酒泉市日照時數變化特征及對農業生產的影響分析

摘要 利用酒泉市氣象局提供的1996—2021年逐月日照時數資料，選擇統計學方法和線性趨勢法，分析了日照時數變化特征及對農業生產的影響。結果表明：1996—2021年酒泉市多年平均日照時數為3 091.4 h，整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為55.809 h/10年；四季日照時數也呈現出增加趨勢，尤以春季日照時數對年日照時數增加的貢獻最大，冬季日照時數增加趨勢不顯著；1996—2021年酒泉市春、夏、秋、冬四季平均日照時數分別為834.3、861.5、753.7、641.9 h，年內日照時數主要集中在夏季；由于酒泉市日照時數較為充足，且年際和四季日照時數變化均呈現出增加的趨勢，對當地小麥、玉米、棉花的影響均表現為利大于弊。

關鍵詞 日照時數；變化特征；農業生產；酒泉市

中圖分類號：S161.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）02–0124-03

日照時數是表征太陽在地面上直接照射的時間，可將太陽輻射的指標表示出來，氣候發生變化時將會引起太陽對地面輻射的變化。作為重要的農業氣候資源，光照資源在很大程度上會影響農作物生長發育、產品和質量，根據日照時數變化，對合理布局和調整農業產業結構具有重要作用。

一直以來，眾多學者在氣候變暖背景下研究了各地日照時數變化特征，并得出了很多有意義的結論[1-5]。葉瑜等[6]分析了廣西近50年的日照時數突變特征和時空變化特征，發現了廣西近50年的日照時數呈現出下降趨勢；王宇等[7]分析了云南省近44年的日照時數時空變化及其影響因素，結果表明云南省的日照時數也呈現出減少趨勢；李雪等[8]分析了中國黑戈壁地區日照時數時空變化及影響因素，結果表明該地區的日照時數的減少趨勢并不明顯。因眾多因素對日照時數的影響較大，不同區域日照時數的變化差異較為顯著，加之學者對酒泉市日照時數變化特征的研究較少。因此，通過詳細分析酒泉市近26年日照時數變化特征，有助于研究該地區對氣候變化的響應情況，為了解氣候特征及生態與環境之間的關系提供數據支撐。

1 資料和方法

利用酒泉市氣象局提供的1996—2021年逐月日照時數資料，選擇統計學方法和線性趨勢法分析日照時數變化特征，并探討對農業生產影響。季節劃分采用常規劃分標準：春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為9—11月、冬季為12月至翌年2月。

2 日照時數的變化特征

2.1 年際變化

1996—2021年酒泉市年日照時數整體以上升趨勢為主，氣候變化傾向率為55.809 h/10年，上升趨勢較為顯著，且通過了α=0.01的顯著性水平檢驗（圖1）。近26年酒泉市多年平均日照時數為3 091.4 h，其中年日照時數的最大值為3 239.2 h（2004年），最小值為2 791.8 h（1998年），兩者之間相差447.4 h，說明酒泉市日照時數年際變化波動幅度較大。結合曲線圖，1996—2015年酒泉市日照時數以波動上升趨勢為主，且增加趨勢明顯；從2015年往后，日照時數則開始逐漸下降。總體來說，因日照時數的增加幅度比降低幅度要大，使得酒泉市日照時數總體以上升趨勢為主。

2.2 季節變化

1996—2021年酒泉市春季日照時數整體呈現出增加趨勢，氣候變化傾向率為29.137 h/10年，增加趨勢較為顯著。1996—2000年酒泉市春季日照時數快速增加；2000—2003年下降波動幅度不太明顯；2004年往后，春季日照時數則呈現出波動增加趨勢。

1996—2021年酒泉市夏季日照時數整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為12.297 h/10年，增加趨勢不太顯著。1996—2001年酒泉市夏季日照時數呈現出快速增加趨勢；2001—2005年則大幅度下降；2005年后繼續大幅度增加，且這種情況一直持續至2010年，2010年往后快速減少。

1996—2021年酒泉市秋季日照時數以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為13.239 h/10年，增加趨勢不太顯著。可將酒泉市秋季日照時數劃分為四個階段：其中1996—2001年、2004—2007年酒泉市日照時數以下降趨勢為主，前者下降幅度最大；2001—2004年、2007—2021年2個時期的日照時數均呈現出增加趨勢，后者增加幅度較為平穩。

1996—2021年酒泉市冬季平均日照時數整體呈現出波動增加趨勢，氣候變化傾向率為2.751 h/10年，增加趨勢不太顯著。

2.3 年內變化

1996—2021年酒泉市日照時數年內變化特征不太明顯，其中年內日照時數的峰值出現在5月，日照時數高達302.4 h，占年內日照時數的9.8%；谷值出現在12月，日照時數只有209.3 h，日照時數的峰值與谷值之間相差93.1 h（圖2）。

另外，1—5月酒泉市日照時數以逐月增加趨勢為主，且5月的日照時數達到峰值，進入6月后，日照時數開始逐漸下降，并一直持續至12月，此時的日照時數降到一年之中的最低。

3 酒泉市日照時數變化對農業生產的影響

3.1 對小麥生長的影響

在小麥不同生長發育期內，其對日照時數、光照強度及平均氣溫有著較為嚴格的要求，一旦這些任意一個因素不能滿足要求，將會影響整個生育過程的正常開展，甚至會造成顆粒無收。有關學者研究結果表明，在小麥抽穗期至蠟熟期內的總日照時數對小麥籽粒中蛋白質含量的影響較大，并指出一旦抽穗期與蠟熟期內的光照時數相差25.6 h左右，此時的小麥面筋質量的差異較為明顯，光照時數越多，面團的彈力是光照時數少的3倍左右。通常情況下，酒泉市小麥抽穗期至蠟熟期內的時間出現在5月，而每年5月酒泉市日照時數以增加趨勢為主，對小麥品質的提升較為有利，可促進高產、優質小麥的形成。

3.2 對玉米生長發育的影響

玉米屬于喜光性作物，光照條件能否滿足玉米全生育期需求，對玉米產量的影響極為明顯。在玉米不同生長發育階段應保證有充足的光照條件，尤其是對于出苗后的玉米來說，應保證每天的光照時數在8～12 h之間，這樣才能促進玉米正常生長；若是生長發育中光照時數不足，將會延緩玉米生長發育期時間。較強的光照條件可確保玉米光合作用的正常進行，加快玉米內部各種有機物質的轉換，進而提升玉米產量和品質。

實際上，玉米的光補償點偏低，耐陰性水平差，應在適宜的溫度條件下種植玉米，在玉米生育過程中，應保證每個時期的陽光充足，以達到提升玉米產量的目的。由于酒泉市玉米生長期主要在夏季，而夏季日照時數整體以增加趨勢為主，但增加趨勢不太明顯。近26年，酒泉市夏季平均日照時數為861.5 h，

占年內日照時數的27.9%，充足的光照條件對光合作用的開展具有一定的促進作用，可提升玉米產量，對優質、高產玉米的形成較為有利。

3.3 對棉花生長發育的影響

棉花屬于短日照、喜光性作物，光照條件會直接影響棉花光合作用。實際上，在棉花生長發育中，若是平均日照時數在8～12 h之間，對于棉花正常生長發育較為有利。若是棉花生長中每日的日照時數在12 h以上，會影響棉花現蕾；若是棉花在生長發育中遇到持續時間較長的陰雨寡照天氣，會造成棉花植株徒長，為病蟲害的滋生提供有利條件，使得棉花植株上大部分蕾鈴脫落，爛鈴發生率加大，延緩棉花成熟期時間。

另外，光照條件也會影響棉花產量，尤以棉花中后期表現得最為明顯。從棉花五葉至現蕾期內，充足的光照條件對棉花光合作用的開展較為有利，可增加葉片內的干物質含量。干物質的積累對花、棉芽及幼鈴發育有一定的促進作用。在棉鈴到吐絮期內，充足的光照條件利于棉花裂鈴、吐絮。酒泉市多年平均日照時數為3 091.4 h，每年5—9月的日照時數在1 426.9 h左右，每天的日照時數在10 h左右，每年8—9月是酒泉市棉花裂鈴期至吐絮期，酒泉市大部分年份的日照時數在460.9～617.6 h之間。

3.4 對設施蔬菜生長發育的影響

對于設施蔬菜來說，在光合作用、呼吸作用、開花、結果及品質形成的過程中均與光照強度密切相關。在蔬菜全生育期內，若是光照時數不足會造成蔬菜植株徒長、纖弱，不利于優質高產蔬菜的形成。為了提升植物葉綠素的光合作用能力，確保植株茁壯生長，蔬菜首先會不斷吸收太陽中的紅光和橙色光；其次則是吸收藍光、紫光及紫外線，且藍光和紫光對蔬菜生長季幼芽形成有較大影響，紫外線可縮短種子發芽及果實成熟期時間，提升蔬菜中的維生素和蛋白質含量；蔬菜吸收的綠光最少。

近年來，酒泉市大力發展設施蔬菜大棚產業，而蔬菜大棚受日照時數的影響較大，一旦出現低溫寡照天氣將會導致蔬菜黃化或生長過程停止，甚至遭受凍害死亡，即使可以安全越冬，也會出現植株矮小、葉片小、花打頂、節間短等情況，造成設施蔬菜產量下降。針對酒泉市個別年份冬季日照時數偏少的情況，可選擇補光措施以滿足反季節蔬菜作物生長過程中對光照條件的需求，確保產出優質、高產蔬菜，進一步提升當地市場經濟效益。

4 氣象服務對策

4.1 積極構建農作物氣象監測預警服務平臺

酒泉市氣象部門應根據當地農作物產業結構和氣象為農服務經驗，構建農作物種植氣象監測預警服務平臺，在關鍵農業季節實時監測氣候變化情況；根據天氣發展趨勢和農田小氣候環境，為農民群眾提供各種預報預警信息服務，同時充分利用新媒體和傳統媒體平臺，以確保災害性天氣預警信息可及時傳遞至每位農民，將不利氣象條件對農業生產的影響降到最低。

4.2 提升農作物種植氣象服務的精細化水平

在關鍵農事季節，酒泉市氣象部門可聯合當地農業部門共同開展農作物專項調研活動，深入農村地區與農民進行面對面的溝通交流，了解農戶對農業氣象服務產品的需求，并向農戶詳細講解氣象服務在農業生產中的作用。通過開展直通式氣象服務交流活動，確保農氣人員全面了解當地農作物種植結構和規模，掌握不同種類農產品對不同氣象服務的需求，不斷提高氣象服務的精細化水平。與此同時，酒泉市氣象部門應積極制作專題化氣象服務產品，為優質高產農作物的形成提供可靠的氣象服務保障。

4.3 加強氣候研究

酒泉市氣象部門應加強對當地氣候條件的研究，全面掌握農業氣候資源發生發展規律，利用科學方法選擇合適品種，并做好農作物產業結構調整，將氣候變化對當地農業生產的影響降到最低，不斷提升農作物產量和品質，提高當地農民經濟收入水平。

5 結論

（1）1996—2021年酒泉市多年平均日照時數為3 091.4 h，整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為55.809 h/10年；四季日照時數也呈現出增加趨勢，尤以春季日照時數對年日照時數增加的貢獻最大，冬季日照時數增加趨勢極不顯著。

（2）1996—2021年酒泉市春、夏、秋、冬四季平均日照時數分別為834.3、861.5、753.7、641.9 h，年內日照時數主要集中在夏季。

（3）由于酒泉市日照時數較為充足，且年際和四季日照時數變化均呈現出增加的趨勢，對當地小麥、玉米、棉花的影響利大于弊。

參考文獻

[1] 井立紅，井立軍，高婧，等.塔城地區日照時數變化特征及影響因子分析[J].干旱區資源與環境，2010，24（7）：120-126.

[2] 霍華麗，劉普幸，張克新.寧夏日照時數的時空變化特征分析[J].中國沙漠， 2011，31（2）：521-524.

[3] 虞海燕，劉樹華，趙娜，等.我國近 59 年日照時數變化特征及其與溫度、風速、降水的關系[J].氣候與環境研究，2011， 16（3）：389-398．

[4] 李慧群，付遵濤，聞新宇，等.中國地區日照時數近 50 年來的變化特征[J].氣候與環境研究，2013，18（2）：203-209．

[5] 楊小梅，安文玲，張薇，等.中國西南地區日照時數變化及影響因素[J].蘭州大學學報：自然科學版，2012，48（5）：52-60.

[6] 葉瑜，蘇永秀，李政，等.近50年廣西日照時數時空變化特征分析[J].中國農學通報，2013，29（14）：196-201.

[7] 王宇，延軍平，吳夢初，等.云南省近44年日照時數時空變化及其影響因素分析[J].云南大學學報：自然科學版，2014， 36（3）：392-399.

[8] 李雪，鄭新江，咸迪，等.中國黑戈壁地區日照時數時空變化及影響因素[J].干旱氣象，2013，31（3）：471-475.

責任編輯：黃艷飛

Analysis on the Change Characteristics of Sunshine Hours and Its Impact on Agricultural Production in Jiuquan City

Cao Li-juan （Jiuquan Meteorological Bureau， Jiuquan， Gansu 735000）

Abstract Based on the monthly sunshine hours data from 1996 to 2021 provided by Jiuquan Meteorological Bureau， this paper selects statistical methods and linear trend methods to analyze the change characteristics of sunshine hours and their impact on agricultural production. The results show that the annual average sunshine hours in Jiuquan City from 1996 to 2021 were 3 091.4 h， with an overall increasing trend， and the climate change tendency rate was 55.809 h/10 a; The sunshine hours in four seasons also showed an increasing trend， especially in spring， which contributed the most to the increase of annual sunshine hours， while in winter， the increasing trend of sunshine hours was not significant.From 1996 to 2021， the average sunshine hours in spring， summer， autumn and winter of Jiuquan City were 834.3 h， 861.5 h， 753.7 h

and 641.9 h respectively， and the sunshine hours in the year were mainly concentrated in summer; As the sunshine hours in Jiuquan City are sufficient， and the annual and four season sunshine hours show an increasing trend， the impact on local wheat， corn and cotton is more beneficial than harmful.

Key words Sunshine hours; Change characteristics; Agricultural production; Jiuquan City

作者簡介 曹麗娟（1983—），女，甘肅定西人，工程師，主要從事綜合氣象觀測工作。

收稿日期 2022-11-10