铁岭市极端气温变化趋势及对农作物生长影响研究

庞丽英 庞立洁 张明哲 董震元

(辽宁省铁岭市气象局，辽宁 铁岭 112608)

引言

IPCC第五次评估报告显示，1880—2012年全球地表平均温度已升高了0.85℃[1]。近年来，我国学者针对气候变化方面开展了大量研究，刘吉峰等[2]对我国极端气候温度的变化特征进行研究，结果表明，中国北方地区的极端最低气温的数值普遍上升而且上升幅度较大，同时极端最高温度在东部地区普遍下降。任国玉等[3]对国内近50a气候变化特征展开探究认为，近50a来我国的平均温度上升幅度要比全球同期温度上升幅度大。翟少婧等[4]利用1954—2011年我国大陆142站逐日最高、最低气温资料,采用EOF等统计分析方法对近58a我国大陆极端温度的基本变化特征进行分析，并探究其对气候变暖的响应程度。司鹏等[5]也对局部地区气温变化及对农业生产的影响展开了研究,并获得了极大成效。铁岭市隶属于辽宁省，地处辽宁省北部，松辽平原终端，境内属温带大陆性季风气候，铁岭市整体气候特征为干湿季节分明、雨热同季。在全球气候变暖背景下，铁岭市气候也经常会出现一些异常变化，并对农业生产带来不同程度的影响。基于此，分析铁岭市极端气温变化趋势及其对农作物生长的影响，为今后更好地应对极端异常气候，推动铁岭市农业的健康生产给予科学指导。

1 资料与方法

气象数据主要涵盖铁岭市1981—2020年的极端最高气温、极端最低气温逐月观测数据资料。主要采取线性气候倾向率数理统计分析方法来分析铁岭市极端气温变化趋势。

2 铁岭市极端气温变化趋势分析

2.1 铁岭市极端最高气温变化趋势

2.1.1 铁岭市极端最高气温年际变化趋势

通过1981—2020年铁岭市年极端最高气温变化趋势可知，近40a铁岭市极端最高气温呈波动增加变化趋势，铁岭市极端最高温度线性倾向率为0.627℃·10a-1,即平均每10a极端最高气温约增加0.627℃。此外，1981—2020年铁岭市极端最高气温的平均值为34.4℃，年最大值为37.7℃(2018年)，年最小值为31.4℃(1985年)，极端最高气温年较差为6.3℃，见图1。

图1 1981—2020年铁岭市极端最高气温年际变化趋势

2.1.2 铁岭市四季极端最高气温变化趋势

通过统计资料能够发现，近40a铁岭市春季、夏季、秋季、冬季极端最高气温气候平均值分别是31.0℃、34.3℃、29.6℃、8.6℃。其中，铁岭市春季极端最高气温最大值是37.4℃(2019年)，最小值为26.5℃(1990年)。夏季极端最高气温最大值是37.7℃(2018年)，最小值是31.4℃(1985年)；秋季极端最高气温最大值是33.3℃(1999年)，最小值是26.7℃(2016年)。冬季极端最高气温最大值是17.5℃(1992年)，最小值为1.7℃(2005年)。分析铁岭市极端最高气温季节动态情况可知，1981—2020年铁岭市四季年极端最高温度年际间波动比较显著，总体表现为上升趋势，铁岭市春季、夏季、秋季、冬季极端最高温度的上升速率分别为0.544℃·10a-1、0.583℃·10a-1、0.424℃·10a-1、0.963℃·10a-1，见图2。由此可知，铁岭市极端最高气温上升幅度最为明显的季节是冬季，夏季、春季次之，秋季增幅最小。

图2 1981—2020年铁岭市四季极端最高气温变化趋势

2.2 铁岭市极端最低气温变化趋势

2.2.1 铁岭市极端最低气温年际变化趋势

从1981—2020年铁岭市年极端最低气温变化趋势可知，近40a铁岭市极端最低气温总体上呈波动上升变化趋势，极端最低气温的线性倾向率为0.171℃·10a-1,即平均每10a极端最低温度约增加0.171℃，见图3。此外，近40a铁岭市极端最低气温气候平均值为-26.1℃，年最大值为-20.9℃(1995年)，年最小值为-34.6℃(2001年)。

图3 1981—2020年铁岭市极端最低气温年际变化趋势

2.2.2 铁岭市四季极端最低气温变化趋势

通过统计资料不难发现，近40a铁岭市从春季至冬季4个季节中除了夏季极端最低温度平均值>0℃之外，其它3季平均值均不超过0℃，四季极端最低气温平均值分别是-13.6℃、10.7℃、-14.4℃、-26.1℃；其中，春季极端最低气温最大值为-6.6℃(1990年)，最小值为-18.2℃(2003年)。夏季极端最低气温最大值是13.8℃(2014年)，最小值是5.4℃(1992年)；秋季极端最低气温最大值为-9.4℃(1994年)，最小值是-20.8℃(1992年)。冬季极端最低气温气候平均值为-26.1℃，年最大值为-20.9℃(1995年)，年最小值为-34.6℃(2001年)。分析铁岭市极端最低气温季节动态情况可知，1981—2020年铁岭市四季年极端最低温度年际间波动比较显著，总体表现为持续增温的动态趋势，见图4。然而不同的季节，其极端最高气温的上升幅度也不完全相同。近40a铁岭市春季、夏季、秋季、冬季极端最低温度的上升速率分别为0.249℃·10a-1、0.21℃·10a-1、0.196℃·10a-1、0.171℃·10a-1。上升幅度最为明显的季节是春季，夏季、秋季差不多，冬季增幅最小。

图4 1981—2020年铁岭市四季极端最低气温变化趋势

3 铁岭市极端气温变化对农作物生长的影响

由上述内容可知，1981—2020年铁岭市极端最高气温以及极端最低气温年变化、四季变化均呈增温趋势，这说明铁岭市具有显著的暖化趋势。这种增暖态势下，低温冷害天气减少，农作物春播期有所提前，作物种植带将向北边移动，能够改变铁岭市作物种植结构，1a1熟作物逐渐朝着1a2熟转变。但与此同时，温度的持续上升会给害虫、病菌的生长发育带来更加适宜的环境，导致农作物病虫害的发生几率有所上升。特别是冬季的变暖非常适宜于农作物病虫安全越冬，使得病虫害繁衍的代数有所增加，同时病虫害的潜育期逐渐缩短,导致病虫害不管是在数量方面还是在类型方面均大幅增加。铁岭市主要的农作物病虫害涵盖稻曲病、稻瘟病、稻纵卷叶螟、稻飞虱、稻螟虫等。稻曲病通常发生在水穗部，主要对稻穗造成危害，使得谷粒受影响，形成墨绿色或黄色粉团含有病菌，影响水稻品质；稻瘟病通常发生于盛夏，该时间段是铁岭市水稻旺长阶段，稻瘟病会对水稻作物造成极大危害；稻纵卷叶螟主要以幼虫危害水稻，幼虫取食水稻叶片造成白叶，不利于水稻光合作用，会导致水稻大幅减产，对水稻的正常生长发育产生严重危害。气候变暖还会使得迁飞性害虫减少飞出的时间，更早为害作物生产区，迁飞性害虫的种群高峰期提前，会引发大面积的病虫害，影响农作物的健康生长发育。

4 结论

近40a铁岭市极端最高气温呈波动增加变化趋势，铁岭市极端最高温度线性倾向率为0.627℃·10a-1,极端最高气温的平均值为34.4℃；铁岭市春季、夏季、秋季、冬季极端最高气温气候平均值分别是31.0℃、34.3℃、29.6℃、8.6℃;极端最高温度的上升速率分别为0.544℃·10a-1、0.583℃·10a-1、0.424℃·10a-1、0.963℃·10a-1。

近40a铁岭市极端最低气温总体上呈波动上升变化趋势，极端最低气温的线性倾向率为0.171℃·10a-1,四季极端最低气温平均值分别是-13.6℃、10.7℃、-14.4℃、-26.1℃;近40a铁岭市春季、夏季、秋季、冬季极端最低温度的上升速率分别为0.249℃·10a-1、0.21℃·10a-1、0.196℃·10a-1、0.171℃·10a-1。

铁岭市逐年极端最高气温、极端最低气温均呈上升趋势。在增暖的态势下，虽然低温冷害天气减少，农作物春播期有所提前，铁岭市作物种植结构发生不同程度的变化，1a1熟作物逐渐朝着1a2熟转变；但是会导致农业病虫害出现几率增加，需要注重作物病虫害的防治工作。