建平县日照时数变化特征分析及对农业生产的影响

李海阔，徐天伟

建平县气象局，福建建平 122400

日照时数是指太阳光直接照射地面的实际时数，也是反映气候变化的主要气象要素之一[1]。农业生产实质就是绿色植物利用光能进行光合作用，在一定的温度、水分、土壤等条件的配合下将太阳能转化为可食用、富有营养的物质的过程。但是，近一个世纪以来，全球气候变暖趋势愈演愈烈，气象要素也发生了极大的变化，并且给农业生产带来一定的影响[2]。探析气候要素变化规律，掌握气候变化趋势，能够为局部区域农业生产带来针对性的指导。吉奇等[3-6]均分析了我国局部地区气象要素变化对农业领域带来的影响，并提出了相关建议。

建平县隶属于辽宁省朝阳市，地处辽西山地丘陵区，地理坐标处于119°1′E～120°2′E，40°17′N～42°21′N之间，总面积4 838 km2。境内群山起伏，主要地貌类型为山地、丘陵，气候为中温带亚干旱季风型大陆性气候，当地种植的主要农作物包括谷子、小麦、玉米、高粱、大豆等。在全球气候变暖的大背景下，建平县日照时数出现了不同程度的变化，给当地农业生产造成了不同程度的影响。因此，选用1971—2021年建平县日照时数数据，对建平县近51年来日照时数变化特征展开分析，并探究了日照时数变化对农业生产的影响，为更好地应对日照时数异常变化，科学合理地开展农业生产活动具有重要的意义。

1 研究资料与方法

所用日照时数资料主要来源于辽宁省建平县，涵盖建平县1971—2021年逐月日照时数的观测资料。主要通过线性趋势的数理统计方法分析1971—2021年建平县日照时数的变化特征。

2 建平县日照时数的变化特征

2.1 建平县日照时数的年际变化特征

通过探究1971—2021年建平县日照时数年际动态变化趋势可以得出结果（图1），近51年来建平县日照时数总体呈减少的变化趋势，建平县日照时数线性回归方程：y=-2.8203x+2 845.5（R2=0.0591），线 性 倾 向 率 为-28.203 h/10年，平均每10年建平县日照时数减少约28.2 h，平均每年减少2.8 h。由日照时数统计资料可知，近51年建平县年平均日照时数为2 772.1 h,年日照时数最大值是3 612.9 h（2020年），年日照时数最小值为2 398.2 h(1998年)。此外，通过建平县日照时数5年滑动平均曲线变化情况可知，建平县在1971—2009年间日照时数均比较平稳，除了1998远低于多年平均值之外，其他年份日照时数均在多年平均线上下波动幅度较小；2009—2016年日照时数呈减少趋势，2016—2020年呈大幅增加趋势，2021年建平县日照时数又再次大幅度减少，日照时数减至2 495.3 h。

图1 1971—2021年建平县年日照时数的年际变化

2.2 建平县日照时数的年代际变化特征

通过表1不难发现，建平县在20世纪70—80年代日照时数相差不大，70年代和80年代年平均日照时数分别为2 830.0、2 832.1 h，与1971—2021年年平均值差值分别为57.9、60.0 h；而从20世纪80年代开始到2021年，日照时数整体上呈减少的趋势；20世纪90年代比20世纪80年代日照时数平均减少了96.4 h/年，相对51年平均值而言减少了36.4 h；21世纪00年代日照时数相对20世纪90年代有所增加，较20世纪80年代平均减少了49.5 h/年，但比51年平均值多10.5 h；2010—2021年日照时数较20世纪70年代、80年代、90年代、21世纪00年代平均分别减少了129.6、131.7、35.3、82.2 h/年，比51年平均值少71.7 h。由此可知，21世纪以来，建平县日照时数整体呈减少趋势，尤其是近10年来减少趋势比较显著。

表1 1971—2021年建平县日照时数的年代际变化

2.3 建平县日照时数的月际变化特征

通过表2可知，建平县5月日照时数最多，月平均日照时数为269.9 h，4月次之，月平均日照时数为250.6 h；11月日照时数最少，为194.8 h。除了1、2、12月这3个月份日照时数呈增加的趋势，建平县3—10月各个月份的日照时数均呈减少的趋势，其中6、9、10月相关系数通过了0.05的信度检验，11月通过0.01的信度检验，这几个月减少趋势均比较显著，其他月份日照时数减少趋势并不显著。

表2 1971—2021年建平县月平均日照时数以及各月日照时数的变化倾向率

2.4 建平县四季日照时数的变化特征

通过剖析1971—2021年建平县各季的日照时数年际变化规律发现，建平县从春、夏、秋3季日照时数均表现为减少的变化规律，变化倾向率分别为-3.154、-15.248、 -14.933 h/10年，夏季的减少幅度最大；冬季日照时数呈略增加趋势，变化倾向率为5.132 h/10年。由表3可见，建平县近51年来春季日照时数气候平均值为763.8 h，日照时数最大值是1 001.4 h（2020年），最小值是575.1 h（1998年）；建平县夏季日照时数气候平均值为726.2 h，日照时数最大值为1 053.3 h（2020年），最小值为565.7 h（2021年）；建平县秋季日照时数气候平均值为671.0 h，最大值为801.5 h（2020年），最小值为475.8 h（2016年）；建平县冬季日照时数气候平均值611.2 h，最大值为756.7 h（2020年），最小值为535.9 h（1991年）。由此可知，四季中，建平县日照时数最多的季节为春季，夏季次之，秋季第三，冬季最少。

表3 1971—2021年建平县日照时数四季变化统计表

3 建平县日照时数变化对农业生产的影响

1971—2021年建平县日照时数总体呈减少变化趋势，特别是21世纪减少趋势比较显著；春季、夏季、秋季日照时数也呈减少变化趋势。这里着重阐述了建平县日照时数的减少对粮食作物和设施农业生产的影响。

3.1 对粮食作物生产的影响

建平县的粮食作物主要包括谷子、玉米、小麦等作物，春季寡照，并不适宜大田作物的播种与出苗，谷子播种之后出苗比较慢，影响谷子的正常生长发育；日照时数偏少还会导致玉米播期推延迟，影响玉米的正常出苗和发育，并且因为玉米播期较晚，错过适播的时间，极易使得玉米、小麦作物授粉不良，从而影响作物的正常生长发育。7月正值谷子拔节孕穗阶段、玉米抽雄至吐丝阶段，阴雨寡照天气会影响作物正常光合作用和干物质积累，影响作物品质和产量的提升[7]。

3.2 对设施农业生产的影响

建平县种植的设施农产品既有包豆角、番茄、黄瓜、西葫芦等蔬菜，也有草莓、西瓜、甜瓜等特色水果。11月是设施农业生产的关键时期，也属于设施农业生产最需要光照的时间，日照的减少，会导致黄瓜、豆角等作物生长停滞或者植株出现枯萎的现象，给设施作物生长造成不利影响，这时需要及时为设施作物增温补光。

4 结论

（1）1971—2021年建平县日照时数总体呈减少的变化趋势特征，线性倾向率为-28.203 h/10年；21世纪以来，建平县日照时数整体上呈减少趋势，尤其是近10年来减少趋势比较显著。建平县3—10月各个月份的日照时数均呈减少变化趋势。建平县从春、夏、秋3个季度日照时数均表现出减少的变化规律，变化倾向率分别为-3.154、-15.248、-14.933 h/10年，夏季减少幅度最大；冬季日照时数呈略增加趋势，变化倾向率为5.132 h/10年。

（2）建平县日照时数的减少会对当地谷子、玉米、小麦等粮食作物，以及豆角、番茄、黄瓜、西葫芦、草莓、西瓜、甜瓜等设施作物的健康生长造成不利影响，会影响作物的正常光合作用，使得作物产量和品质下降。