近40年明水县日照时数变化规律及其对农业生产的影响

梁洪艳 冯琦 高长宇 张淑娟 孙成 刘昕

摘要：对明水县1971年～2010年日照时数资料进行统计分析，结果表明： 近40年来，明水县日照时数的年变化、年代际变化及季节变化均呈减少趋势，且减少趋势在变缓。各季节变化差异较大，春季和夏季减少最明显，秋季、冬季变化不明显，80年代日照时数出现突变，日照时数下降达180小时。日照时数的减少对玉米、大豆、马铃薯均有不同程度的影响。

关键词：日照时数；明水县；变化规律；农业生产；影响

中图分类号： S161.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.063

气候变化已引起人们的普遍关注，日照作为太阳活动最重要的表现形式，既是气候变化的主要影响因素，也是气候资源的重要组成部分[1]。它与人类的生产活动、动植物的生长发育密切相关，是气候变化的主要气象要素之一。任国玉[2]等分析1956年～2002年中国日照时数变化，发现全国年平均日照时数具有明显下降趋势。贾金明等[3]、谭友邦等[4]从不同区域尺度对日照时数的气候变化特征进行研究，结果表明，各地日照时数的气候变化特征也有不同。郭军[5]对天津地区近40年日照变化特征的分析也发现其日照时数呈明显的下降趋势。本文旨在通过对明水县近40年日照时数进行统计分析，探求在气候变暖背景下明水县日照时数变化规律及其对农业生产的影响，对充分利用太阳能资源及合理安排明水县农业生产，调整种植结构等提供科学依据。

1 资料和方法

利用1971年～2010年明水县逐年、逐月日照时数资料， 采用线性方法对日照时数变化特征进行分析研究。季日照资料分别为春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12～2月）。

2 结果与分析

2.1 年日照时数变化

明水县年日照时数变化曲线及其线性变化趋势见图1。由图1可知，近40年来明水县年日照时数变化与全国大部分地区基本一致，日照时数变化呈减少趋势，气候变化率为-6.276h/a，2010年比1971年减少232.6小时，平均每年约减少5.8小时，峰值为2874.8小时，出现在1973年；谷值为2211.3小时，出现在2005年，峰值与谷值相差663.5小时。

2.2 日照时数年代际变化

由表1可知，明水县日照时数年代际变化呈减少趋势，日照时数平均每10年减少61.2小时，70年代日照时数偏多，较多年平均值高，其他年代均比多年平均值低，80年代呈明显减少趋势，比70年代减少180.5小时，90年代与80年代相当，进入21世纪较80 、90年代明显减少。

2.3日照时数的季节变化

明水县日照时数的年际变化存在明显的季节差异，图2给出了明水县春（3～5月）、夏（6～8月）、秋（9～11月）、冬（12月～2月）四季日照时数逐年变化曲线。从图2可知，1971年～2010年明水县春、夏、秋、冬各季季日照时数变化趋势与年日照时数变化趋势相同，呈减少趋势，但各季变化情况不尽相同，春季和夏季减少强烈些，秋季和冬季减少比较缓和些，春、夏、秋、冬各季的气候倾向率分别为每10年-23.69、-25.35、-4.0、-4.3小时

2.4 不同季节的日照时数年代际变化

表2是明水县四季不同年代的日照时数平均值，可以看出明水县四季日照时数平均值最高值都出现在20世纪70年代，之后呈下降趋势，并且下降趋势各不相同。春季日照时数的突变发生在20世纪80年代，80年代、90年代变化不大，进入21世纪（2001年～2010年）较90年代明显减少，70年代夏季的日照时数平均值较高，之后日照时数明显下降，并且近30年来变化不大；秋季、冬季日照时数平均值近40年来变化不明显，最高值都出现在70年代，之后呈下降趋势，并且近30年来变化不明显。

2.5近五年日照时数变化分析

明水县2011年～2015年年日照时数依次是：2718.0小时、2415.6小时、2232.5小时、2281.7小时、2235.6小时，2011年日照时数最多，2012年较2011年少303小时，较近三年多近200小时，年日照时数总体呈减少趋势。春季日照时数依次是：786.1小时、736.6小时、707.1小时、682.0小时、674.6小时，2011年至2015年呈逐渐减少趋势。夏季日照时数依次是：725.7小时、661.3小时、495.5小时、558.7小时、565.1小时。2011年最多，2013年最少，近两年略有增多。秋季日照时数依次是：619.2小时、454.6小时、514小时、558小时、584.7小时，2011年最多，2012年最少，近三年略有增多。冬季日照时数依次是：587小时、563.1小时、515.9小时、483小时、411.2小时，与春季变化相同呈逐年减少趋势。

3 日照时数对农业生产的影响

明水县位于黑龙江省西南部，属寒温带大陆性季风气候，季节变化十分明显，气候要素四季变化突出。明水县是农业大县，主要粮食作物有玉米、大豆及马铃薯等，通过上述分析得出，明水县日照时数近40年呈减少趋势，日照时数的减少对这三种作物的生长发育必然会有不同程度的影响。总体上是，日照时数减少导致作物光合作用减少，从而碳水化合物积累减少，最终产量下降。

3.1 日照时数的减少对玉米生长的影响

玉米是喜光作物，由于喜光作物光饱和点较高，所以对太阳能的利用率也较高，生产潜力较大，强光有利于果实和籽粒的生长，产品中的蛋白质、含糖量等都比较高。而明水县玉米生长期主要集中在夏季，从上述分析可以看出明水县夏季日照时数减少十分明显，气候倾向率为-25.35h/10a， 20世纪70年代夏季日照时数为804.6小时减少至703小时，减少了101.6小时，日照时间过短必然影响玉米地正常发育和成熟，光合速率降低，最终产量下降。

3.2 日照时数的减少对大豆生长的影响

大豆是喜光作物，对光照条件好坏反应较敏感，由于大豆花荚分布在植株上部，因此上部各位置叶片都要求得到充足的阳光，以利于叶片进行光合作用，以便将有机养分输送到各部位花荚，才能提高产量。反之光照不足会导致产量下降。

3.3 日照时数的减少对马铃薯生长的影响

马铃薯属喜光作物，对光照的要求敏感。光照充足，特别是在强光下，光合作用增强，制造的有机物质较多，块茎形成较早，产量较高。但生育期间光照不足会使茎叶徒长，植株抗病力削弱。受阴雨天气影响最为严重，马铃薯晚疫病见病时间早、发病普遍，整体产量将大大降低。

4 结语

通过以上分析，得出近40年明水县日照时数变化有以下特点：从日照时数的年际变化来看，20世纪80年代减少幅度最大，较70年代明显减少，之后日照时数减少变得缓和；日照时数的年际变化存在明显的季节差异，春、夏、秋、冬各季节日照时数变化趋势与年日照时数变化相同，呈减少趋势，但各季变化情况不一样，春季和夏季减少强烈些，秋季和冬季减少比较要小些；年日照时数在1983年附近的突变现象显著，表现为日照时数的急剧减少，从70年代的气候多日照时段转变为少日照时段。而日照时数减少的原因有待进一步研究；日照时数的减少将降低农作物的产量与品质，要获得作物优质、稳产、高产，除选育良种和加强病虫害防治外，还必须根据当地的气候特点和变化规律，采取相应的农气技术和措施，才能趋利避害，夺得高产稳产和丰收；近五年日照时数冬、春季变化相同，呈逐年减少趋势，这可能与大气污染有关，这两个季节正值北方取暖季，烟幕天气较多，但其具体原因有待进一步研究。

参考文献

[1]伍红玉，等.近48年华南日照时数的变化特征[J].中山大学学报，2011.79（06）：120-125.

[2]任国玉，郭军，等.近50年中国地面气候变化基本特征[J].气象学报，2005，63（06）：942-952.

[3]贾金明，吴建河，等.多时间尺度日照变化特征及成因分析[A].中国气象学会2006年年会“气候变化及机理和模拟”分会场论文集[C]：2006年.

[4]谭友邦，谢利娟.内江市近40年日照变化的统计特征[J].气象，1996，22（10）：27-30.

[5]郭军，任国玉.天津地区近40年日照时数变化特征及其影响因素[J].气象科技，2006，34（04）：415-420.

作者简介：梁洪艳，硕士，明水县气象局，高级工程师，研究方向：气候与农业。