塔城市极端气温变化趋势分析及对春小麦生长的影响

2023-03-22王金梅高海涛李胜楠

农业灾害研究 2023年12期

王金梅高海涛李胜楠

摘要利用塔城市气象局1981—2022年逐月极端最高气温和极端最低气温资料，选择一元线性回归法对塔城市极端气温变化趋势进行分析，并探讨了对春小麦生长的影响。结果表明：1981—2022年塔城市年极端最高气温出现在每年的6—9月，尤以8月份出现频率最高，9月份出现频率最低；极端最低气温出现在每年的12月到次年2月，以1月份出现频率最高，12月份出现频率最低；1981—2022年塔城市极端最高气温的平均值为36.3 ℃，整体以下降趋势为主，气候变化倾向率为-1.769 ℃/10年，下降趋势极为显著；极端最低气温平均值-8.8 ℃，整体呈现出下降的趋势，气候变化倾向率为-2.6 ℃/10年，下降趋势极为显著；塔城市的极端气温年较差相对较大，年较差的最小值为39.2 ℃（1993年），最高值为53.4 ℃（2011年），年较差的平均值为45.1 ℃。

关键词极端气温；变化趋势；春小麦影响；塔城市

中图分类号：S512.1+2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）12–0-03

Analysis of the Trend of Extreme Temperature Change in Tacheng City and Its Impact on the Growth of Spring Wheat

Wang Jin-mei et al（Tacheng Meteorological Bureau， Tacheng， Xinjiang 834700）

Abstract This article uses the monthly extreme maximum temperature and extreme minimum temperature data from the Meteorological Bureau of Tacheng City from 1981 to 2022 to analyze the trend of extreme temperature changes in Tacheng City using the univariate linear regression method， and explores the impact on spring wheat growth. The results show that the annual extreme highest temperature in Tacheng City from 1981 to 2022 occurred from June to September each year， with the highest frequency occurring in August and the lowest frequency occurring in September; The extreme minimum temperature occurs from December to February of the following year， with the highest frequency occurring in January and the lowest frequency occurring in December; The average extreme maximum temperature in Tacheng City from 1981 to 2022 was 36.3 ℃， with an overall downward trend. The climate change trend rate was -1.769 ℃/10 a， with a very significant downward trend; The average extreme minimum temperature is -8.8 ℃， showing an overall downward trend. The climate change trend rate is -2.6 ℃/10 a， and the downward trend is extremely significant; The annual range of extreme temperatures in Tacheng City is relatively large， with a minimum value of 39.2 ℃ （1993）， a maximum value of 53.4 ℃

（2011）， and an average value of 45.1 ℃.

Key words Extreme temperature change trend Spring wheat affects Tacheng City

農作物对气候变化的反应较为敏感。气候变化可改变中国部分地区现有农业生产中的热量条件，进而影响粮食生产、农业产值稳定及可持续发展[1-2]。塔城市位于新疆西北部，地处塔额盆地西北部，三面环山，地势北高南低，从东北向西南倾斜。塔城市属于中温带大陆性干旱气候，冬季漫长寒冷，夏季短促炎热，春季气温回升快，秋季降温迅速[3]。境内水资源丰富，大多种植冬春小麦等作物，产量、品质均较高，有利于现代化农业的发展。分析塔城市极端气温变化趋势及对春小麦生长的影响，可为极端气候应急措施的准备、预防提供理论基础及技术支持[4-5]。

1 研究资料和方法

数据来源为塔城国家基准站，利用塔城市1981—2022年逐月极端最高气温和极端最低气温资料，选择一元线性回归法对塔城市极端气温变化趋势等进行分析，探讨其对春小麦生长的

影响。

2 极端气温基本概况

1981—2022年塔城市年极端最高气温出现在每年的6—9月，其中极端最高气温在6、7、8、9月份的分别有3、23、14、2年，占比分别为7.1%、54.8%、33.3%、4.8%，以8月份出现频率最高，9月份出现频率最低。极端最高气温的极值为41.6 ℃，出现在2008年8月；年极端最高气温在29.1～41.6 ℃之间，平均值为36.3 ℃，其中年极端最高气温在40.0 ℃的有5年，占11.9%。

1981—2022年塔城市年极端最低气温出现在每年的12月到次年2月，其中极端最低气温在12、1、2月份的分别有8、21、13年，占比分别为19.0%、50.0%、31.0%，以1月份出现频率最高，12月份出现频率最低。极端最低气温的极值为-20.8 ℃，出现在2011年1月；年极端最低气温在-2.8～-20.8 ℃之间，其中极端最低气温的平均值为-8.8 ℃。

3 极端气温的年际变化

3.1 極端最高气温

根据图1可知，1981—2022年塔城市极端最高气温的平均值为36.3 ℃，其中最高温度为41.6 ℃（2008年），最低温度为29.1 ℃（2013年），两者相差12.5 ℃，说明极端最高气温年际变化波动幅度较大。近42年，塔城市年极端最高气温整体以下降趋势为主，气候变化倾向率为-1.769 ℃/10年，下降趋势极为显著，42年间共下降7.4 ℃。

此外，结合平均值曲线图，在2010年以前，塔城市大部分年份的极端最高气温在多年平均值曲线以上，只有极个别年份低于平均值；2011年及以后，塔城市所有年份的极端最高气温均在平均值曲线以下，说明从2011年后，极端最高气温开始下降，高温天气出现日数不断减少。

3.2 极端最低气温

根据图2可知，1981—2022年塔城市极端最低气温平均值为-8.8 ℃，其中年极端最低气温的最高值为-2.8 ℃（2007年），最低值为-20.8 ℃（2011年），两者相差23.6 ℃，说明塔城市极端最低气温年际变化波动幅度较大。

此外，近42年塔城市极端最低气温整体呈现出下降的趋势，气候变化倾向率为-2.6 ℃/10年，下降趋势极为显著。结合平均值曲线，在2010年以前，塔城市大部分年份的极端最低气温在平均值曲线以上，只有极个别年份在平均值曲线以下；2011年及以后，所有年份的极端最低气温在平均值曲线以下。

4 极端气温的月际变化

通过对塔城市1981—2022年极端最高气温进行分析，可知与80年代相比，20世纪90年代1—12月间有7个月的差值为正，占58.3%，说明塔城市20世纪90年代以上升趋势为主，结合加权平均数值，10年间塔城市极端平均最高气温上升了0.4 ℃；与20世纪90年代进行比对，21世纪00年代1—12月中有8个月的差值为正，占66.7%，计算加权平均数值，10年间的极端最高气温平均上升0.7 ℃；与00年代相比，21世纪10年代12个月的差值均以负值为主，说明塔城市21世纪10年代整体以下降趋势为主，计算加权平均数值后，21世纪10年代的极端最高气温平均下降8.3 ℃，说明21世纪00年代～10年代极端最高气温变化波动幅度较大。

此外，20世纪90年代、21世纪00年代塔城市3、5、6、8月份的极端最高气温呈现出逐年代连续上升的趋势；21世纪10年代后，这些月份的极端最高气温呈现出逐年代下降的趋势，且下降幅度较大；21世纪00年代、10年代塔城市2、7、11、12月份的极端最高气温呈现出逐年代连续下降的趋势。

通过分析塔城市1991—2022年极端最低气温，可知与80年代相比，20世纪90年代1—12月间有8个月的差值为正，占66.7%，说明塔城市20世纪90年代的极端最低气温呈现出上升趋势，计算加权平均数值后，塔城市10年间的极端平均最低气温上升了0.4 ℃；与20世纪90年代进行比对，21世纪00年代1—12月中有10个月的差值为正，计算加权平均数值后，10年间的极端最低气温平均上升1.1 ℃；与00年代进行相比，21世纪10年代1—12月中的差值均为正，说明塔城市21世纪10年代极端平均最低气温以上升趋势为主，计算加权平均数值后，21世纪10年代极端平均最低气温下降7.6 ℃，且下降幅度较大。

此外，20世纪90年代、21世纪00年代塔城市2、3、4、5、6、11月的极端最低气温呈现出逐年代连续上升的趋势；21世纪10年代后，这些月份的极端最低气温呈现出逐年代下降的趋势，且下降幅度较大；21世纪00年代、10年代塔城市7、12月份的极端最低气温呈现出逐年代连续下降的趋势（表2）。

5 极端气温对春小麦生长的影响

5.1 低温冻害

低温冻害是塔城市春小麦生长发育中较为常见的灾害性天气，主要包括初冬气温骤降型、越冬交替冻融型、初春气温骤变型、春末晚霜型。

（1）初冬气温骤降型。该类型低温冻害主要出现在春小麦越冬前或越冬初期，也就是每年11—12月。由于春小麦幼苗自身的抗寒性能较差，若是麦田存在土质差、缺墒严重、土壤空隙较大、苗质偏弱等问题，在出现大幅度降温后，极易引发冻害。

（2）越冬交替冻融型。该类型低温冻害主要发生在每年12月下旬到次年1月末，此时是春小麦越冬期。春季温度上升后，春小麦幼苗开始缓慢生长，抗旱性能随之下降，此时遇到-15.0～-13.0 ℃的低温天气，将会出现严重的春小麦冻害。

（3）初春气温骤变型。该类型冻害大都出现在2月中旬到3月下旬，此时是春小麦返青到拔节期，因返青后的植株发育速度加快，会降低抗寒性能，再加上初春时期麦田容易出现低温冻害，会严重影响春小麦生长。

（4）春末晚霜型。该类型冻害主要出现在3月下旬到4月上中旬，此时是春小麦拔节到抽穗期，春小麦生长发育较快，抗寒性能较差，若是遇到大幅度降温天气，极易引发霜冻，危害春小麦生长，甚至会导致春小麦出现大面积冻死。

5.2 高温

温度是春小麦生长发育过程中不可缺少的气候条件之一，不同生长发育期内，春小麦对温度条件的要求也不同，保证温度的适宜才能使其正常生长发育。

春小麦出芽期内的适宜温度为15～20 ℃，温度过高会使春小麦出苗速度加快，导致苗麦细弱，影响根系正常生长发育，进而出现缺苗垄断现象；温度过低也不利于春小麦的生长[6]。同时，春小麦拔节期内的适宜温度为12～16 ℃[7]，若此时出现高温天气，将会造成春小麦第一二节过早伸长，加快穗分化加成，小穗形成数量少，抗倒性、抗逆性减弱。此外，若在灌浆期遇到高温天气，则会造成春小麦叶片卷曲萎蔫，茎秆变灰白色，阻碍灌浆的开展，导致春小麦产量、质量均下降[8]。

6 结论

（1）1981—2022年塔城市年极端最高气温出现在每年的6—9月，以8月份出现频率最高，9月份出现频率最低；极端最低气温出现在每年的12月到次年2月，以1月份出现频率最高，12月份出现频率最低。

（2）1981—2022年塔城市极端最高气温的平均值为36.3 ℃，整体以下降趋势为主，气候变化倾向率为-1.769 ℃/10年，下降趋势极为显著。

（3）极端最低气温平均值为-8.8 ℃，整体呈现下降趋势，气候变化倾向率为-2.6 ℃/10年，下降趋势极为显著。

（4）塔城市的极端气温年较差相对较大，年较差的最小值为39.2 ℃（1993年），最高值为53.4 ℃（2011年），年较差的平均值为45.1 ℃。

參考文献

[1] 马玉英，辛和平，马燕，等.昌吉州近45a极端最低气温变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2016，010（z1）：60-62

[2] 孜外热木，帕尔哈提·塔依尔，顾军明.巴州地区极端最低气温变化特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2015，9（z1）： 46-49.

[3] 秦秀丽.1961—2010年山西省极端气温年均发生频率的时空特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2014（2）：59-64.

[4] 赵媛.近30 a五原县极端气温变化对农业种植的影响分析[J].智慧农业导刊， 2022，2（7）：38-40.

[5] 逯玉兰，李广，韩俊英，等. 降水量和气温变化对定西地区旱地春小麦产量的影响[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2021，47（3）：268-273.

[6] 孔祥萍，聂永喜，张晓云，等.贵南县气候变化对春小麦生长发育及产量的影响评价[J].农业灾害研究，2019，9（4）：45-48.