大同市近40年农业热量资源变化特征

李效珍，李腊平，张 勋，孙梦霞，李小强

（大同市气象局，山西大同 037010）

0 引言

作物的生长需要一定的热量条件，不同作物对热量条件的要求有明显差异，根据不同品种农作物和不同生育期生长发育的下限温度与适宜温度称作农业界限温度，相应时段的积温是鉴定一地农业生产热量的重要指标。日平均气温≥0℃积温表示作物可能利用的热量，日平均气温≥10℃积温表示各种作物生长期内热量供应的可靠指标。我国学者在积温方面做了大量研究，殷雪莲［1］指出河西走廊中部≥10℃界限温度总体表现为初日提前、终日推后、持续日数延长、积温增加的趋势，孟艳灵［2］等指出：1960—2014年晋陕蒙地区日平均气温稳定≥10℃积温总体呈上升趋势，上升趋势最明显的区域分布在山西大同南部-忻州中东部-阳泉地区，其气候倾向率均大于100℃·d·10a-1，最高值为252.82℃·d·10a-1，在气候变暖背景下大同市热量资源究竟发生了怎样的变化，有待于进一步研究，以利于适应全球气候变化，达到资热量资源利用最大化，实现农业增产增收的目的。

1 资料与方法

资料来源于大同市气象局资料档案室，所用资料为大同市所辖8县区观测站资料，资料起止时间为1981—2019年，所用历年平均值为1981—2010年均值；用Excel、线性趋势法、M-K统计法分析相关资料，滑动积温为5年滑动积温。

2 结果与分析

2.1 ≥0℃活动积温变化趋势及年代际变化

大同市近40年≥0℃积温总的变化趋势呈显著增加趋势（图略），增加速率为44.42℃·d/10a，通过P＜0.01的显著性检验，≥0℃活动积温的气候平均值为3439.6℃·d。39年的积温最大值出现在1998年为3724.2℃·d，比多年平均值偏多284.6℃·d，最小值出现在1992年为3255.9℃·d，比常年平均值偏少183.7℃·d，最大值与最小值相差468.3℃·d。从积温的水平分布看，西部左云积温较低，平均为3120.3℃·d，广灵、灵丘、阳高积温较高，平均在3500℃·d以以上，0℃积温自西向东增加。

全市滑动通过0℃初日总的变化趋势呈提前趋势（图略），提前速率为2.8 d/10a，通过了p＜0.05的显著性检验。平均为3月18日，其空间分布特征为自西向东提前，最早初日为2月24日，出现在2019年灵丘县，最晚初日为4月11日，出现在1993年云州区、左云、浑源、广灵四县区。全市滑动通过0℃终日总的变化趋势呈弱的推后趋势（图略），平均为11月8日，终日最晚为11月25日，出现在2006年浑源县，终日最早为10月21日，出现在1981年浑源县。≥0℃初终间持续日数总的变化趋势呈延长趋势（图略），趋势率为4.6 d/10a，通过 P＜0.01的显著性检验，持续日数介于226～243 d，全市平均为236 d。

大同市近40年≥0℃活动积温的10年代际变化总的趋势呈增加趋势（图略），2011年以来积温达到最大为3572.4℃·d，平均增长率为76.1℃·d/10a。其中90年代、2000年代增加幅度最大，2011至今增长幅度变缓。

2.2 ≥0℃活动积温突变检验

图1为大同市≥0℃活动积温M－K统计量曲线图（显著性水平α=0.05，u0.05=±1.96；α=0.001，u0.001=±2.56），从F曲线可见，F线1997年以前基本上小于0，1997年以后全部大于0，F曲线整体上呈上升趋势；从1997年开始呈波动式增加趋势，并在2003年F线与B线相交，≥0℃积温在2003年发生突变。之后超过了u0.001的显著性水平界限，一直到近年来上升态势明显，目前仍维持在这一水平上。

图1 大同市1981—2019年≥0℃活动积温M-K统计量曲线

2.3 ≥10℃活动积温

大同市近40年≥10℃活动积温总的变化趋势呈显著增加趋势（图略），增加速率为77.30℃·d/10a，通过P ＜0.01 的显著性检验，历年气候平均值为2908.15℃·d，39年均值为2928.5℃·d。39年≥10℃活动积温最大值出现在1998年为3418.8℃·d，比多年平均值偏高510.6℃·d，最小值出现在1992年为2573.3℃·d，比常年平均值偏低334.8℃·d，最大值与最小值相差845.5℃·d。其中广灵、灵丘≥10℃积温增加速率分别为52.12℃·d/10a、59.24℃·d/10a，低于全市≥10℃积温的增长速率。

大同市近40年≥10℃活动积温的10年代际变化总的趋势呈增加趋势（图略），20世纪达到最大为 3007.7℃·d，其中20世纪90年代增加幅度最大，20世纪增长幅度变缓，2011—2019年略减少。

全市日平均气温滑动通过10℃初日总的变化趋势呈弱的推后趋势（图略），平均为4月27日，其空间分布特征为自西向东推后，最早初日为4月3日，出现在1998年广灵，最晚初日为5月15日，出现在1989年左云。滑动通过10℃终日总的变化趋势呈弱的推后趋势（图略），平均为9月30日，最晚终日为10月21日，出现在2006年市区、左云、广灵、灵丘四县区，最早终日为9月9日，出现在1995年左云。

≥10℃初终间持续日数总的变化趋势呈弱的延长趋势（图略），趋势率为2.3 d/10a，持续日数介于148～167 d，全市平均为160 d。最长196 d，最短128 d.

2.4 ≥10℃活动积温突变检验

图2为大同市≥10℃积温M－K统计量曲线图（显著性水平α=0.05，u 0.05=±1.96；α=0.001，u0.001=±2.56），从F曲线可见，F线1997年以前基本上在0线附近摆动，1997年以后全部大于0，F曲线整体上呈上升趋势；从1997年开始呈波动式增加趋势，并在1997年F线与B线相交，≥10℃活动积温在1997年发生突变。2001年之后超过了u0.001的显著性水平界限，一直到近年来上升态势明显，目前仍维持在这一水平上。

图2 大同市1981—2019年≥10℃活动积温M-K统计量曲线

3 结语

1）大同市近40年≥0℃积温和≥10℃积温总的变化趋势均呈明显的增加趋势，均通过了P＜0.01的显著性检验，增加速率分别为44.42℃·d/10a、77.30℃·d/10a，≥10℃积温增加速率低于孟艳灵提出的100℃·d·10a-1，大同南部的广灵、灵丘增加速率分别为52.12℃·d·10a-1、59.24℃·d·10a-1，亦低于孟艳灵的研究结论。≥0℃和≥10℃初日均呈提前趋势，≥0℃的提前趋势较≥10℃初日明显，≥0℃和≥10℃终日呈弱的推后趋势。≥0℃的初日提前，表明农耕期提前，≥10℃的初日提前，表明春季喜温作物播期或开始生长期提前。

2）≥0℃积温在2003年发生突变，之后超过了u0.001的显著性水平界限，≥0℃活动积温呈加速增加趋势，目前仍维持在这一水平上。≥10℃积温在1997年发生突变，2001年之后超过了u0.001的显著性水平界限.

3）≥0℃和≥10℃的初终间持续日数均呈延长趋势，而≥0℃的初终间持续日数延长趋势明显。以上表明作物生长期延长，热量资源充足，有利于扩大喜温作物的种植面积。