近50 a兴山县农业气候资源变化特征分析

何晓旭，张 丽，姜玉印，魏 鸣

(1.湖北省宜昌市气象局，湖北 宜昌 443000;2.南京信息工程大学地球系统遥感研究院，气象灾害省部共建教育部重点实验室，南京 210044)

1 引言

气候要素是发展农业生产的基本环境条件和物质基础，尤其光、热、水等农业气候资源与农业生产关系极为密切。近年来，气候异常已引起全世界的普遍关注，有关气候变化对农业生产影响的研究深入而广泛，不同的学者从不同的时间尺度和空间尺度进行大量研究［1－13］。本文基于湖北省兴山县近50 a(1960—2009年)的气温、降水和日照资料，利用线性回归法，依次分析了兴山县近50 a气温、降水和日照时数等农业气候资源的变化特征。

2 资料和方法

2.1 资料

选取兴山县1960—2009年气温、降水和日照资料作为基础研究资料，并利用其处理成春季(3—5月)、夏季(6—8 月)、秋季(9—11 月)、冬季(12月—次年2月)和年平均温度、降水量和日照时数。

2.2 方法

线性回归法可较好的反映气候序列的变化趋势，被广泛应用于气象研究中。

3 结果与分析

3.1 气温变化特征

近50 a来，兴山县最热年份是1966年，年平均气温17.9℃，最冷年份是 1989年，年平均气温16.0℃，两者相差1.9℃。

图1分别给出兴山县各季节和年平均气温变化曲线图。由图可见，除夏季平均气温表现为下降趋势外，其余3个季节和年平均气温均表现为不同程度的上升趋势。具体表现为，春季平均气温为16.8℃，平均趋势率为0.07℃/10 a，通过 α=0.05的显著性检验。在年代际变化上，从上世纪60年代开始直至90年代末气温小幅度逐步下降，进入21世纪后气温迅速上升，年代间变化最大出现在90年代末到21世纪初，增幅达0.9℃(图1a);夏季平均气温为26.6℃，平均趋势率为－0.22℃/10 a，且通过α=0.01的显著性检验，在年代际变化上，上世纪60年代—70年代略呈下降趋势，70年代—80年代呈明显下降趋势，80年代—90年代有明显上升趋势，90年代—21世纪初几乎没有太大变化，年代间变化最大出现在70年代末—80年代，降幅达1.2℃(图1b);秋季平均气温为17.6℃，平均趋势率为0.10℃/10 a，通过α=0.05的显著性检验，其年代际变化趋势与夏季相似(图1c)，其中年代间变化最大也出现在90年代末—21世纪初，增幅达0.5℃;冬季平均气温为6.8℃，平均趋势率为0.17℃/10 a，通过α=0.01的显著性检验，年代间变化最大出现在80年代—90年代，增幅达0.7℃(图1d);从年平均气温变化上看，年平均气温为17.0℃，平均上升率为0.07℃/10 a，但未通过α=0.05的显著性检验，说明年平均气温整体线性变化趋势不明显。在年代际变化上，60年代—80年代呈下降趋势，从90年代开始上升，年代间变化最大出现在70年代—80年代，降幅为0.5℃(图1e)。

图1 兴山县近50 a各季节及年平均气温变化曲线

表1给出了兴山县四季和年平均气温在不同年代的距平值，由表1可知，兴山县夏季和冬季温差高达20℃，在年代际变化上，除冬季气温距平表现为“升－降－升”变化趋势外，其余3个季节和年平均气温距平均表现为“降－升”变化趋势。其中，由降－升的变化过程除春季发生在90年代—21世纪初外，其余均发生在80年代—90年代。

表1 兴山县近50 a各季节和年平均气温在不同年代的距平(单位:℃)

3.2 降水变化特征

兴山县年降水量最大年份为1963年，年降水量高达1 356.9 mm，最小年份为1966年，年降水量为615.4 mm。

图2分别给出兴山县各个季节和年降水量变化曲线图。由图可见，除夏季降水量表现为上升趋势外，其余3个季节和年降水量均表现为不同程度的下降趋势。具体表现为:春季降水量为250.6 mm，平均趋势率为－6.79 mm/10 a，通过α=0.01的显著性检验，在年代际变化上，60年代、70年代和21世纪初均偏高，80年代和90年代偏低，其中年代间变化最大出现在70年代—80年代，降幅达56.5 mm(图2a);夏季降水量为440.2 mm，平均趋势率为17.99 mm/10 a，且通过α=0.01的显著性检验。在年代际变化上，60年代、70年代和90年代有不同程度偏低，其余年代偏高，年代间变化最大也出现在70年代—80年代，增幅达173.7 mm(图2b);秋季降水量为238.3 mm，平均趋势率为－19.21 mm/10 a，通过α=0.01的显著性检验，在年代际变化上，60年代—80年代均有不同程度偏高，90年代—21世纪初有不同程度偏低，其中年代间变化最大出现在80年代—90年代，降幅达39.0 mm(图2c);冬季降水量为57.1 mm，平均趋势率为－0.13 mm/10 a，但未通过α=0.05的显著性检验，在年代际变化上，偏高和偏低年代交替出现，其中年代间变化最大也出现在70年代—80年代，增幅达14.3 mm(图2d);年降水量为986.7 mm，平均趋势率为－8.65 mm/10 a，但未通过α=0.05的显著性检验，说明年降水量整体线性变化趋势不明显，在年代际变化上，60年代和80年代有不同程度偏高，其余年代有不同程度偏低，年代间变化最大同样出现在70年代—80年代，增幅为96.2 mm(图2e)。

图2 兴山县近50 a各季节及年降水量变化曲线

表2给出了兴山县四季和年降水量及不同年代的降水量距平，由表2可知，兴山县夏季降水量最高，春、秋季次之，且两季节相差不大，冬季最小。在年代际变化上，各自呈现不同的变化趋势，春季为“降－升”趋势，夏、冬季为“降－升－降－升”趋势，秋季为“升－降”趋势，年降水量为“降－升－降”趋势。其中，夏季降水量年代间变化最大。

表2 兴山县近50 a各季节和年降水量在不同年代的总降水量距平(单位:mm)

3.3 日照时数变化特征

兴山县年日照时数最多年份为1963年，年日照时数高达1 886.0 h，最少年份为1989年，年日照时数为1 284.4 h。

图3分别给出兴山县各个季节和年总日照时数变化曲线图。由图可见，除春季日照时数表现为弱上升趋势外，其余3个季节和年日照时数均表现为不同程度的下降趋势。具体表现为:兴山县春季日照时数为390.8 h，平均趋势率3.44 h/10 a，未通过α=0.05的显著性检验，在年代际变化上，90年代和21世纪初均偏高，其中年代间变化最大出现在90年代到20世纪初，增幅达70.7 h(图3a);夏季日照时数为558.4 h，平均趋势率为－34.26 h/10 a，且通过α=0.001的显著性检验，在年代际变化上，60年代和70年代有显著性偏高，而后期各个年代均有显著偏低，年代间变化最大出现在70—80年代，降幅达100.8 h(图3b);秋季日照时数为367.3 h，平均趋势率为－2.16 h/10 a，未通过α=0.05的显著性检验，在年代际变化上，60年代、70年代、90年代均有不同程度偏高，其余年代有不同程度偏低，年代间变化最大也出现在70—80年代，降幅达67.7 h(图3c);冬季日照时数为268.1 h，平均趋势率为－10.09 h/10 a，通过α=0.05的显著性检验，在年代际变化上，除60年代外，其余年代均有不同程度偏低，其中年代间变化最大出现在60—70年代，降幅达44.1 h(图3d);年日照时数为1 591.2 h，平均趋势率为 －44.37 h/10 a，通过 α=0.001的显著性检验，日照时数整体线性变化趋势最明显，在年代际变化上，60—70年代有不同程度偏高，其余年代有不同程度偏低，年代间变化最大同样出现在70—80年代，降幅为158.7 h(图3e)。

图3 兴山县近50 a各季节及年日照时数变化曲线

表3给出了兴山县四季和年降水量及不同年代的日照时数距平，由表3可知，兴山县夏季日照时数最高，春、秋季次之，且两季节相差不大，冬季最小。在年代际变化上，各自呈现不同的变化趋势，春季为“降－升－降－升”趋势交替出现，夏、冬季和年日照时数为持续降趋势，秋季为“升－降－升－降”趋势。其中，年日照时数的年代间变化最大。

表3 兴山县近50 a各季节和年日照时数在不同年代的距平(单位:h)

4 结论与讨论

①近50 a，兴山县气温变化中，除夏季平均气温表现为下降趋势外，其余3个季节和年平均气温均表现为不同程度的上升趋势。在气温趋势率的绝对值中，夏季最大(0.22℃/10 a)，年平均最小(0.02℃/10 a)。四季和年平均气温在不同年代的气温距平在年代际变化方面表现为:除冬季为“升－降－升”变化趋势外，其余3个季节和年平均气温距平均表现为“降－升”变化趋势。其中，由降－升的变化过程除春季发生在90年代－21世纪初外，其余均发生在80年代－90年代。

②降水量变化中，除夏季降水量表现为上升趋势外，其余3个季节和年降水量均表现为不同程度的下降趋势。降水量变化趋势率的绝对值中，秋季最大(19.21 mm/10 a)，年降水量最小(0.21 mm/10 a)。各季节和年降水量在不同年代的距平值呈现不同的年代际变化趋势，春季为“降－升”趋势，夏、冬季为“降－升－降－升”趋势，秋季为“升－降”趋势，年降水量为“降－升－降”趋势。其中，夏季降水量距平年代间变化最大。

③日照时数变化中，除春季表现为上升趋势外，其余3个季节和年日照时数均表现为不同程度的下降趋势。日照时数变化趋势率的绝对值中，年最大(44.37 h/10 a)，秋季最小(2.16 h/10 a)。四季和年日照时数的年代距平变化趋势，春季为“降－升－降－升”趋势交替出现，夏、冬季和年日照时数为持续降趋势，秋季为“升－降－升－降”趋势。其中，年日照时数的年代间变化最大。

本文仅仅从气温、降水和日照时数等3方面对兴山县农业气候资源变化特征进行研究分析，今后可以考虑在此基础上开展更多气象要素并进行更深层次的研究，以期为兴山农业，特别是烟叶、高山绿色蔬菜等经济作物的发展提供更充足的气象保障。

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