菏泽市冬小麦生育期内的热量资源分析

李瑞英，任崇勇，刘 涛

(山东省菏泽市气象局，山东 菏泽 274000)

在全球气候变暖的大背景下，冬小麦生长发育中所需的热量资源受到了直接影响［1］。热量是植物生长发育过程中最为重要的因素之一，积温是表示热量的要素之一［2］。作为热量因子，活动积温是衡量一个地区农业热量资源的重要指标。研究表明，日平均气温通过0℃的时间大致与土壤的冻结、小麦的返青生长相关，因此在农业上通常用≥0℃活动积温、≥10℃活动积温来表示某地区农业热量资源状况［3］。无霜期长短在农业上也是个很重要的热量指标，菏泽是农业大市，冬小麦是该市的主要粮食作物之一。作者分析了冬小麦生育期内热量资源的年际变化规律，为该市冬小麦的科学管理提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

菏泽市地处山东省西南部，属暖温带大陆性气候，属于黄河冲积平原，地势平坦，土层深厚，是栽培优质农作物的理想区域。主要气候特点是光照充足，热量丰富，四季分明，雨热同季，适宜多种农作物的生长。主要作物为小麦、玉米、花生、大豆等，一年两熟制。

所用资料来自于菏泽市气象局实测数据，数据资料涵盖了1961-2010年冬小麦生育期内平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温、无霜期。

1.2 方法

气候倾向率法。在计算变化趋势时，采用最小二乘法，计算样本^X 时间t 的线性回归系数 (a)，从而要素的变化可用一次线性方程表示［4］:=at+b t=1，2，…，n。以线性回归系数a 的10 倍作为气候倾向率。

Mann-Kendall 法。Mann-Kendall 法是一种非参数统计检验方法，是目前检测气候突变的一种常用方法。它以气候序列平稳变化为前提，并且序列是随机独立，概率等同分布。与其他的检测方法相比，M-K 法的检测范围宽广、人为性少、定量化程度高，因而得到广泛的应用［5-6］。

2 结果与分析

2.1 线性分析

2.1.1 平均气温

菏泽市近50 a 冬小麦生育期内的平均气温呈极显著的增加趋势 (R=0.67，P ＜0.01)，每10 a增加速率为0.35℃，由平均气温距平 (图1)可知近50 a 来可分为2个阶段:1961-1993年以负距平为主，为偏冷阶段，此阶段的距平平均值为-0.32℃，最大负距平为-1.4℃ (1969年)，是历史最低值;1994-2010年以正距平为主，为增温阶段，此阶段的距平平均值为0.76℃，每10 a增加速率为0.44℃。除1996 和2003年气温等同于历年平均值外，其他年份均明显高于平均气温，最大正距平为2.2℃ (2007年)。

2.1.2 ≥0℃活动积温

图1 1961-2010年菏泽市冬小麦生育期内热量资源距平值的变化

菏泽市近50 a 冬小麦生育期内≥0℃活动积温(图1)的变化与平均温变化趋势一致，整体呈极显著增加趋势 (R=0.64，P ＜0.01)，每10 a 增加速率为64.97℃。1961-1996年为热量资源比较贫乏阶段，此阶段的积温距平平均值为-65.58℃，1997-2010年为热量资源丰富阶段，此阶段的距平平均值为168.62℃，每10 a 增加速率为70.44℃。

2.1.3 ≥10℃活动积温

近50 a 来≥10℃活动积温也呈极显著增加趋势 (R=0.51，P ＜0.01)，每10 a 增加速率为52.65℃ (图1)。1961-1993年≥10℃活动积温偏少，此阶段的距平平均值为-61.96℃，属于热量资源偏少阶段;1994-2010年中除2003年为负距平外，其余各年均为正距平，此阶段的距平平均值为120.28℃，每10 a 增加速率为161.71℃，属热量资源比较丰富阶段。

2.1.4 无霜期

菏泽市冬小麦生育期内无霜期以每10 a 1.9 d的速率延长。由于每年的气候状况不同，初终霜出现的时间也有早有晚，初霜日出现在10月9日到11月6日，平均初霜日在10月31日，以每10 a 1.6 d 的速率延迟。终霜日出现在2月16日到4月25日，平均终霜日在3月28日，以每10 a 0.8 d的速率提前。由此可见，初霜日越来越晚，终霜日越来越早，总的无霜期呈增加的趋势。

2.2 突变分析

图2 1961-2010年菏泽市冬小麦生育期内热量资源突变的趋势

从平均气温M-K 突变检测 (图2)中UF 和UB 曲线的交点位置确定，平均气温在1995年发生突变，突变前后两时段平均气温相差0.6℃。UF曲线在21 世纪初期开始超过了0.01 显著性水平(∣U0.01∣=2.56)的临界值，表明升温趋势达到了极显著。≥0℃积温变化的突变点为1997年(图2)，突变前后两时段积温相差262.2℃·d，表明1997年以后热量资源逐渐充足。1994年是≥10℃活动积温的突变点 (图2)，突变前后两时段积温相差201.7℃。无霜期分别在1965年和2003年发生突变，自1965-2002年，无霜期呈减少的趋势，在2003年突变后开始呈现增加的趋势。

3 小结与讨论

菏泽市冬小麦生育期内平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温和无霜期均呈增加趋势，除无霜期在1965 和2003年发生突变外，其他热量因子的突变时间点几乎一致，均在20 世纪90年代的中期发生突变。

总体来说菏泽市冬小麦生育期内的热量资源呈增加趋势。热量的增加有利于冬小麦群体分蘖的发生［7］，同时增温会导致小麦发育期提前。虽然菏泽市冬小麦生育期内热量资源呈增加趋势，但仍要预防阶段性冷害对小麦造成的影响，如冬末春初遇冷空气侵袭，小麦极易受到低温的危害。

［1］千怀遂，焦士兴，赵峰.河南省冬小麦气候适宜性变化研究［J］.生态学杂志，2005，24 (5):503-507.

［2］苏剑勤，程树林，郭迎春.河北气候［M］.北京:气象出版社，1996:43-49.

［3］缪启龙，丁园圆，王勇，等.气候变暖对中国热量资源分布的影响分析［J］.自然资源学报，2009，24 (5):934-944.

［4］沈瑱，曾燕，肖卉，江苏省日照时数的气候特征分析［J］.气象科学，2007，27 (4):425-429.

［5］魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术［M］.北京:气象出版社，1999:69-72.

［6］符淙斌，王强.气候突变的定义和检测方法［J］.大气科学，1992，16 (4):482-493.

［7］周伟东，朱洁华，王艳琴，等.上海地区百年农业气候资源变化特征［J］.资源科学，2008，30 (5):642-647.