彭水农业气候资源分析

2018-05-14海川向果向涛

安徽农业科学 2018年23期

海川向果向涛

摘要 [目的]全面分析重庆市彭水农业气候资源。[方法]利用重庆市彭水1981—2010年的气温、降水量、日照时数等气象观测资料，采用线性倾向估计、距平等统计分析方法，对近30年来彭水农业气候資源的特征进行了分析。[结果]近30年彭水气温整体呈上升趋势，高温天气有所增多。年降水量相对波动较大，具有明显的年际变化特点；春季的降水量整体呈上升趋势，夏季的降水量比较平稳，秋、冬季的降水量有减少趋势。日照时数在增加，热量较为充分。[结论]该研究为当地农业生产和农业结构调整提供气象决策依据。

关键词农业气候资源；变化特征；彭水

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）23-0126-05

Abstract [Objective] The research aimed to comprehensively analyze the agricultural climate resources of Pengshui in Chongqing.[Method]Based on the meteorological observation data such as temperature， precipitation and sunshine hours of Pengshui in Chongqing from 1981 to 2010， the characteristics of agricultural climate resources in Pengshui in the past 30 years were analyzed by statistical analysis methods such as linear tendency estimation and distance.[Result]In the past 30 years， the temperature of Pengshui had generally increased， and the hot weather had increased.The annual precipitation was relatively fluctuating and had obvious characteristics of interannual variation； the precipitation in spring was generally on the rise， the precipitation in summer was relatively stable， and the precipitation in autumn and winter was decreasing.The sunshine hours was increasing and the heat was more abundant.[Conclusion]The study provides a basis of meteorological decision-making for local agricultural production and agricultural restructuring.

Key words Agricultural climate resources； Change characteristic；Pengshui

农业气候资源是指能为农业生产提供物质和能量的气候条件，包括降水和日照时数等，即指生长期的长短、总热量和降水的多少及其在年内和年际间的分配与变化。农业气候资源要素的质量、数量的多寡及其配合情况的不同，在一定程度上决定了一个地区农业生产的结构和布局、作物种类和品种、耕作制度等，这些最终将影响农业产量的高低及其产品质量的优劣[1-7]。彭水苗族土家族自治县地处重庆市东南部

（107°48′～108°36′E、28°57′～29°51′N），处乌江下游，北连石柱土家族自治县，东北接湖北省鄂西土家族苗族自治州利川市，东连黔江区，东南接酉阳土家族苗族自治县，南邻贵州省沿河土家族自治县、务川仡佬族苗族自治县，西南连贵州省道真仡佬族苗族自治县，西连武隆区，西北与丰都县接壤。彭水县东西宽78 km，南北长96.40 km，水陆边界线总长414.90 km，幅员面积3 905.22 km.2，位置处于武陵山区，居长江一级支流乌江下游；大部位于盆周山地及盆缘斜坡区，河溪深切，坡陡谷深，地质构造复杂，江河纵横，水系发达，乌江自西南向东北贯通全县。地势从南北向河谷方向倾斜，形成南北高、中间低、地形起伏较大的地貌景观，“两山夹一槽”是彭水地貌的主要特征。由于地形复杂，所以气候存在多样性。气候资源是生产力，合理开发、利用、保护和管理气候资源，加强对气候资源变化的研究和气候资源的综合利用，有利于当地农业和经济的发展[8-12]。

彭水农副产品资源充足，是全国烤烟标准化种植示范县，也是重庆市100万草食牲畜基地县、重庆市森林资源大县。近年来立足生态保护区功能定位，以脱贫攻坚为统揽，以推进农业供给侧结构性改革为主线，加快推进农业转型升级和城乡一体化发展，推动农业增效、农民增收、农村增绿，促进农业发展、从村繁荣，强力推动“4+2”特色主导产业发展。笔者利用重庆市彭水1981—2010年的气温、降水量、日照时数等气象观测资料，采用线性倾向估计、距平等统计分析方法，对近30年来彭水农业气候资源的特征进行了分析，旨在全面分析重庆市彭水农业气候资源，以便更好地防灾减灾、趋利避害，为当地农业生产和农业结构调整提供气象决策依据。

1 资料与方法

选取的气候资料包括日平均气温、月平均气温、年平均气温、四季气温、极端最高气温、极端最低气温、积温、逐月降水量、逐年降水量、逐月日照时数等，均由重庆市气象局提供。历史多年平均气象资料选取1981—2010年气象资料。采用线性倾向估计、累积距平等方法对气象数据进行处理。季节划分为春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）。

2 结果与分析

2.1 气温变化特征

2.1.1 日平均气温。据历年资料统计得出，从1月1日开始，日平均温度基本上都在6.0 ℃以上，3月4日开始日平均温度可达10.0 ℃，4月14日开始日平均温度可达17.0 ℃，4月28日开始日平均温度可达20.0 ℃，10月4日开始日平均温度降至20.0 ℃以下。日极端最高温度为42.5 ℃（出现在2006年8月15日），6月下旬至9月中旬极端最高温度均可达30.0 ℃以上。极端最低温度为-1.3 ℃（出现在1984年12月24日），1月下旬均可出现日极端最低温度在0 ℃以下。

2.1.2 年平均气温。从表1可看出，近30年彭水年平均气温为17.5 ℃，最热月为8月，平均温度为27.3 ℃，最高年份可达30.0 ℃；最冷月为1月，平均温度为7.0 ℃。各月历年平均气温为7.0～28.0 ℃。

从30年年平均气温看，彭水年平均气温为17.5 ℃，2006年最高，达18.5 ℃，1996年最低，仅为16.7 ℃，最高和最低之间相差1.8 ℃。20世纪80和90年代基本处于17.5 ℃左右，每个年代仅有2年大于或小于17.0 ℃，分别是1984年16.9 ℃、1990年18.2 ℃、1996年16.7 ℃、1998年18.0 ℃。而进入21世纪，年平均气温明显升高，其中2002、2003、2004、2005年年平均气温稳定在17.8 ℃，10年中有9年高于多年年平均气温。分析线性趋势可见，近30年彭水年平均气温呈上升趋势，上升速率约为0.210 ℃/10 a（图1），并且通过了信度为0.01的相关性检验。近30年来年平均气温大体可以分为4个变化阶段： 1981—1990年的升温阶段，气温由1981年的17.6 ℃上升至1990年的18.2 ℃，上升幅度为0.6 ℃，这阶段的平均气温为17.4 ℃，低于多年平均值；1991—1993年的降温阶段，气温从18.2 ℃下降至17.1 ℃，下降了1.1 ℃，这一阶段的平均气温为17.4 ℃，也低于多年平均气温；1994—2007年的升温阶段，平均气温上升至18.5 ℃的同时，气温倾向率远大于多年气温变率，表明气温正处于相对偏暖期，升温趋势十分明显；2008—2010年的降温阶段，平均气温从18.5 ℃下降至17.3 ℃，又是一个缓慢下降的过程。由此可见，20世纪80年代和90年代初期年平均气温基本处于多年平均值以下，属气温偏低时期；90年代中后期—2007年，大部分年份年平均温度在多年平均值之上，基本处于偏暖时期；2008—2010年年平均气温又有下降的趋势。

2.1.3 四季气温。

从表2可看出，12个月气温倾向率全为正值都是呈上升趋势。上升最明显的应该是3月份，其次是2月份（升温率为0.674 ℃/10 a），多数的极端高温天气都出现在7、8月份，夏季气温偏高。从四季气温变化情况看，春、秋、冬季的增温相对较明显，尤其是春季，通过了0.05的信度检验。夏季增温幅度不大，绝大部分是因为8月份升温不明显，导致整个夏季增温不明显，而单独看6月，7月份的大幅增温会使气温跃升到一个较高的水平。冬季气温变化的情况也比较复杂，整体增温幅度不大。1月份略微上升，而2月份增温相当明显，同时也通过了0.05的信度检验。

2.1.4 高低气温。近30年彭水极端低温情况变化不是很明显，在整体温度上升的一个大背景下，极端低温的出现是逐年代减少：20世纪80年代出现低于10.0 ℃的天数最多，达到1 176 d，90年代减少了13 d，而2001—2010年比80年代更是减少了110 d（表3）；2000年以来，极端低温状况有所缓解，均值较90年代上升了0.4 ℃，同时，极端低温出现最频繁的12月和1月的月平均气温分别以0.236和0.062 ℃/10 a的变率在变化，相对于整体气温的大幅上升，冬季这2个月的温度变化可以说是维持相对稳定，变化不大。年最低气温的常年均值为0.3 ℃，1981—2010年有较明显的上升趋势，上升速率约为0.250 ℃/10 a。

相对于低温状况，表4的高温状况可以更明显地反映彭水极端高温的变化情况。大于30 ℃以上天数、大于35 ℃以上天数以及大于40 ℃以上天数，20世纪80年代以来天数明显增多，尤其是大于40 ℃天数，80年代只有8 d，而2001年以来已经有22 d的记录了，可见极端高温天气在彭水发生的频率越来越大。

根据每年极端气温、平均气温的最高最低值以及每日最高最低气温值，得到了彭水气温变化幅度的一个年代际变化情况。从表5可以看出，平均年极端温差以一个比较平稳的幅度在不断上升，这与极端高低温的变化情况是一致的，而其中极端高温起的作用应该是很大的。平均气温日较差也是逐年代增加的，80年代和90年代均为7.3 ℃，2001年以来已经上升到7.7 ℃。

2.1.5 积温。

积温与农作物生长有着密切的关系，农作物对积温有着一定的要求[13]。根据逐日平均气温资料进行相关处理，得到各年≥10 ℃的活动积温。从图2可以看出，近30年来彭水年积温总体的趋势是增加的，变率达100（℃·d）/10 a，而且通过了信度为0.01的相关性检验。比较明显的上升发生在20世纪80年代末期，形成一个峰值（6 084.0 ℃·d左右），1990年峰值开始下降，一直降至1996年的5 366.5 ℃·d（30年最低值），期间年积温都在均值（5 834.7 ℃·d）上下波動；随后积温一路回升，极大值出现在2007年（6 166.4 ℃·d），2000年以后有9年年积温都处于多年平均值以上，这与年平均气温的变化情况完全一致。

2.2 降水量变化特征

2.2.1 月降水量。

经分析，彭水11月—次年3月月降水量都在55.0 mm以下，其中5—8月月降水量均可达到150.0 mm以上。降水量最多的月份在6—7月，多年月平均降水量接近200.0 mm。1月降水量仅为22.2 mm，4月后逐渐增多，可达到108.0 mm以上，7月最大降水量可达200.0 mm以上，10月后降水量又趋于下降，其中7月平均降水量最大，为198.1 mm，12月仅21.6 mm。

2.2.2 各季降水量。从表6可看出，夏半年（5—10月）降水量为923.8 mm，占全年的76.6%；冬半年（11月—次年4月）为281.3 mm，占全年的23.4%。其中又以夏季降水量最多，为535.4 mm，占年总降水量的44.4%；春季次之，为331.1 mm，占全年的27.4%；冬季最少，仅为73.9 mm，占全年的6.1%。

可见，近30年彭水降水干雨季节分明，冬干、夏雨多。

2.2.3 年降水量。从图3可看出，近30年来彭水年降水量线性变化趋势不明显（未能通过0.05水平的显著性检验），而相对波动较大，具有明显的年际变化，年平均降水量为1 206.6 mm，其中年最多降水量为1 707.1 mm，出现在1984年，年最少降水量为832.5 mm，出现在2006年，两者相差874.6 mm。从5年滑动平均来看，降水偏少期为1989—1996年和2006、2009年，而降水偏多期为20世纪80年代前中期和2000年前后，其他年份相对较稳定。

2.2.4 四季降水量。从图4可以看出，春季降水量整体呈

上升趋势（变率为24.5 mm/10 a），尤其是20世纪90年代初期

开始到21世纪初期，一直以较平稳的趋势在上升，之后维持稳定，也正是90年代初期的上升，春季降水量进入21世纪以后一直在多年平均值（331.1 mm）之上做相对平缓的波动。夏季降水情况与年降水量的变化情况大致相同，波动较大，20世纪80年代出现一个降水峰值，在90年代中期存在一个峰值，之后开始下滑，进入21世纪后，降水波动趋于减少，且低于多年平均值（377.5 mm），整體夏季降水还是呈减少趋势（变率为-16.2 mm/10 a）。秋季降水一直在多年平均值上下波动，变化幅度不是很明显。冬季降水也是呈现减少趋势（变率为-3.4 mm/10 a）。

2.3 日照时数变化特征

2.3.1 月变化。彭水光照充足，年平均日照总时数为888.3 h，最多年为1 121.4 h（2006年），最少年为713.7 h（1996年）。从表7可看出，在3、4、10、11月平均日照时数为47～76 h，5、9月日照时数较大，可达95.0 h左右，7—8月最大日照数可达130.0 h以上，而12月—次年2月冬季日照时数最少，仅为30.0 h左右。而充裕的光照资源有利于农业生产及各种农作物的生长发育[14-15]。

2.3.2 年代际变化。从图5可以看出，近30年彭水年日照时数波动较大，极大值是2006年的1 121.4 h，而极小值出现在1996年的713.7 h，两者相差407.7 h。日照时数整体呈上升趋势，尤其是2000年以来，10年中有2年的日照时数出现历史极大值，变化也相对趋于稳定，最近几年一直在均值下徘徊。20世纪80年代、90年代以及2000年以来各年代年平均日照时数分别为889.0、866.0、1 000.0 h，可见最近10年相对于前20年，日照时数的增加是比较显著的。

图6是日照时数距平曲线，更能反映日照时数的年际变化，从图中可以看出，20世纪80年代—90年代中期日照时数处于比较平稳阶段，90年代中期—21世纪初日照时数不断下降，2001年以后开始回升。

2.3.3 季变化。从表8可看出，近30年彭水春、夏、冬季日照时数在20世纪90年代都较80年代偏少，在多年平均值以下。夏季相对变化最大，90年代相对80年代急剧下降，而21世纪以来日照时数上升但仍在均值以下。

3 结论

（1）近30年彭水年平均气温为17.5 ℃，极端最高气温为42.5 ℃，极端最低气温为-1.3 ℃。30年年平均气温整体呈上升趋势，可分为4个变化阶段，即1981—1990年的升温阶段、1991—1993年的降温阶段、1994—2007年的升温阶段、2008—2010年的降温阶段。春、秋、冬季的增温相对较明显，尤其是春季，夏季增温幅度不大。极端低温情况变化不是很明显，但是逐年代减少；极端高温情况是逐年代增多。平均气温日较差也是逐年代增加的。年积温总体的趋势是增加的。

（2）近30年彭水降水量最多的月份在6—7月，多年月平均降水量接近200.0 mm。夏季降水量最多，约占年总降水量的50%，而冬季降水量不足年总降水量的10%。年平均降水量为1 206.6 mm，年降水量相对波动较大，具有明显的年际变化特点。春季的降水量整体呈上升趋势，夏季的降水量比较平稳，秋、冬季的降水量有减少趋势。

（3）近30年彭水年平均日照总时数为888.3 h，整体呈上升趋势，最近10年相对于前20年，日照时数的增加是比较显著的。20世纪80年代—90年代中期日照时数处于比较平稳阶段，90年代中期—21世纪初日照时数不断下降，2001年以后开始回升。四季中，春、夏、冬季在20世纪90年代都较80年代偏少，在多年平均值以下。

（4）彭水主要气候特点是：气候温和，雨量充沛多集中，光照偏少云雾多，春来较早多夜雨，夏季炎热伏旱较多，秋季凉爽而多绵雨，冬无严寒而少霜雪。无霜期长，具有典型的季风气候特征，同时立体气候特征明显。据统计，彭水地区多年平均气温17.5 ℃，常年平均降雨量1 206.6 mm，年均日照时数888.3 h，年均蒸发量951.3 mm。

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