Memorial模型計(jì)算溫度生產(chǎn)潛力、降水生產(chǎn)潛力和氣候生產(chǎn)潛力結(jié)果變化特征。由圖4-a可見，1961—2019年青海溫度生產(chǎn)潛力在693.1～891.6 kg/（hm2·年）之間，多年平均生產(chǎn)潛力為 783.5 kg/（hm2·年），以26.5 kg/（hm2·10年）的遞增速率呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，59年間增加了 156.3 kg/hm2。從9年滑動(dòng)平均曲線分析來看，20世紀(jì)70至80年代呈現(xiàn)微弱波動(dòng)上升趨勢(shì)， 80年代至2019年大體呈明顯上升趨勢(shì)，尤其在21世紀(jì)初期，呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。累積距平曲線顯示，1961—1998年呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，為偏低期;1999—2019年呈上升趨勢(shì)，為偏高期。年代際變化趨勢(shì)（表1）表明，青海省溫度生產(chǎn)潛力隨著年際增加而增加，從727.9 kg/hm2增加至 852.2 kg/hm2，其中1990—2000s增速最明顯，增加了51.2 kg/hm2。從年代際距平值變化可以看出，1960s—1980s為負(fù)距平，這應(yīng)與這時(shí)段溫度偏低有關(guān)，致使溫度生產(chǎn)潛力偏低;2000s—2010s為正距平，這與該時(shí)段溫度偏高有關(guān)，致使溫度生產(chǎn)潛力偏高。

由圖4-b可見，1961—2019年青海省降水生產(chǎn)潛力波動(dòng)較大，多年平均生產(chǎn)潛力為 634.9 kg/（hm2·年），以14.2 kg/（hm2·10年）的遞增速率呈波動(dòng)遞增趨勢(shì)，59年間增加了 83.9 kg/hm2，最大值出現(xiàn)在2018年，為 805.0 kg/hm2，最小值出現(xiàn)在1962年，為 515.1 kg/hm2，二者差值高達(dá)289.9 kg/hm2，說明青海省年均降水量差異大，降水生產(chǎn)潛力與降水量呈正相關(guān)的變化規(guī)律。從9年滑動(dòng)平均曲線分析來看，20世紀(jì)70年代至80年代較為平穩(wěn)，20世紀(jì)90年代初至21世紀(jì)初呈下降趨勢(shì)，21世紀(jì)初至10年代再次呈上升趨勢(shì)。累積距平曲線顯示，1961—2002年呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，為偏低期;2003—2019年呈上升趨勢(shì)，為偏高期。1960—2010s降水生產(chǎn)潛力從615.7 kg/hm2增加至693.5 kg/hm2，其中2000s—2010s增速最明顯，增加了60.8 kg/hm2。從年代際距平值變化可以看出，1960—1970s及1990s為負(fù)距平，這應(yīng)與這時(shí)段降水偏少有關(guān)，致使降水生產(chǎn)潛力偏低;1980s、2000s、2010s為正距平，與這應(yīng)與這時(shí)段降水量增多有關(guān)，致使降水生產(chǎn)潛力偏高。

由圖4-c可見，1961—2019年青海省氣候生產(chǎn)潛力呈遞增趨勢(shì)，遞增速率為16.8 kg/（hm2·10年），59年間增加了99.4 kg/hm2。多年平均生產(chǎn)潛力為527.8 kg/（hm2·年），最大值出現(xiàn)在2018年，為 637.0 kg/hm2，最小值出現(xiàn)在1962年，為441.7 kg/hm2，二者差值為195.3 kg/hm2。從9年滑動(dòng)平均曲線分析來看，20世紀(jì)70年代至21世紀(jì)初呈現(xiàn)微弱上升趨勢(shì)，21世紀(jì)初至21世紀(jì)10年代呈快速上升趨勢(shì)，2010年至2019年再次進(jìn)入平穩(wěn)期。累積距平曲線顯示，1961—2002年呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，為偏低期，2003—2019年呈上升趨勢(shì)，為偏高期。年代際變化趨勢(shì)表明，總體上青海省氣候生產(chǎn)潛力隨著年際增加而增加。1960s—2010s氣候生產(chǎn)潛力從495.9 kg/hm2增加至 578.0 kg/hm2，其中2000s增速最明顯，增加了 40.9 kg/hm2。從年代際距平值變化可以看出，1960s—1990s為負(fù)距平，這應(yīng)與這時(shí)段溫度偏低、降水偏少有關(guān)，致使氣候生產(chǎn)潛力偏低;2000s—2010s為正距平，這應(yīng)與這時(shí)段溫度偏高、降水偏多有關(guān)，致使氣候度生產(chǎn)潛力偏高。

2.2.2 氣候生產(chǎn)潛力空間變化

由圖5-a可知，1961—2019年青海省溫度生產(chǎn)潛力最低值出現(xiàn)在五道梁，最高值出現(xiàn)在循化。溫度生產(chǎn)潛力的空間分布狀況與年均氣溫空間分布基本一致，柴達(dá)木盆地及青海東部地區(qū)呈現(xiàn)出由西向東遞增趨勢(shì)，而青南地區(qū)的溫度氣候生產(chǎn)潛力總體偏低。溫度氣候生產(chǎn)潛力有2個(gè)高值區(qū)，一個(gè)分布在河湟谷地，生產(chǎn)潛力在812.9～1 315.8 kg/hm2之間;另一個(gè)高值區(qū)分布在柴達(dá)木盆地，生產(chǎn)潛力在774.6～1 016.1 kg/hm2之間，而唐古拉山區(qū)、玉樹北部及果洛北部的溫度生產(chǎn)潛力為全省最低。

由圖5-b可以看出，青海省的溫度生產(chǎn)潛力均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中西寧的大通縣增幅最大，達(dá) 51.2 kg/（hm2·10年），其次是柴達(dá)木盆地的小灶火、格爾木，增速分別為47.1、46.5 kg/（hm2·10年）。

圖5-c降水生產(chǎn)潛力空間分布圖表明，青海省的降水生產(chǎn)潛力在34.0～1 173.8 kg/hm2之間，與年均降水空間分布基本一致，呈現(xiàn)出西北部低、東南部高，由東南往西北遞減趨勢(shì)。高值區(qū)主要分布在祁連山區(qū)、河湟地區(qū)、海南南部、黃南以及果洛南部、玉樹南部，生產(chǎn)潛力在691.3～1 173.8 kg/hm2之間，而低值區(qū)分布在柴達(dá)木盆地，降水生產(chǎn)潛力在34.0～405.5 kg/hm2之間。

從降水生產(chǎn)潛力的氣候傾向率分布來看（圖5-d），只有東部邊緣、果洛東南部以及柴達(dá)木盆地北部一帶地區(qū)呈遞減趨勢(shì)，其中海東的互助縣最明顯，遞減速率達(dá)-15.54 kg/（hm2·10年），其余地區(qū)均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，降水生產(chǎn)潛力的氣候傾向率有2個(gè)高值區(qū)，有個(gè)分布在柴達(dá)木盆地的德令哈地區(qū)，遞增速率達(dá)43.28 kg/（hm2·10年），另一高值區(qū)分布在唐古拉山區(qū)的五道梁站，遞增速率達(dá)35.36 kg/（hm2·10年）。

由圖5-e可見，青海省氣候生產(chǎn)潛力在-6.0～783.8 kg/hm2之間，全省平均為527.8 kg/hm2，從平均分布狀況看，東部農(nóng)業(yè)區(qū)>環(huán)青海湖區(qū)>三江源區(qū)>柴達(dá)木盆地。最低值出現(xiàn)在冷湖，最高值出現(xiàn)在囊謙，呈現(xiàn)北低南高，由西北向東南遞增變化趨勢(shì)，東部及南部的氣候生產(chǎn)潛力為全省最高，在705.2～783.8 kg/hm2之間，柴達(dá)木盆地西部的氣候生產(chǎn)潛力為全省最低，在-6.0～202.4 kg/hm2之間。

由圖5-f可見，全省生產(chǎn)潛力傾向率均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，傾向率變化在1.31～48.32 kg/（hm2·10年）之間，不同地區(qū)之間的傾向率差異明顯，最大值和最小值均出現(xiàn)在柴達(dá)木盆地，分別出現(xiàn)在德令哈和冷湖。德令哈氣候生產(chǎn)潛力傾向率最大，與這一地區(qū)氣溫升高、降水量增加有關(guān)。

采用非線性統(tǒng)計(jì)M-K突變檢驗(yàn)法對(duì)青海省氣候生產(chǎn)潛力進(jìn)行突變檢驗(yàn)。圖6中UF代表正向時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)值，UB代表逆向時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)值。

由圖6-a可見，近59年UF統(tǒng)計(jì)量呈明顯上升趨勢(shì)，其中1960—1970年溫度生產(chǎn)潛力呈快速上升趨勢(shì)，且在1984年以后這種增加趨勢(shì)超過信度線，UF與UB在1984—1994年有多個(gè)交點(diǎn)，故初步判斷溫度生產(chǎn)潛力存在多個(gè)突變點(diǎn)，還需進(jìn)一步檢驗(yàn)。對(duì)青海省溫度生產(chǎn)潛力突變點(diǎn)前后不同時(shí)段進(jìn)行滑動(dòng)t檢驗(yàn)（圖6-b，n=12、13、14、15、16、17、18）。當(dāng)n=18時(shí)，滑動(dòng)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示|t0|>t0.01，溫度生產(chǎn)潛力在1994年發(fā)生突變是可信的。

由圖6-c可見，M-K突變檢驗(yàn)表明，1961—2019年UF統(tǒng)計(jì)量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，在1990年超過信度線，59年間在1991—2001年UF與UB存在多個(gè)交點(diǎn)，對(duì)多個(gè)突變交點(diǎn)分別檢驗(yàn)，n=12、13、14、15、16、17、18進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)n=18時(shí)，滑動(dòng)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示|t0|>t0.01，降水生產(chǎn)潛力在2001年發(fā)生突變是可信的（圖6-d）。

由圖6-e可見，M-K突變檢驗(yàn)顯示，1961—2019年，青海省氣候生產(chǎn)潛力UF統(tǒng)計(jì)量的變化趨勢(shì)與降水生產(chǎn)潛力UF統(tǒng)計(jì)量的變化其實(shí)基本一致，均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在1998年超過信度線，UF與UB在1993—2000年存在多個(gè)交點(diǎn)，對(duì)多個(gè)突變交點(diǎn)分別檢驗(yàn)，n=13、14、15進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)n=13時(shí)，滑動(dòng)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示|t0|>t0.01，降水生產(chǎn)潛力在2000年發(fā)生突變是可信的（圖6-f）。

分析表明，青海省氣溫生產(chǎn)潛力明顯大于降水和氣候生產(chǎn)潛力，分別為降水和氣候生產(chǎn)潛力的1.2倍和1.5倍。表明青海省熱量條件充足，而水分條件較差，尤其是柴達(dá)木盆地為干旱荒漠區(qū)，沙地面積大，平均降水量處于較低水平，生態(tài)環(huán)境脆弱，嚴(yán)重限制了該區(qū)氣候生產(chǎn)潛力的發(fā)展[15]。

2.3 氣候生產(chǎn)潛力的限制因素分析

由圖7可見，氣候生產(chǎn)潛力與年平均氣溫與年降水量的相關(guān)系數(shù)分別為0.695和0.860，表明年平均氣溫和降水量對(duì)氣候生產(chǎn)潛力均有正向影響，降水量的影響較氣溫更明顯，這與張娟等采用Miami模型分析寧夏地區(qū)溫度、降水量、蒸散量與草地生產(chǎn)潛力呈負(fù)相關(guān)的結(jié)果[12]完全不同。

在SPSS中利用青海省氣候生產(chǎn)潛力與年平均氣溫t和降水量r的回歸模型：

Ye=26.38t+0.71r+213.29（R2=0.959）。（6）

式中：Ye為氣候生產(chǎn)潛力，kg/hm2;t為年平均氣溫，℃;r為年平均降水量，mm。從模型中可以看出，氣溫每上升（下降）1 ℃，降水每遞增（遞減） 1 mm，氣候生產(chǎn)潛力分別提高（減少）26.38、0.71 kg/hm2。

3 小結(jié)

（1）青海省59年來變暖趨勢(shì)明顯，以0.38 ℃/10年的速率增溫2.26 ℃，其中20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初增溫趨勢(shì)最為突出。年平均氣溫存在顯著的地區(qū)差異，呈現(xiàn)北高南低、東高西低的分布態(tài)勢(shì)。降水年際變化波動(dòng)較大，以9.1 mm/10年的速度增加，59年增加了53.7 mm，2000年以來降水明顯增多;空間分布呈現(xiàn)自西北向東南遞增的變化趨勢(shì)，年均降水量在17.2～751.0 mm之間，地區(qū)差異明顯。

（2）1961—2019年，青海省溫度生產(chǎn)潛力在693.1～891.6 kg/hm2之間，59年間增加了 156.3 kg/hm2;在1994年發(fā)生突變，空間分布與年均氣溫空間分布基本一致，柴達(dá)木盆地及青海東部地區(qū)呈現(xiàn)出由西向東遞增趨勢(shì)、而青南地區(qū)的溫度氣候生產(chǎn)潛力總體偏低。降水量生產(chǎn)潛力年際變化波動(dòng)較大，59年間以14.2 kg/（hm2·10年）的遞增速率增加了83.9 kg/hm2，并在2001年發(fā)生突變;空間分布與年均氣溫空間分布基本一致。氣候生產(chǎn)潛力呈遞增趨勢(shì)，多年平均生產(chǎn)潛力為 527.8 kg/（hm2·年），氣候傾向率為 16.8 kg/（hm2·10年），59年間增加了99.4 kg/hm2，1994年發(fā)生突變;空間分布由高到低為東部農(nóng)業(yè)區(qū)>環(huán)青海湖區(qū)>三江源區(qū)>柴達(dá)木盆地。最低值出現(xiàn)在冷湖，最高值出現(xiàn)在囊謙，呈現(xiàn)東高西低，由西北向東南遞增的變化趨勢(shì)。

（3）青海省氣溫生產(chǎn)潛力明顯大于降水和氣候生產(chǎn)潛力，分別為降水和氣候生產(chǎn)潛力的1.2倍和1.5倍。表明青海省熱量條件充足，而水分條件較差。相關(guān)性分析表明青海省氣候生產(chǎn)潛力與年平均氣溫、年降水量的相關(guān)系數(shù)分別為0.695、0.860，表明年平均氣溫和降水量對(duì)氣候生產(chǎn)潛力均有正向影響，降水量的影響較氣溫更明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉 鳳，曾永年. 近16年青海高原植被NPP時(shí)空格局變化及氣候與人為因素的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（5）：1528-1540.

[2]馮 松，湯懋蒼，王冬梅. 青藏高原是我國(guó)氣候變化啟動(dòng)區(qū)的新證據(jù)[J]. 科學(xué)通報(bào)，1998，43（6）：3-5.

[3]秦大河，Stocker T. IPCC第五次評(píng)估報(bào)告第一工作組報(bào)告的亮點(diǎn)結(jié)論[J]. 氣候變化研究進(jìn)展，2014，53（1）：1-6.

[4]韓 瑋，韓永紅，楊沈斌. 1961—2011年山東氣候資源及氣候生產(chǎn)力時(shí)空變化特征[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展，2013，32（3）：425-434.

[5]曹 華，王 曉，陳清善. 甘肅酒泉近50a氣候生產(chǎn)潛力變化分析[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016（1）：89-91.

[6]毛平平，沈貝貝，丁 蕾，等. 半干旱牧區(qū)天然打草場(chǎng)生產(chǎn)力時(shí)空變化及對(duì)氣候響應(yīng)分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，53（13）：2743-2756.

[7]羅永忠，成自勇，郭小芹. 近40a甘肅省氣候生產(chǎn)潛力時(shí)空變化特征[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31（1）：221-229.

[8]邢蘭芹，姚眾眾. 江蘇省1971—2010年氣候生產(chǎn)潛力變化特征[J]. 水土保持通報(bào)，2018，222（1）：252-255.

[9]盧玢宇，楊 波，裴占江，等. 黑龍江省氣候生產(chǎn)潛力時(shí)空演變特征研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2017，26（10）：1659-1664.

[10]張 波，谷曉平，古書鴻. 1961—2015年貴州省氣候生產(chǎn)潛力估算及趨勢(shì)分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2018，242（2）：114-122.

[11]劉大鋒，李海花. 1961—2011年阿勒泰地區(qū)的氣候生產(chǎn)潛力變化分析[J]. 沙漠與綠洲氣象，2013，38（2）：25-28.

[12]張 娟，李劍萍，王譽(yù)陶，等. 西北干旱地區(qū)氣候變化及其對(duì)草地生產(chǎn)潛力的影響[J]. 生態(tài)科學(xué)，2020，147（3）：182-192.

[13]李曉東，胡愛軍，祁棟林，等. 近53年青海省氣候變化與糧食產(chǎn)量及氣候生產(chǎn)潛力特征[J]. 草業(yè)科學(xué)，2015，264（7）：1061-1068.

[14]張嘉琪，任志遠(yuǎn).1977—2010年柴達(dá)木盆地地表潛在蒸散時(shí)空演變趨勢(shì)[J]. 資源科學(xué)，2014，36（10）：2103-2112.

[15]王發(fā)科，雷玉紅，韓廷芳，等. 柴達(dá)木盆地氣候生產(chǎn)潛力變化及其敏感性分析[J]. 青海草業(yè)，2019，112（4）：37-41，28.

[16]魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M]. 北京：氣象出版社，2007：37-59.

[17]湯國(guó)安，楊 昕. ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析試驗(yàn)教程[M]. 2版. 北京：科學(xué)出版社，2012.

[18]李 林，李紅梅，申紅艷，等. 青藏高原氣候變化的若干事實(shí)及其年際振蕩的成因探討[J]. 冰川凍土，2018，40（6）：1079-1089.