农业界限温度的初、终日期对气候变暖的响应分析

2015-09-30宋欣

安徽农学通报 2015年17期

宋欣

摘要：选用辽西朝阳地区1953-2014年气候资料，运用气候诊断分析方法，对农业界限温度初、终日期变化趋势进行了研究。结果表明：0℃、5℃、10℃、15℃、20℃初日表现出不同程度的提前趋势，终日表现出不同程度的推后趋势，使间隔期延长，有效地增加了该地区的热量资源，这对于农作物生长发育、农业结构调整奠定了热能资源基础。

关键词：农业；界限温度；气候变暖；朝阳地区

中图分类号 S16 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）17-131-03

农业界限温度是热量资源的一种表达形式，界限温度的出现日期、持续日数对确定区域的耕作制度、品种搭配、作物布局等都具有十分重要的意义，标志植物重要物候现象，体现农事活动的开始、终止或转折点[1-3]。农业气候上常用的界限温度有0℃、5℃、10℃、15℃、20℃等。一般来讲，日平均气温稳定≥0℃的初日、终日和土壤解冻、结冻相近，持续期间为适宜农耕期；日平均气温稳定≥5℃的时期为越冬作物生长活动期、早春喜凉作物的播种期；日平均气温稳定≥10℃的时期为喜温作物生长活动期、越冬作物生长活跃期，其初日是玉米、高粱、水稻、棉花等喜温作物开始播种日期；日平均气温稳定≥15℃时期为喜温作物的适宜生长期，初日是水稻移栽适宜期，终日是冬小麦播种适宜期；日平均气温稳定≥20℃的时期是喜温作物旺盛生长期。近些年来，受气候变暖的影响，气候资源出现了不同程度的变化，尤其热量资源的变化最为明显，有关对热量资源变化特征方面研究的较多[4-6]，而对农业界限温度变化的研究较为少见。为此，本文选用辽西朝阳地区1953-2014年气候资料研究农业界限温度在气候变暖[7-8]的环境下变化趋势特征，以期为该地区耕作制度、品种搭配、作物布局等的确定提供参考。

1 材料与方法

日平均气温资料取自朝阳县气象局档案室，采用年限为1953-2014年，界限温度包括0℃、5℃、10℃、15℃、20℃初、终日期。运用5d滑动平均法[9]计算确定初、终日期，运用序列相关[9]和气候倾向率[10]对农业界限温度日期年际变化趋势特征进行分析，计算分析在Excel程序[11]支持下完成运算。

2 结果与分析

2.1 界限温度初日

2.1.1 0℃初日朝阳地区0℃初日累年平均在3月15日，在年际变化中，2008年最早出现在2月26日，1962年最晚出现在4月4日。经线性趋势分析，方程为y=-0.209x+429.99，序列相关系数为-0.393 6（P<0.01）达到极显著水平，气候倾向率为-2.09d/10a。近62a（1953-2014年）0℃初日线性提前13.0d。从0℃初日年代际平均值变化看，呈明显逐渐提前趋势，各个年代依次为21世纪00年代在3月8日，20世纪90年代在3月12日，20世纪80、70年代在3月18日，20世纪60年代在3月19日，20世纪50年代在3月20日。21世纪00年代比20世纪50年代提前12d。

2.1.2 5℃初日 5℃初日累年平均在3月31日，在年际变化中，2000年最早出现在3月2日，1979年最晚出现在4月17日。经线性趋势分析，方程为y=-0.166x+329.26，序列相关系数为-0.315 1（P<0.05）达到显著水平，气候倾向率为-1.66d/10a。近62a（1953-2014年）5℃初日线性提前10.3d。从5℃初日年代际平均值变化看，呈明显提前趋势，各个年代依次为21世纪00年代在3月28日，20世纪90年代在3月26日，20世纪80年代在3月29日，20世纪70年代在4月5日，20世纪60年代在4月4日，20世纪50年代在4月2日。20世纪90年代比20世纪70年代提前10d。

2.1.3 10℃初日 10℃初日累年平均在4月15日，在年际变化中，1994、2005年最早出现在4月1日，1979年最晚出现在4月29日。经线性趋势分析，方程为y=-0.1466x+305.51，序列相关系数为-0.313 4（P<0.05）达到显著水平，气候倾向率为-1.466d/10a。近62a（1953-2014年）10℃初日线性提前9.1d。从10℃初日年代际平均值变化看，呈明显提前趋势，各个年代依次为21世纪00年代在4月12日，20世纪90年代在4月9日，20世纪80年代在4月13日，20世纪70、60年代在4月16日，20世纪50年代在4月22日。20世纪90年代比20世纪50年代提前13d。

2.1.4 15℃初日 15℃初日累年平均在5月7日，在年际变化中，2003年最早出现在4月23日，1975年最晚出现在5月27日。经线性趋势分析，方程为y=-0.1209x+246.95，序列相关系数为-0.303 3（P<0.05）达到显著水平，气候倾向率为-1.209d/10a。近62a（1953-2014年）15℃初日线性提前7.5d。从15℃初日年代际平均值变化看，呈明显提前趋势，各个年代依次为21世纪00年代在5月3日，20世纪90年代在5月5日，20世纪80年代在5月7日，20世纪70年代在5月11日，20世纪60年代在5月6日，20世纪50年代在5月10日。21世纪00年代比20世纪70年代提前8d。

2.1.5 20℃初日 20℃初日累年平均在6月6日，在年际变化中，2006年最早出现在5月2日，1978、1989年最晚出现在7月3日。经线性趋势分析，方程为y=-0.0718x+148.23，序列相关系数为-0.094 9（P>0.05）不显著，气候倾向率为-0.718d/10a。从20℃初日年代际平均值变化看，21世纪00年代在6月3日，20世纪90年代在5月31日，20世纪80年代在6月8日，20世纪70年代在6月7日，20世纪60年代在6月10日，20世纪50年代在6月6日。20世纪90年代比20世纪60年代提前10d。

2.2 界限温度终日

2.2.1 0℃终日朝阳地区0℃终日累年平均在11月13日，在年际变化中，1961年最早出现在11月1日，1995年最晚出现在11月29日。经线性趋势分析，方程为y=0.119x-222.95，序列相关系数为0.300 2（P<0.05）达到显著水平，气候倾向率为1.19d/10a。近62a（1953-2014年）0℃终日线性推后7.4d。从0℃终日年代际平均值变化看，呈明显逐渐推后趋势，各个年代依次为21世纪00年代在11月17日，20世纪90年代在3月12日，20世纪80年代在11月11日，20世纪70、60年代在11月14日，20世纪50年代在11月3日。21世纪00年代比20世纪50年代推后10d。

2.2.2 5℃终日 5℃终日累年平均在10月27日，在年际变化中，1964年最早出现在10月2日，1998年最晚出现在11月14日。经线性趋势分析，方程为y=0.1853x-340.97，序列相关系数为0.349 6（P<0.01）达到极显著水平，气候倾向率为1.853d/10a。近62a（1953-2014年）5℃终日线性推后11.5d。从5℃终日年代际平均值变化看，推后趋势明显，各个年代依次为21世纪00年代和20世纪90年代在10月30日，20世纪80年代在10月24日，20世纪70、50年代在10月26日，20世纪60年代在10月21日。21世纪00年代比20世纪60年代推后4d。

2.2.3 10℃终日 10℃终日累年平均在10月11日，在年际变化中，1957年最早出现在9月23日，2001年最晚出现在10月25日。经线性趋势分析，方程为y=0.1332x-252.68，序列相关系数为0.373 9（P<0.01）达到极显著水平，气候倾向率为1.332d/10a。近62a（1953-2014年）10℃终日线性推后8.3d。从10℃终日年代际平均值变化看，推后趋势明显，各个年代依次为21世纪00年代在10月16日，20世纪90年代在10月11日，20世纪80年代在10月13日，20世纪70年代在10月10日、20世纪60年代在10月9日，20世纪50年代在10月7日。21世纪00年代比20世纪50年代推后9d。

2.2.4 15℃终日 15℃终日累年平均在9月20日，在年际变化中，1953年最早出现在9月1日，1998年最晚出现在10月13日。经线性趋势分析，方程为y=0.1512x-279.73，序列相关系数为0.286 5（P<0.05）达到显著水平，气候倾向率为1.512d/10a。近62a（1953-2014年）15℃终日线性推后9.4d。从15℃终日年代际平均值变化看，20世纪70年代至21世纪00年代推后趋势明显，各个年代依次为21世纪00年代在9月26日，20世纪90年代在9月24日，20世纪80年代在9月18日，20世纪70年代在9月14日、60年代在9月18日，20世纪50年代在9月20日。21世纪00年代比20世纪70年代推后12d。

2.2.5 20℃终日 20℃终日累年平均在8月29日，在年际变化中，1953、1988年最早出现在8月2日，2001年最晚出现在9月18日。经线性趋势分析，方程为y=0.2186x-404.94，序列相关系数为0.368 9（P<0.01）达到极显著水平，气候倾向率为2.186d/10a。近62a（1953-2014年）20℃终日线性推后13.6d。从20℃终日年代际平均值变化看，各个年代依次为21世纪00年代在9月6日，20世纪90年代在9月5日，20世纪80年代在8月25日，20世纪70年代在8月23日、20世纪60年代在8月24日，20世纪50年代在8月27日。21世纪00年代比20世纪70年代推后13d。

3 结论与讨论

（1）在气候变暖环境下，辽西朝阳地区农业各个界限温度的初日出现了不同程度的提前趋势，界限温度的终日出现了不同程度的推后趋势，这一变化延长了界限温度的持续天数，也增加了热量资源，在此基础上也延长了植物的生长期间。这对于植物萌动、播种发芽以及营养生长、生殖生长过程，引进较长生育期作物，延长作物生长期，增加生物产量起到作用。

（2）0℃初日气候倾向率为-2.09d/10a，提前13.0d；5℃初日气候倾向率为-1.66d/10a，提前10.3d；10℃初日气候倾向率为-1.466d/10a，提前9.1d；15℃初日气候倾向率为-1.209d/10a，提前7.5d；20℃初日气候倾向率为

-0.718d/10a，提前4.5d。随着界限温度的升高，初日提前的天数逐渐缩小。

（3）0℃终日气候倾向率为1.19d/10a，推后7.4d；5℃终日气候倾向率为1.853d/10a，推后11.5d；10℃终日气候倾向率为1.332d/10a，推后8.3d；15℃终日气候倾向率为1.512d/10a，推后9.4d；20℃终日气候倾向率为2.186d/10a，推后13.6d。

本研究结果可以为新品种引进、改变耕作制度、调整农业结构等“三农”服务建设方面提供依据。

参考文献

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