气候变化对天山北坡经济带设施农业气候适宜性的影响*

张山清，普宗朝,李新建，吉春容，傅玮东，宫恒瑞，蒲 洁



气候变化对天山北坡经济带设施农业气候适宜性的影响*

张山清1，普宗朝2**,李新建1，吉春容1，傅玮东1，宫恒瑞2，蒲 洁2

（1. 新疆农业气象台，乌鲁木齐 830002；2. 新疆乌鲁木齐市气象局，乌鲁木齐 830002）

新疆天山北坡经济带冬季寒冷且漫长、日照时数少、部分地区多大风，气候条件对设施农业生产总体不利。开展气候变化对该地区设施农业气候适宜性的影响研究，对适应气候变化，科学制定天山北坡经济带设施农业布局和发展规划具有重要意义。利用天山北坡经济带35个气象台站1961−2014年逐年≤0℃负积温、12月−翌年2月日照时数和10月−翌年4月大风日数资料，通过线性趋势分析、累积距平和t检验以及基于ArcGIS的混合插值法对各要素的时空变化进行分析。结合实际调查获取的设施农业气候适宜性区划指标，对比分析了1988年前、后天山北坡经济带设施农业气候适宜性区划的变化。结果表明：天山北坡经济带≤0℃负积温具有高山带多，平原次之，中、低山带少；12月-翌年2月日照时数高山带和平原少，中、低山带多；10月−翌年4月大风日数峡谷地带及风口和风线多，平原和山区少的特点。1961−2014年天山北坡经济带≤0℃负积温、12月−翌年2月日照时数和10月−翌年4月大风日数分别以50.67℃·d·10a-1、20.52h·10a-1和1.31d·10a-1的倾向率呈极显著（P＜0.001）减少趋势，上述各要素分别于1988、1987和1987年发生突变。受其影响，1988年后较其之前，设施农业适宜区和次适宜区面积分别增加14466.0km2和4929.7km2，不适宜区减小19395.6km2。

≤0℃负积温；12月−翌年2月日照时数；10月−翌年4月大风日数；气候变化；设施农业；天山北坡经济带；ArcGIS

设施农业是利用工程技术和可控手段，创造出不受或少受自然季节限制的适宜作物生长发育的环境条件，以实现集约、高效和可持续发展的一种现代农业生产方式，但设施农业也是一项高投入、高风险的产业，尤其受天气、气候条件的影响较大[1-3]。设施农业气候区划是采用对设施农业生产有重要意义的气候指标，根据气候条件的地区差异，遵循气候的相似性原则进行的区域划分[4]。可为各地充分合理应用对设施农业生产有利的气候资源，最大程度地规避不利气象灾害的影响，采取趋利避害的对策措施，促进设施农业的优质、高产、高效以及可持续发展提供科学依据。近年来，张亚红等[2-9]从不同角度对全国以及国内部分地区的设施农业气候区划进行了初步研究，研究成果对指导设施农业生产产生了积极的作用。但前人的研究也存在以下不足，一是区划指标的选取多基于经验，因此区划结果与部分地区的气候特点及设施农业生产的实际不甚相符；二是限于当时气候要素的空间插值技术，区划的精细化程度较低；三是关于气候变化对设施农业气候适宜性影响的研究十分少见；四是研究区域多集中于中国中东部地区，对新疆设施农业气候适宜性区划的研究报道很少。

新疆天山北坡经济带地处亚欧大陆腹地，位于以乌鲁木齐、石河子、克拉玛依、博乐和伊宁市为轴心的准噶尔盆地南缘，天山北坡中、西段，是“一带一路”丝绸之路经济带的核心区，地理坐标79°52′51″-91°33′28″E，42°15′30″-46°14′11″N，区域面积28.58×104km2，占新疆总面积的17.2％；2014年末区域人口9.73×104，占新疆总人口的42.3%，GDP约占全疆的66.0%，是新疆经济最发达，城镇分布和人口最集中的区域，对蔬菜等副食品需求量很大[10]。但天山北坡经济带热量资源相对匮乏，大部分地区无霜冻期不足180d，作物生长季较短[11]。为延长本地蔬菜的上市时间，最大程度地丰富广大市民冬半年的菜篮子，近年来，新疆自治区及天山北坡经济带各级政府对设施农业的发展十分重视，至2012年，天山北坡经济带以节能日光温室和塑料大棚为主的各类设施农业投产面积已达2.38×104hm2，占新疆设施农业投产总面积的28.8％[12]。

由于天山北坡经济带的冬季寒冷且漫长，日照时数少，部分地区多大风，气候条件对发展设施农业总体不甚理想。加之近年来该区域一些地区忽视气候条件的适宜性，盲目扩大发展规模，或规划、建设区域不合理，导致温室大棚的辅助加热能耗剧增，温室大棚遭受大风灾害侵袭造成棚膜破损甚至大棚垮塌的现象频发，致使农产品产量、品质降低，经济效益和社会效益均受到严重影响。许多研究表明，在全球变暖背景下，近50a新疆气候总体呈明显的“暖湿化”趋势，气温显著升高[13]，空气湿度增大，云量增多，日照时数显著减少[14]，风速显著减小[15]，低温、大风、雾霾等异常天气、气候事件呈多发、重发趋势。气候变化将改变农业气候资源和农业气象灾害的时空分布，进而对设施农业产生影响。因此，本文拟利用新疆天山北坡经济带区域内35个气象站1961-2014年历史气候资料，结合对当地设施农业生产的实际考察和调研，确定符合当地实际的设施农业气候区划指标，就近54a新疆天山北坡经济带气候变化对设施农业气候适宜性区划的影响进行研究和分析，以期为适应气候变化，科学制定设施农业发展计划和规划，采取趋利避害的生产管理和对策措施提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

新疆天山北坡经济带包括乌鲁木齐市、克拉玛依市、石河子市、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁哈萨克自治州州直各县（市）以及塔城地区南部的乌苏市和沙湾县，共27个县（市），总面积28.58×104km2。地形地貌复杂，地势高差悬殊，气候类型多样，其中，海拔900m以下的天山北坡山前倾斜平原受准噶尔盆地冬季“冷湖”的影响，冬季气温较低，多雾霾天气，日照时数少；海拔900-1600m的丘陵、低山地带以及1600-2800m的中山带因地处天山北坡冬季逆温层内，冬季气温较高，日照时数较多；海拔2800m以上的高山带气候严寒，冬季持续时间长，气温低[14,16-17]。另外，受局地地形的影响，阿拉山口和达坂城等山间峡谷地带多大风[15]。

1.2 资料来源

使用研究区域内资料序列较长的35个气象站1961-2014年逐日平均气温、日照时数和最大风速资料，以及天山北坡经济带1:50000地理信息数据。研究区域和所选气象站点分布见图1。各站气候数据和区域地理信息数据由新疆气象信息中心提供。

1.3 气候区划指标

姚益平等[4]研究指出，地处北疆的天山北坡经济带冬季严寒、太阳辐射弱、辅助加热能耗高，为中国设施农业的气候“不适宜区”。但事实上，长期以来该区域一直有设施农业的存在，并且近年来发展十分迅速，说明设施农业的“气候适宜”程度是相对的，区划指标必须结合气候条件和设施农业生产的实际而确定。近年，虽然中国的设施农业气候区划取得了一定进展，但区划指标各异。加之有关新疆设施农业与气候的关系及其区划的研究报道十分少见，因此，关于天山北坡经济带设施农业气候适宜性区划指标无成熟的研究成果可供借鉴。基于以上原因，本研究对天山北坡经济带设施农业生产进行了实地考察、调研，并就影响设施农业生产的主要气候因子及其影响权重走访了有关专家和设施农业生产大户，形成以下调查结果。

（1）天山北坡经济带冬季寒冷且漫长，温度条件是影响温室大棚内农作物生长发育、室内辅助加热能耗的主要气候要素，应将温度条件作为区划的主要因子。体现冬季气候寒冷程度的气候因子很多，如，冬季平均气温、极端最低气温、最冷月平均气温等，其中，日平均气温稳定≤0℃负积温能综合反映冬季寒冷期的持续时间和低温的强度[16-17]，因此，本研究将≤0℃负积温的绝对值作为衡量天山北坡经济带设施农业适宜程度的温度指标。其计算式为

式中，∑T为≤0℃负积温绝对值，以下简称≤0℃负积温（℃·d）；n为采用五日滑动平均法[18]确定的日平均气温稳定≤0℃初、终日之间的天数；ti为期间第i日的平均气温。

（2）光照对温室大棚内各种作物光合作用以及室内温度的提高均有重要影响，但由于天山北坡经济带纬度较高，冬季太阳高度角低，加之准噶尔盆地冬季多阴雾天气，12月-翌年2月日照时数较少[11,14]，对设施农业影响较大。因此，将12月-翌年2月日照时数（期间逐日日照时数之和）作为衡量天山北坡经济带光照条件对设施农业适宜程度的指标。

（3）瞬时风速≥17m·s-1（风力≥8级）称为大风，将出现大风之日记作一个大风日[11]。天山北坡经济带部分地区设施农业生产季（10月-翌年4月）多大风[11]，常导致温室大棚棚膜撕裂、破损，甚至大棚垮塌，造成损失，因此，10月-翌年4月大风日数是影响天山北坡设施农业的主要气象灾害。但由于大风的多寡受局地地形的影响十分明显，其对设施农业的影响也具有区域性特点，因此，其影响权重总体较小。

综合上述考察和调研结果，并结合专家打分法，确定天山北坡经济带设施农业气候适宜性区划指标及各因子的影响权重见表1。

表1 天山北坡经济带设施农业气候适宜性区划指标

注：∑T为≤0℃负积温的绝对值，∑S为12月-翌年2月日照时数，∑D为10月-翌年4月大风日数

Note:∑T is the absolute value of the negative accumulated temperature, ∑S is the sum of sunshine hours from Dec. to Feb. next year, ∑D is the sum of the gale days from Oct. to next April. The same as below.

1.4 研究方法

使用线性趋势、累积距平和t-检验[18]方法分析天山北坡经济带1961-2014年≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数的变化趋势和突变特征。

采用宏观地理因子的三维二次趋势面模拟与反距离加权残差订正相结合的方法，对天山北坡经济带≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数等指标气候要素进行200m×200m栅格的空间插值模拟[19-20]。以三要素中发生突变最迟的突变年（1988年）为时间节点，探讨1988年前（1961-1987年）、后（1988-2014年）≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数空间分布的变化[19-21]。

2 结果与分析

2.1 气候区划指标的变化趋势分析

2.1.1 ≤0℃负积温

由图2可见，1961-2014年研究区内≤0℃负积温（35个站点的平均，下同）呈波动变化过程，最大值为1746.7℃·d，最小值为901.1℃·d，平均为1229.3℃·d；整个分析期内，≤0℃负积温以50.7℃·d·10a-1的倾向率呈极显著减少趋势（P＜0.01）。由1961-2014年天山北坡经济带≤0℃负积温序列的累积距平可以看出，1987年出现了累积距平的最大值（图2），对1961-1987年与1988-2014年≤0℃负积温序列进行t检验，结果表明（表2），｜t0｜=6.8198＞tα=0.001，通过了0.001水平的显著性检验，说明近54a天山北坡经济带≤0℃负积温于1988年发生了突变。突变后（1988-2014年）较突变前（1961-1987年）平均≤0℃负积温减少了186.2℃·d。

表2 ∑T、∑S和∑D数据序列的突变点及其T-检验

注：n1、n2分别为待检测气候突变点前后气候要素序列的样本数。***表示通过0.001水平的显著性检验。

Note: n1and n2are the sample number before and after detected year.***is P<0.001.

2.1.2 12月-翌年2月日照时数

由图3可见，天山北坡经济带1961-2014年12月-翌年2月日照时数以20.52h×10a-1的倾向率呈极显著（P＜0.01）减少趋势（图3），54a来减少了110.8h。由1961-2014年12月-翌年2月日照时数序列的累积距平可以看出，1986年出现了累积距平的最大值（图3），对1961-1986年与1987-2014年12月-翌年2月日照时数序列进行t检验，结果表明（表2），｜t0｜=6.5617＞tα=0.001，通过了0.001水平的显著性检验，说明近54a天山北坡经济带12月-翌年2月日照时数于1987年发生了突变。突变后（1987-2014年）较突变前（1961-1986年）12月-翌年2月平均日照时数减少了60.8h。

2.1.3 10月-翌年4月大风日数

由图4可见，天山北坡经济带1961-2014年10月-翌年4月大风日数以1.31d×10a-1的倾向率呈极显著（P＜0.01）减少趋势，54a来减少了7.1d。由1961-2014年10月-翌年4月大风日数序列的累积距平可以看出，1986年出现了累积距平的最大值（图4），对1961-1986年与1987-2014年10月-翌年4月大风日数序列进行t检验，结果表明（表2），｜t0｜=9.6455 >tα=0.001，通过了0.001水平的显著性检验，说明近54a天山北坡经济带10月-翌年4月大风日数于1987年发生了突变。突变后（1987-2014年）较突变前（1961-1986年）10月-翌年4月平均大风日数减少了3.9d。

2.2 气候指标的空间分布及其变化

2.2.1 ≤0℃负积温

由图5可见，研究区内高山带因海拔高、气候严寒，故≤0℃负积温最多；准噶尔盆地南缘的山前倾斜平原地带受盆地冬季“冷湖”的影响，≤0℃负积温也较多，但次于高山带；中、低山带因冬季有明显的逆温现象，因此，是研究区≤0℃负积温最少的区域。

就1988年前各适宜性等级≤0℃负积温（表1）的空间分布而言（图5a），高山带负积温一般在1800℃·d以上；平原地带为1400～1800℃·d；中、低山带在1400℃·d以下。1988年后较其之前，≤0℃负积温的分布格局基本相似，但不足1400℃·d的区域明显扩大，其中，中、东部山前倾斜平原地带扩大尤为明显；1400～1800℃·d的区域明显压缩，≤0℃负积温＞1800℃·d的区域变化不大（图5b）。

2.2.2 12月-翌年2月日照时数

天山北坡经济带12月-翌年2月日照时数的空间分布格局与≤0℃负积温大体相似，也呈现高山带和山前倾斜平原少，中、低山带多的特点（图6）。1988年前，伊犁河谷和天山北坡中、西部海拔1500-2500m的中山带以及研究区东部的奇台、木垒等地12月-翌年2月日照时数较多，一般在520h以上；伊犁河谷谷地、准噶尔盆地南缘的山前倾斜平原大部次之，为420～520h；海拔4000m以上的高山带云量较多、准噶尔盆地西南部的精河至克拉玛依低洼地雾霾天气多的缘故，12月-翌年2月日照时数较少，一般在420h以下（图6a）。1988年后较其之前，12月-翌年2月日照时数不足420h的区域在高山带变化不大，但在山前倾斜平原有较大幅度的扩大，其中，海拔700m以下的平原地带几乎完全被该区域所覆盖；420～520h的区域明显压缩；520h以上的区域向高海拔抬升、压缩（图6b）。

2.2.3 10月-翌年4月大风日数

天山北坡经济带10月-翌年4月大风日数的空间分布呈现风口风线及峡谷地带多，平原和天山山区少的特点（图7）。1988年前，准噶尔盆地西南部的阿拉山口至克拉玛依一带、乌鲁木齐市东南部达坂城山间峡谷地带以及吉木萨尔、奇台、木垒等风口风线地带10月-翌年4月大风日数一般在10d以上；伊犁河谷、准噶尔盆地南缘的山前倾斜平原和低山丘陵地带次之，为4～10d；天山山区以及石河子垦区平原地带在4d以下（图7a）。1988年后较其之前，10月-翌年4月大风日数在10d以上的区域明显减小，4～10d的区域明显增大，不足4d的区域面积变化不大但其分布总体向低海拔区移动（图7b）。

2.3 设施农业气候区划的变化及其评述

根据表1的等级划分标准，在ArcGIS10.0平台上将1988年前、后天山北坡经济带≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数的栅格数据进行分级处理，将各要素的“适宜区”、“次适宜区”和“不适宜区”分别赋值3、2、1。再将经过重新赋值的栅格图层按照各要素不同的权重（表1）进行加权叠加处理，获得综合考虑各区划气候指标要素变化的1988年前、后新疆天山北坡经济带设施农业气候区划专题图，结果见图8。

表3 1988年前后天山北坡经济带设施农业气候适宜性分区面积的变化

（1）适宜区。1988年前天山北坡经济带设施农业气候适宜区主要分布在伊犁河谷海拔2800m以下的河谷平原和中、低山带，以及准噶尔盆地南缘海拔700-2500m的丘陵和中、低山带，面积77798.4km2，占天山北坡经济带总面积的35.6%；1988年后较其之前适宜区的分布格局无明显变化，但面积增至92264.4km2，占比增至42.2%，分别较1988年前增加了14466.0km2和6.6个百分点（表3）。适宜区增大的区域主要在昌吉回族自治州东部的奇台、木垒两县，另在伊犁河谷、博尔塔拉蒙古自治州等地也向高海拔区域有所扩张。适宜区冬季气候相对温和，≤0℃负积温较少，12月-翌年2月日照时数较多，且10月-翌年4月大风日数少，综合气候条件较有利于设施农业的发展。

（2）次适宜区。天山北坡经济带设施农业气候次适宜区主要在准噶尔盆地南缘的山前倾斜平原地带，1988年前该区面积87710.3km2，占比40.1%；1988年后面积增至92640.0km2，占比增至42.4%，分别增加4929.7km2和2.3个百分点（表3）。该区影响设施农业生产的主要气候因素是，≤0℃负积温和10月-翌年4月大风日数较适宜区偏多，12月-翌年2月日照时数偏少，设施农业生产的综合气候条件次于适宜区。

（3）不适宜区。1988年前天山北坡经济带设施农业气候不适宜区主要分布在高山带以及乌苏市至克拉玛依市北部和阜康市至奇台县北部平原地带，面积53219.2km2，占比24.3%；1988年后该区面积降至33823.5km2，占比减至15.5%，分别减小19395.6km2和8.9个百分点（表3）。该区影响设施农业生产的主要气候因素是，冬季气候严寒，≤0℃负积温多；12月-翌年2月日照时数少，10月-翌年4月大风日数多，综合气候条件不利于设施农业的发展。

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）冬季寒冷、日照时数少、部分地区大风日数多是影响天山北坡经济带设施农业生产的主要气候因素。天山北坡经济带≤0℃负积温具有高山带多，平原次之，中、低山带少；12月-翌年2月日照时数高山带和平原少，中、低山带多；10月-翌年4月大风日数风口和风线及峡谷地带多，平原和山区少的空间分布特点。1961-2014年≤0℃负积温、12月-翌年2月日照时数和10月-翌年4月大风日数分别以50.67℃·d·10a-1、20.52h ·10a-1和1.31d·10a-1的倾向率呈极显著（P＜0.001）减少趋势，上述各要素分别于1988年、1987年和1987年发生突变。

（2）近54a，尤其是1988年以来，天山北坡经济带≤0℃负积温、10月-翌年4月大风日数显著减少，这对当地设施农业的发展具有积极意义，但12月-翌年2月日照时数显著减少对设施农业又将产生不利影响。受上述气候要素的综合影响，1988年后较其之前，设施农业适宜区和次适宜区面积分别增加14466.0km2和4929.684km2，占比增加6.6和2.3个百分点；不适宜区减小19395.6km2，占比减小8.9个百分点。总体来说气候变化对天山北坡经济带设施农业利大于弊，这对当地设施农业的发展具有重要意义。

（3）适宜区是天山北坡经济带综合气候条件最利于设施农业发展的区域，因此，在制定设施农业发展计划和规划时应重点考虑该区。次适宜区的综合气候条件次于适宜区，各地的不利气候因素也不尽相同，因此，该区不宜大规模发展设施农业，即使适度发展，也应因地制宜地采取趋利避害的技术措施，最大程度地减少不利气候因素的影响；不适宜区的综合气候条件不利于设施农业生产，应尽量避免在该区发展设施农业。

3.2 讨论

前人在中国设施农业适宜性区划的研究中将地处新疆北部的天山北坡经济带划为设施农业的气候“不适宜区”[4]，这与长期以来天山北坡经济带一直有设施农业的存在，并且近年来发展尤为迅速的事实有较大出入，说明设施农业的“气候适宜”程度是相对的，区划指标必须结合当地气候和设施农业生产的实际来确定。本研究基于对天山北坡经济带设施农业生产的实际考察和调研，并咨询有关专家和设施农业生产大户，形成了较为符合当地实际的区划指标，并据此完成了气候变化背景下该区域设施农业气候适宜性区划的研究，研究结果对适应气候变化，科学制定天山北坡经济带设施农业发展计划和规划，采取趋利避害的生产管理和对策措施，促进设施农业的持续稳定发展具有一定指导意义。

值得说明的是，设施农业气候区划只是一项基础性部门区划[5]。事实上，设施农业的发展和分布区域不仅受光、热等气候资源以及大风等气象灾害的影响，同时还与土壤、生产成本以及市场状况等因素密不可分，因此，在本研究工作的基础上，统筹考虑自然、社会和经济因素的变化对设施农业生产的综合影响，制定更加符合当地实际的设施农业区划和发展规划，是今后有关天山北坡经济带设施农业的重点研究工作之一。

参考文献：References

[1]高浩,黎贞发,潘学标,等.中国设施农业气象业务服务现状与对策[J].中国农业气象,2010,31(3):402-406.

Gao H,Li Z F,Pan X B,et al.Situation and countermeasures to agro-meteorological services on controlled environment agriculture in China[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2010,31(3):402-406.(in Chinese)

[2]张亚红,陈青云.中国大陆园艺设施气候区划方法研究[J].农业科学研究,2005,26(4):1-6.

A study on methods of greenhouse climatic regionalization in China[J].Journal of Agricultural Sciences,2005,26(4):1-6.(in Chinese)

[3]张亚红,陈青云.中国温室气候区划及评述[J].农业工程学报,2006,22(11):197-202.

Zhang Y H,Chen Q Y.Greenhouse climatic zoning and its commentary in China[J].Transactions of the CSAE,2006, 22(11):197-202.(in Chinese)

[4]姚益平,苏高利,罗卫红,等.基于光热资源的中国温室气候区划与能耗估算系统建立[J].中国农业科学,2011,44(5): 898-908.

Yao Y P,Su G L,Luo W H,et al.A photo-thermal resources based system for greenhouse climate zonation and energy consumption estimation in China[J].Scientia Agricultura Sinica,2011,44(5):898-908.(in Chinese)

[5]邱宝剑,卢其尧.农业气候区划及其方法[M].北京:科学出版社,1987:1-72.

Qiu B J,Lu Q Y.The method of agricultural climate division[M].Beijing:Science Press,1987:1-72.(in Chinese)

[6]陈端生.从能源消耗探讨我国加温温室的合理布局问题[J].中国农业气象,1988,9(2):39-41.

Chen D S.Discussion of China's warming greenhouse rational distribution from the energy consumption[J].Chinese Journal of Agrometeorology,1988,9(2):39-41.(in Chinese)

[7]陈端生,徐师华,刘步洲.我国加温温室蔬菜生产合理布局探讨[J].农业工程学报,1985(11):36-42.

Chen D S,Xu S H,Liu B Z.An approach to the reasonable layout of heating greenhouse in China[J].Transactions of the CSAE,1985(11):36-42.(in Chinese)

[8]张明洁,赵艳霞.日光温室气候适宜性研究:以北方地区为例[J].中国农业资源与区划,2012,33(5):40-48.

Zhang M J,Zhao Y X.The study on the climate suitability of solar greenhouse:a case study of northern China[J].Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2012,33(5):40-48.(in Chinese)

[9]张明洁,赵艳霞.北方地区日光温室气候适宜性区划方法[J].应用气象学报,2013,24(3):278-286.

Zhang M J,Zhao Y X.The climate suitability zoning method of the solar greenhouse in the northern of China[J].Journal of Applied Meteorological Science,2013,24(3):278-286.(in Chinese)

[10]新疆维吾尔自治区统计局.2014年新疆统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2015:81-157.

Statistics Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region. Xinjiang statistical yearbook 2014[M].Beijing:China Statistics Press, 2015:81-157.(in Chinese)

[11]徐德源.新疆农业气候资源及区划[M].北京:气象出版社,1989:1-61,147-157.

Xu D Y.Xinjiang Agro-climatic resources and divisions[M]. Beijing:Meteorological Press,1989:1-61,147-157.(in Chinese)

[12]新疆维吾尔自治区统计局.2012年新疆统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2014:85-166.

Statistics Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region.Xinjiang statistical yearbook 2012[M].Beijing:China Statistics Press,2014:85-166.(in Chinese)

[13]李景林,张山清,普宗朝,等.近50a新疆气温精细化时空变化分析[J].干旱区地理,2013,36(2):228-237.

Li J L,Zhang S Q,Pu Z C,et al.Spatial-temporal variation of seasonal and annual air temperature in Xinjiang during 1961-2010[J].Arid Land Geography,2013,36(2):228-237.(in Chinese)

[14]张山清,普宗朝,李景林.近50年新疆日照时数时空变化分析[J].地理学报,2013,68(11):1481-1492.

Zhang S Q,Pu Z C,Li J L.The spatial-temporal variation of sunshine duration in Xinjiang during 1961-2010[J].Acta Geographica Sinica,2013,68(11):1481-1492.(in Chinese)

[15]何毅,杨太保,陈杰,等.1960-2013年南北疆风速变化特征分析[J].干旱区地理,2015,38(2):249-259.

He Y,Yang T B,Chen J,et al.Analysis of wind speed variation characteristics in the northern and southern Xinjiang during 1960-2013[J].Arid Land Geography,2015,38(2):249-259.(in Chinese)

[16]普宗朝,张山清,李景林,等.近50年新疆冬季热量资源时空变化[J].干旱地区农业研究,2014,32(2):40-46.

Pu Z C,Zhang S Q,Li J L,et al.Spatial-temporal variation of heat resources in winter of Xinjiang near 50 years[J]. Agricultural Research in the Arid Areas,2014,32(2):40-46.(in Chinese)

[17]张山清,普宗朝,李景林,等.1961-2010年新疆季节性最大冻土深度对冬季负积温的响应[J].冰川冻土,2013, 35(6):1419-1427.

Zhang S Q,Pu Z C,Li J L,et al.Response of the maximum depth of seasonal freezing to the cumulated negative temperature in Xinjiang[J].Journal of Glaciology and Geocryology,2013,35(6):1419-1427.(in Chinese)

[18]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社,2007:40-67

Wei F Y.Modern technology of climate statistical diagnosis and prediction[M].Beijing:China Meteorological Press, 2007: 40-67.(in Chinese)

[19]普宗朝,张山清,李景林,等.1961-2010年新疆不同保证率极端最低气温变化分析[J].中国农业气象,2014,35(1):10-16.

Pu Z C,Zhang S Q,Li J L,et al.Analysis of different guarantee rate extreme minimum temperature variation in Xinjiang during 1961-2010[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2014,35(1):10-16.(in Chinese)

[20]张山清,普宗朝,李景林,等.气候变化对新疆红枣种植气候区划的影响[J].中国生态农业学报,2014,22(6):713-721.

Zhang S Q,Pu Z C,Li J L,et al.Impact of climate change on the division of jujube planting zones in Xinjiang[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture,2014,22(6):713-721.(in Chinese)

[21]普宗朝,张山清,吉春容,等.气候变化对新疆哈蜜瓜种植气候区划的影响[J].气候变化研究进展,2015,11(2):115-122.

Pu Z C,Zhang S Q,Ji C R,et al.Impacts of climate change on melon-planting zoning in Xinjiang in 1961-2013[J]. Advances in Climate Change Research,2015,11(2): 115-122. (in Chinese)

Impact of Climate Change on Facility Agriculture Climatic Suitability in Economic Belt on North Slope of Tianshan Mountains in Xinjiang

ZHANG Shan-qing1, PU Zong-chao2, LI Xin-jian1, JI Chun-rong1, FU Wei-dong1, GONG Heng-rui2, PU Jie2

(1.Xinjiang Agro-meteorological Observatory,Urumqi 830002, China；2.Urumqi Meteorological Bureau of Xinjiang, Urumqi 830002)

Winter was cold and long, sunshine hours were less and gale days were more in economic belt on north slope of Tianshan Mountains(EBNSTM) in Xinjiang Uygur Autonomous Region, the climate conditions are unfavorable to facility agriculture. It has great significance, study on the impact of climate change on climate suitability of facility agriculture, to adapt to climate change, scientific arrangements layout and made development planning for facility agriculture in EBNSTM. In this article, using climatic data from 35 meteorological stations in EBNSTM during 1961-2014, the fundamental spatial-temporal change characteristic of negative accumulated temperature of ≤0℃, sunshine hours from Dec. to next Feb. and gale days from Oct. to next Apr. were analyzed by using the methods of linear regression, accumulative anomaly, T-test and mixed spatial interpolation technology based on ArcGIS. And the change of facility agriculture climatic suitability was studied by combining with the climate division indices obtained through the actual investigation. The main results were as the follows:climatic conditions was very obviously different in different regions of EBNSTM, generally, negative accumulated temperature of ≤0℃ were more in alpine zones, followed by plain area, mid-mountain and low mountain zones were less. Sunshine hours from Dec. to Feb were more in mid-mountain and low mountain zones, alpine zones and plain area were less. Gale days from Oct. to Apr. were more in mountain valley areas, were less in mountain and plain areas. In recent 54 years, the three indicators showed a decreasing trend at the rates of -50.67℃·d·10y-1, -20.52h·10y-1and -1.31d·10y-1, and they had mutation in 1988, 1987 and 1987respectively.Under the joint effects of the above-mentioned climate factors, the areas of suitable area and sub-suitable area expanded 14466.0km2and 4929.7km2respectively, but the areas of unsuitable area decreased by 19395.6km2after 1988 than before in EBNSTM of Xinjiang.

Negative accumulated temperature of ≤0℃; Sunshine hours from Dec. to next Feb.; Gale days from Oct. to next Apr.; Climate change; Facility agriculture; Economic belt on north slope of Tianshan Mountains(EBNSTM); ArcGIS

10.3969/j.issn.1000-6362.2016.05.001

2016-03-28**

。E-mail: puzongchao@163.com

国家重大科学研究计划项目（2012CB956204）；国家自然科学基金（41375122；31260312）；新疆气象局科研项目（MX201512）；中央级公益性科研院所基本科研业务费（IDM201201）；科技部农业科技成果转化资金（2013GB24160633）

张山清（1966-），女，高级工程师，主要从事气候变化与农业气象研究。E-mail:zhangshanqing-66@163.com