黄土高原红枣种植区日照时数变化特征分析

2016-05-09张维敏李艳莉

陕西气象 2016年2期

关键词：黄土高原日照时数变化

刘　璐，张维敏，李艳莉

(陕西省经济作物气象服务台，西安　710014)

黄土高原红枣种植区日照时数变化特征分析

刘璐，张维敏，李艳莉

(陕西省经济作物气象服务台，西安710014)

摘要：利用黄土高原黄河沿岸12个红枣种植县气象站1971—2010年共40 a的日日照时数资料，分年、主要生长季和脆熟采收期三个时间段，对黄土高原黄河沿岸12个红枣种植县日照时数的时空分布及变化特征进行分析，发现年和主要生长季日照时数空间分布呈自北向南、自西向东逐渐递减的分布特征，脆熟采收期日照时数则呈自北向南递减的分布特征。各时间段日照时数均呈下降趋势，且在20世纪70年代日照资源最佳，21世纪00年代日照资源最差。此外，种植区年日照时数和脆熟采收期日照时数分别在1982年和1999年发生了突变，突变后比突变前分别减少了113.2 h和38.9 h。总体上，各时段日照资源，尤其是脆熟采收期日照时数的减少，使大部分种植县已不能满足红枣的生理需要，对红枣生产将产生显著影响。

关键词：黄土高原；红枣种植区；日照时数；变化

黄土高原黄河两岸是我国红枣栽培历史最为悠久的地区和红枣最佳适宜生长区之一。近年来，随着陕西、山西两省关于发展红枣产业的一系列政策措施的落实，陕晋黄河两岸红枣种植面积不断扩大，已成为当地农民脱贫致富的“铁杆庄稼”。枣树是喜光树种，整个生育期需要充足的光照，一般优质红枣要求年日照时数大于2 000 h，主要生长季要求日照时数大于1 450 h，尤其在脆熟采收期(9月中旬至10月上旬)要求日照时数大于200 h[1]。然而，随着气候变化，黄土高原红枣种植区日照时数也发生了显著变化，尤其是脆熟采收期日照时数不断减少，对红枣产量和品质的形成已产生明显影响[2-4]。目前，国内学者对黄土高原红枣种植区连阴雨变化，以及它对红枣生产影响的相关研究较多[5-7]，但对日照时数变化及其对红枣产业影响研究相对较少，且多以省为对象进行单独研究，本文对黄土高原陕晋两省黄河两岸红枣种植区日照资源开展研究，以期为开展红枣气象服务及其他科研工作提供参考。

1资料与方法

1.1研究地区及数据来源

经过实地调研和陕西、山西红枣生产规模、品质、社会经济状况以及未来发展趋势，选定黄土高原红枣种植区中的清涧、延川、绥德、吴堡、佳县、神木、府谷、延长、临县、柳林、石楼、兴县等12个红枣主产县为研究区域。从陕西省气象信息中心和山西省气候中心，选取12个县气象站1971—2010年共40 a的日日照时数资料进行统计分析，得到年日照时数、主要生长季日照时数(4—10月)和脆熟采收期日照时数，并对其开展相关分析。

1.2研究方法

采用线性倾向估计方法对黄土高原红枣种植区年日照时数、主要生长季日照时数和脆熟采收期日照时数年际变化趋势进行分析，用最小二乘法计算线性函数的斜率；使用SPSS软件进行显著性检验，判断变化趋势是否显著；利用Mann-Kendall法结合滑动T检验(MTT)法研究各时间尺度日照时数的突变特征，并进行显著性检验。

2结果与分析

2.1日照时数空间分布

黄土高原红枣种植区1971—2010年年日照时数均值为2 440 h～2 817 h，主要生长季日照时数均值为1 538 h～1 798 h，脆熟采收期日照时数均值为177 h～228 h。由图1可以看出，黄土高原红枣种植区的年和主要生长季日照时数空间分布呈自北向南、自西向东逐渐递减的分布特征，脆熟采收期日照时数则呈现自北向南递减的分布特征。各种植县在年、主要生长季和脆熟采收期三个时段中，府谷县日照时数最多，分别为2 817 h、1 798 h和228 h；延川县的年和主要生长季日数时数最少，分别为2 440 h和1 538 h；延长县的脆熟采收期日照时数最少，为180 h。总体上，各县的年和主要生长季日照时数均满足红枣生理需求，但脆熟采收期中，柳林、绥德、延长和延川县的日照时数低于200 h，不能满足红枣脆熟采收期对日照的需要。黄河两岸间，黄河东岸的日照时数总体好于黄河西岸。

图1　1971—2010年黄土高原红枣种植区各时间段平均日照时数空间分布情况(单位为h)

2.2日照时数年际变化

从图2可看出，黄土高原红枣种植区各时间尺度日照时数整体呈减少趋势，其中年日照时数减少最明显(-30.39 h/10 a，未通过显著性检验)，其次为主要生长季(-29.30 h/10 a，通过0.05显著性检验)，最后为脆熟采收期(-11.42 h/10 a，通过0.05显著性检验)。从表1可知，年日照时数变化中，除柳林和绥德两县呈增加趋势外，其余种植县均呈减少趋势，临县的减少趋势最显著(-68.29 h/10 a，通过0.001显著性检验)；生长季日照时数变化中，除柳林呈增加趋势外，其余种植县均呈减少趋势，石楼的减少趋势最显著(-55.50 h/10 a，通过0.01显著性检验)；脆熟采收期变化中，各县均呈减少趋势，佳县的减少趋势最显著(-15.48 h/10 a，通过0.01显著性检验)。对比黄河两岸间各种植县各时间段日照时数变化情况，在黄河东岸，柳林县全年和主要生长季期的日照时数呈增多趋势，其余三县各时间段的日照时数均呈下降趋势；在黄河西岸，除绥德年日照时数为增多趋势外，其余各县各时间段的日照时数均呈下降趋势。日照资源的减少，总体上不利于黄土高原黄河沿岸红枣种植区红枣产业的健康发展，尤其是脆熟采收期日照资源的减少，不利于红枣的成熟与采收，对红枣品质及经济效益影响较大。

表1　1971—2010年黄土高原红枣种植区

注：***为通过0.001显著性检验，**为通过0.01显著性检验，*为通过0.05显著性检验。

图2　1971—2010年黄土高原红枣种植区各时间段日照时数变化趋势及距平

2.3日照时数年代际变化

在年代际变化(表2)中，年、主要生长季和脆熟采收期日照时数在20世纪70年代最佳，均超过40 a平均值，而在21世纪00年代最差，均低于40 a平均值。此外，在各年代际变化中，各时间段日照时数大致经历了多-少-平-少的变化，但在各年代际中，各县年日照时数和主要生长季日照时数均满足红枣生理需求，但脆熟采收期日照时数自2001年后，除府谷和神木两县可满足红枣生理需求外，其余十县均不能满足红枣生理需求(表略)，其原因可能与该地区秋季连阴雨次数增加有关[4]，且对红枣生产已产生显著影响[5]。

2.4日照时数突变检验

以M-K突变检验方法为主，并佐以滑动t检验方法，对1971—2010年黄土高原红枣种植区年、主要生长季和脆熟采收期日照时数分别进行检验。发现除主要生长季日照时数未发生突变外，年日照时数和脆熟采收期日照时数分别在1982年和1999年发生了突变(均通过显著性水平为0.05的检验)。对比突变点前后日照时数差异，种植区年日照时数突变前多年平均值为2 699.3 h，突变后为2 586.1 h，突变后比突变前减少了113.2 h；脆熟采收期日照时数突变前多年平均值为213.6 h，突变后为174.7 h，突变后比突变前减少了38.9 h。

表2　1971—2010年黄土高原红枣种植区各时间段日照时数年代际变化情况　h

3结论

(1)黄土高原黄河沿岸12个红枣种植县，年和主要生长季日照时数空间分布呈自北向南、自西向东逐渐递减的分布特征，脆熟采收期日照时数则呈现自北向南递减的分布特征；年、主要张鸿雁，胡晓黎，雷蕾，等.商州大樱桃栽培气象实用技术[J].陕西气象，2016(2)：29-31.

生长季和脆熟采收期日照时数均呈下降趋势，且年日照时数的下降趋势最明显，达30.39 h/10 a；在年代际变化中，各时间段日照时数大致经历了多-少-平-少的变化，且各时间段在20世纪70年代的日照资源最佳，在21世纪00年代的日照资源最差；种植区年日照时数和脆熟采收期日照时数分别在1982年和1999年发生了突变，突变后比突变前分别减少了113.2 h和38.9 h。

(2)通过对黄土高原红枣种植区年、主要生长季和脆熟采收期三个时间段日照时数的变化分析，发现各县年和主要生长季虽呈下降趋势，但日照时数仍可满足红枣生理需求，但脆熟采收期日照时数的减少，已使大部分县不能满足红枣的生理需求，将对红枣品质产生较大影响，进而减少枣农收入，制约产业的持续健康发展。

参考文献：

[1]王景红,李艳莉,刘璐,等.果树气象服务基础[M].北京：气象出版社，2010：217-222.

[2]陈少勇,张康林,邢晓宾,等.中国西北地区近47a日照时数的气候变化特征[J].自然资源学报, 2010,25(7)：1142-1152.

[3]范晓辉,郝智文,王孟本. 山西省近50 年日照时数时空变化特征研究[J]. 生态环境学报, 2010, 19(3): 605-609.

[4]李琦,宋令勇,张文静,等. 陕西省气温及日照时间变化特征分析[J].北京师范大学学报：自然科学版,2010，46(3)：395-400.

[5]李新岗,黄建,高文海.我国制干枣优生区研究[J].果树学报,2005,22(6)：620-625.

[6]刘庆龙,黄延安,高晓媚,等.清涧县红枣产业发展存在的问题及对策[J]. 陕西林业科技，2011(1)：71-73+79.

[7]王建利.佳县红枣产业发展存在的问题及对策[J]. 陕西林业科技,2012,(2)：81-83.

中图分类号：P468

文献标识码：A

基金项目：中国气象局气候变化专项“气候变化对黄土高原丘陵区红枣产业的影响研究”(CCSF201319)