临汾市近40 a日照时数变化及其对农业生产的影响

曹巧莲 ，孙 悦，陈霄健，徐 鑫，赵晓丽

（1.临汾市气象局，山西临汾041000；2.大同市气象局，山西大同037010）

日照时数表示一天中日照时间的长短，是太阳辐射最直观的表现，也是气候形成的重要要素，它与人类生产活动和动植物生长发育密切相关。日照时数变化是引发气候变化的重要气象因子之一，也是表征一个地方光照条件优劣和热量大小的重要指标，对农业生产至关重要。因此，研究日照的气候特征、分布情况和变化趋势，对于指导当地农业布局调整，合理安排种植，促进农业增产、农民增收具有现实意义。

1 资料和方法

利用1970—2009年临汾市逐月、逐年日照时数资料，采用线性方法对日照时数变化特征进行分析研究[1-3]。

2 日照时数变化特征

2.1 年日照时数变化

由图1可知，临汾市年日照时数变化与全国其他地方基本一致，日照时数变化呈减少趋势，倾向率为-9.675 1 h/a。2009年比1970年减少344 h，平均每年约减少8.6 h。峰值为2 422.5 h，出现在1972年；谷值为1 689.2 h，出现在2007年，峰值与谷值相差733.3 h。

2.2 年代际变化

由表1可知，临汾市日照时数年代际变化呈减少趋势，日照时数平均每10a减少934h。其中，20世纪80年代比70年代减少939.7 h；90年代比80年代减少923.7 h；2000—2009年比20世纪90年代减少938.6 h。每个年代减少基本持平。

表1 临汾市1970—2009年日照时数年代际变化 h

2.3 季节变化

临汾市日照时数变化存在明显的季节差异。据统计，季节间日照时数平均值排列为夏季＞春季＞秋季＞冬季。图2为临汾市春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12—2月）4个季节日照时数年变化曲线及趋势线。

由图2可知，日照时数季节变化倾向率均为负值，春季为-0.138 0 h/a，夏季为-2.323 9 h/a，秋季为-3.480 2 h/a，冬季为-3.733 1 h/a，其中，春季变化最小，趋于平稳；冬季变化最大。

2.4 月变化

为了消除不同月份因日数不同而对每月多年平均日照时数的影响，统计了每月日照时数日平均值（图3）。

由图3可知，各月日平均日照时数变化为中间高两头低，其中，5月的日平均日照时数最高，为7.7 h；12月最低，为4.1 h，与最高值相差3.6 h。4，5，6 月的日平均日照时数较高，7，8，9月逐渐减少，这主要是因为这段时期降水日数增多、云量增加，使得日照突然减少。

从气候变化趋势来看，临汾市各月日照时数变化趋势也存在较大差异，其1—12月气候倾向率分别为：-1.823 6，-0.336 5，0.306 9，0.172 2，-0.617 1，-0.778 0，-0.711 4，-0.834 5，-0.834 4，-1.203 6，-1.442 2，-1.572 9 h/a。其中，3，4 月呈增长趋势，其余均呈减少趋势，各月减少最多的是1月，其次是12月。

3 日照时数变化成因分析

3.1 气象因子影响

气候因素是造成日照时数减少的主要原因。在全球气候变暖的大背景下，日照时数年际性减少与气象因子变化有密切关系。随着人类活动的频繁和工业化进程的加快，二氧化碳排放量增多，大气层污染进一步加重，大气中的悬浮物增多，气溶胶浓度增加，轻雾日数和低云日数增多，造成太阳辐射衰减加剧、日照时数逐年减少。

3.2 探测环境影响

随着城镇建设规模扩大，影响气象探测环境的建筑等障碍物增多、增高，使得太阳照射到日照计上的高度角提高，导致日照计记录到的日出时间偏晚、日落时间偏早，造成观测到的日照时数比实际日照时数逐年减少。

4 日照时数变化对临汾市农业生产的影响

临汾地处山西中南部，属温带半干旱气候，小麦、玉米、棉花是主要农作物。日照时数变化对农业的影响主要体现在日照时数减少，光照不足将会导致农作物光合作用下降，养分积累减少，发育受挫，病虫害增加，最终导致其减产[4-5]。

4.1 对小麦生长的影响

小麦是高级作物，不仅由于它是六倍体（3个染色体组），更是由于它的生长进程与太阳日照时数的增加同步；并且在一个生育周期里，有2个生长期（春季和秋季）和2个休眠期（幼苗的冬季休眠和种子的夏季休眠）；全生育期的天数（在北部冬麦区）可达260～270 d或更长，其他多数作物难与其相比；在生长发育的不同时期，对于日照时数、日照强度以及相应的温度有相当严格的要求，若1个因素不能满足，整个生育过程就会受到影响，严重时会颗粒不收。苏联学者研究认为，小麦籽粒的蛋白质含量与抽穗—蜡熟期间的总日照时数极为相关，并证明当抽穗—蜡熟期光照时数相差25.6 h时，小麦面筋质量就有很大差异，光照时数多的面团弹力能达光照时数少的近3倍[6]。临汾小麦的抽穗—蜡熟期在5月，而5月份日照时数每个年代都有不同程度的减少，40 a来减少了158.6 h，这将严重影响小麦品质，如此延续，小麦的品质将越来越差。

4.2 对玉米生长的影响

玉米是喜光作物，全生育期都要求强烈的光照。出苗后，在8～12 h的日照下，发育快、开花早，生育期缩短，反之则延长。玉米在强光照下，净光合生产率高，有机物质在体内移动得快，反之则低、慢。临汾市玉米生长期主要集中在夏季，而夏季日照时数减少趋势十分明显，21世纪初的近10 a，夏季日照平均由20世纪70年代的666.58 h减至597.11 h，减少了69.47 h。没有充足的光照进行光合作用，就难以获得较高产量，日照变化会给玉米生长带来极不利的影响。

4.3 对棉花生长的影响

棉花习惯于较强光照，只有在晴天强烈光照条件下，棉花光合作用效能才能得到充分发挥。光照不足是造成蕾铃脱落的最主要环境因子。临汾市棉花生长季节主要在夏秋季，日照时数的减少对棉花的营养生长与生殖生长都十分不利，加之夏季雨水较多，更容易造成蕾铃脱落。

另外，临汾市近年来各县市大力发展蔬菜大棚产业，而蔬菜大棚受日照时数影响很大，低温寡照天气极易造成大棚蔬菜植株黄化、生长停滞，重者植株受冻而死，即使能越冬，也会出现植株小、叶片小、节间短、花打顶等现象，导致严重减产，这是对冬暖大棚蔬菜生产的最大威胁。针对冬季日照时数减少加剧的趋势，可以通过人工补光措施来满足温室大棚反季节作物正常生长的需要，提升产品品质，增加市场经济效益。

5 小结

临汾市日照时数年际、年代际和季节变化均呈减少趋势，气候变化倾向率为-9.675 1 h/a，日照时数年代际变化减少为每10 a减少934 h，日照时数季节变化趋势冬季最明显，春季最小；3，4月呈增长趋势，其余均呈减少趋势，1月减少最快。日照时数变化由多方面原因造成，但主要由气象因子引起，这与李君海等[7-9]在全球气候变化和气象探测环境方面的研究结论一致。

临汾市日照时数变化对小麦、玉米、棉花的生长都有不利影响，主要体现在日照时数减少、光照不足，导致农作物光合作用下降，养分积累减少，农作物生长发育受阻，病虫害增加，最终导致减产、品质下降。

［1］陈碧辉，张平，郝克俊，等.近50年成都市日照时数变化规律[J].气象科技，2008，36（6）：760-763.

［2］张智，林莉，孙银川，等.银川市日照时数气候变化特征分析[J].干旱区研究，2006，22（2）：344-348.

［3］丁丽佳，郑有飞，王春林，等.粤东地区近52年日照时数的气候变化特征分析[J].中国农学通报，2011，27（1）：175-181.

［4］杜红，杜峰.石河子市垦区日照时数变化及对农作物的影响[J].沙漠与绿洲气象，2011，5（1）：49-52.

［5］张惠霞.卫辉市日照变化及其对农业生产的影响[J].现代农业科技，2008（19）：188-191.

［6］冯秀藻.农业气象学原理[M].北京：气象出版社，1991.

［7］李君海，吴耀庭.近36年陵水县日照变化及对农业的影响[J].安徽农业科学，2010，38（18）：9675-9677.

［8］石慧兰，王新堂，邵志勇，等.鲁西北52年日照变化特征及原因[J].气象，2007，33（2）：93-97.

［9］贾金明，吴建河，徐巧真.河南日照变化特征及成因分析[J].气象科技，2007，35（5）：655-660.