张北近60年作物生长季气候资源变化分析

闫慧敏　刘星燕　郭金河　田晶　赵斌　王宏　郝悦竹

摘要 为了找出张北作物生长季气候资源变化特征，以期为张北农业生产提供气候理论依据，利用1960—2019年张北气象资料，分析张北作物生长季（5—9月）气候资源变化特征。结果表明：1960—2019年，张北5月份降水量呈上升趋势，6—8月呈下降趋势，9月呈上升趋势;1960—2019年，5月、6—8月和9月的平均气温均呈上升趋势，近40年上升趋势更明显;1961—2019年作物生长季，张北日照时数呈下降趋势，但近16年日照时数呈上升趋势。

关键词 张北;作物生长季;水资源;热量资源;光资源;变化趋势

中图分类号：S162 文章标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）06–0–02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.039

张北县地处河北省西北部，海拔跨度为1 300～2 128 m，北中部地势平坦，向西北渐低，属坝上高原区，内蒙古高原南缘。张北具有四季分明、昼夜温差大、光照充足等特点[1]。张北的农业生产以大田作物为主，近年来围绕市场需求，加大了甜菜、马铃薯、藜麦以及绿色蔬菜的推广种植，绿色、有机农产品逐渐叫响全国。

气候与农业息息相关，气候资源的变化往往决定着农业结构的调整[2]。IPCC第五次评估报告指出，气候变化仍然呈现全球增暖趋势[3]。本研究试图在大的气候背景下，分析张北作物生长季（5—9月）的气候资源变化，以期为张北农业种植结构的调整提供气候理论依据。

1 资料与方法

1.1 资料

研究资料来自张家口市气象局资料室，选取张北国家基准气候站数据，时间序列为1960—2019年，气象要素为月降水量、月平均气温及月日照时数等。作物生长季为5—9月，以1960—2019年60年平均值作为气候要素平均值。

1.2 统计方法

先做張北年际气象要素变化曲线，再用线性回归方程y（x）=k0+k1x拟合气象要素序列。其中y为拟合值，x是时间序列（x=60）。另外，倾向系数k1，由最小二乘法求得。

1.3 干旱标准

采用《旱情等级标准》SL424—2008中的降水距平百分率旱情等级标准对张北的旱情进行评估（表1）。

2 水资源条件分析

2.1 近60年张北月平均降水量分布特点

张北全年降水量主要集中在作物生长季，5—9月降水量占全年的86%。7月最多，1月最少（图1）。

2.2 近60年作物生长季张北降水量变化趋势

根据资料统计分析，1960—2019年，张北作物生长季平均降水量为333.3 mm，1978年最多，为498.9 mm，2009年最少，为216.3 mm。

（1）近60年，张北5月份降水量呈上升趋势，倾向率为1.80 mm/10年，其中1960—1969年5月份平均降水量为22.6 mm，2010—2019年5月份平均降水量为38.7 mm（图2a）。根据表1的划分标准，1993年和2013年为严重干旱;1965年、1968年、1983年、1999年、2001年和2002年为中度干旱;1964年、1969年、1971年、1984年、1992年和2008年为轻度干旱。按降水量距平百分法评估，张北近18年没有出现中度以上干旱。

5月份，张北正处于农作物播种、出苗或幼苗发育阶段。5月份发生干旱对适时播种会有影响，春种旱地作物有时会缺苗断垄，影响春种作物后期的生长发育。张北近60年5月份降水的上升趋势，对农作物非常有利。

（2）张北6—8月降水量呈下降趋势，倾向率为7.79 mm/10年，其中1960—1969年平均季降水量为265.8 mm，2010—2019年降水量为232.8 mm（图2b）。根据表1的划分标准，1989年和2015年为中度干旱年份，1997年、2002年、2006年和2009年为轻度干旱。达轻度干旱以上的年份，均出现在1997年以后。

6—8月份是张北农作物分蘖、抽穗、拔节、乳熟等需水旺盛期，抗旱能力较弱，出现干旱会造成作物的大量减产和品质不足。张北近60年夏季降水量的下降趋势，对作物生长极为不利。

（3）张北9月份降水量呈上升趋势，倾向率为3.62 mm/10年，其中1960—1969年9月份平均降水量为38.6 mm，2010—2019年平均降水量为59.0 mm（图2c）。按表1的划分标准，1965年和1988年为严重干旱;1962年、1979年和1984年为中度干旱;1963年、1964年、1966年、1981年、1985年、1994年、1998年、2000年、2006年和2013年为轻度干旱年份。

9月份，张北大部分农作物处于干物质积累过程，降水不足，会造成减产和品质降低，但降水过多，会造成部分作物返青，霜冻前不能成熟。张北近60年9月份降水量的上升趋势，对不同农作物的利弊也会有差异。

3 热量资源分析

1960—2019年，张北作物生长季平均气温为15.5℃，2017年最暖，为17.4℃，1976年最冷，为13.9℃。

（1）1960—2019年，张北5月、6—8月和9月的平均气温均为上升趋势，倾向率分别为0.29℃/10年、0.37℃/10年和0.32℃/10年（图3a）。

近40年（1980—2019年），张北5月、6—8月和9月的月平均气温上升趋势更明显，倾向率分别为0.36℃/10 年、0.45℃/10年和0.57℃/10年。

（2）5月和9月分别是张北初霜冻和终霜冻致灾的多发月份，两个月份月平均气温的上升趋势对初霜冻和终霜冻的灾害防御非常有利。近40年，9月份气温的上升趋势最为明显，但近10年比前期有回落迹象，2010—2019年与2000—2009年两个时间段相比，平均气温下降了0.3℃（图3b）。

4 光资

1961—2019年，张北作物生长季平均日照时数为1 306.9 h，1980年最长，为1 479.7 h，1976年最短，为1 127.1 h。

1961—2004年5月、6—8月和9月，日照时数均呈下降趋势，6—8月下降趋势最明显，倾向率为-13.30/10年（图4a）;2004—2019年变化趋势正好相反，5月、6—8月和9月日照时数均呈上升趋势，6—8月上升趋势最明显，倾向率为54.20/10年（图4b）。

日照充足是张北气候的一大特点，从近16年的日照变化曲线来看，张北更适合种植或引种喜光作物。

5 结语

1960—2019年，张北5月份降水量呈上升趋势，6—8月呈下降趋势，9月份呈上升趋势，倾向率分别为1.80 mm/10年、7.79 mm/10年和3.62 mm/10年。5月份降水的增加趋势，对农作物非常有利，6—8月的下降趋势对作物生长极为不利。

近60年，张北1960—2019年5月、6—8月和9月的平均气温均呈上升趋势，倾向率分别为0.29℃/10年、0.37℃/10年和0.32℃/10年。1980—2019年张北生长季平均气温的上升趋势更明显，5月、6—8月和9月的倾向率分别为0.36℃/10年、0.45℃/10年和0.57℃/10年。5月和9月是张北霜冻致灾的多发月份，两个月份月平均气温的上升趋势，对初霜冻和终霜冻的灾害防御非常有利。

张北1961—2004年作物生长季日照时数呈下降趋势，6—8月下降趋势最明显，倾向率为-13.30/10年;2004—2019年日照时数的变化趋势却呈上升趋势，6—8月上升趋势较为明显，倾向率为54.20/10年。近16年的日照变化曲线表明，张北更适合种植喜光作物。

参考文献

[1] 贾金才，杨颖辉，王亚荣.张北县藜麦产业发展现状分析[J].农业与技术，2020，40（5）：29–30.

[2] 李晔，李炳军.区域农业结构的调整与优化研究[J].农业系统科学与综合研究，2010，26（2）：214–217.

[3] 候戚，朱晓金，姜彤.IPCC第五次评估报告对跨区域影响的新认识[J].气候变化研究进展，2014，10（3）：191–196.

责任编辑：黄艳飞

Analysis on Climate Resource Change in the Crop Growing Season of Zhangbei in the Last 60 Years

YAN Hui-min et al （Meteorological Bureau of Zhangjiakou， Zhangjiakou， Hebei 075000）

Abstract In order to find out the characteristics of climate resources of crop growing season in Zhangbei， to provide climatic and theoretical basis for agricultural production of Zhangbei. Using Meteorological Data of Zhangbei from 1960 to 2019， analyze the characteristics of climate resources of crop growing season （from May to September） in Zhangbei. The results show that： from 1960 to 2019， the precipitation in Zhangbei in May showed an upward trend， from June to August showed a declined trend， and in September it showed an upward trend. From 1960 to 2019， the average temperature increased in May， June - August and September， the upward trend was more pronounced in recent 40 years. In the crop growing season during 1960～2019， the sunshine hours in Zhangbei decreased， but it showed an upward trend in recent 16 years.

Key words Zhangbei; Crop growing season; water resource; Heat resources; Light resources; Variation trend

作者簡介 闫慧敏（1981–），女，河北张北人，助理工程师，主要从事气象事务工作。

收稿日期 2020–06–16