辽宁省气温和降水变化特征及其对农业的影响分析

王莹 李琳琳 王若男等

摘 要：根据辽宁省55个观测站点的日平均气温和日降水量（1981-2010年）的观测资料，分析了温度与降水变化特征。结果表明：（1）辽宁省平均气温呈上升趋势，而平均降水呈现阶段性变化特点，即21世纪以前降水呈下降态势，21世纪以后降水呈增加趋势；（2）辽宁省气候变暖对农业影响总体有利，表现为作物适宜生育期延长、作物品种由中晚熟替换早中熟、在水分为非限制因子的农区，作物产量为增加趋势。

关键词：气温；降水量；农业；影响

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）19-127-02

辽宁省位于中国东北地区南部，地处欧亚大陆东岸，南濒黄、渤二海，陆地总面积约1.48×107hm2[1]。地处中纬度，属温带大陆性气候，气候资源较丰富，雨量比较稳定，与农作物需水高峰期相一致。种植作物主要有水稻、玉米、高粱、大豆、烟草、蔬菜、水果等，2014年全省粮食生产连续11a获得丰收，粮食产量达到1.753 9×1010kg，位居全国第14位。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第4次气候变化评估报告指出，全球气候变暖特征显著，具体表现为：1905年以来全球平均气温上升了0.74℃，最近50a的增温率达到0.13℃/10a[2]。在全球变暖的影响下，气候异常事件频繁发生[3]。气温和降水作为重要的气候指标，对人类生活及农业生产都有非常重要的影响，因此对气温和降水变化特征的研究就显得尤为重要[4]。以往，专家们的研究大多着眼于辽宁省或局部地区的空间尺度，在气候变暖背景下从气候资源变化特征、农业气象灾害演变规律等方面做了大量工作。龚强等[5]分析了辽宁省近50a气候变化特征，表明辽宁省气温升高，极端天气不容忽视。李广霞等[6]研究表明辽宁省气候呈暖干变化趋势，即气温升高、降水减少，尤其以20世纪90年代变化最为明显。然而，系统地研究辽宁地区气温、降水分布特征及其对农业影响的研究却鲜见报道。

鉴于此，本文以辽宁省55个国家及本站的气象数据为研究对象，对辽宁省气温及降水量进行时间变化规律研究，进而阐述气候变化对辽宁省农业生产及分布的影响，以期为辽宁省气候分区研究及农业生产发展提供有利参考。

1 资料与方法

1.1 资料 本文选用辽宁省55个气象台站1981-2010年逐日平均气温和日降水量的观测资料作为研究对象，利用日平均气温和降水量的观测资料获取其年平均气温及降水量。

1.2 方法 气象要素的趋势变化可以用一次线性方程表示[7]，即为：

[x=a0+a1t]

式中：[x]为气象要素的拟和值；[a1?10]表示气象要素每10a的变化趋势，即为气候倾向率，单位为：某一要素的单位/10a。

2 结果与分析

2.1 辽宁省气温和降水的时间变化分析 分析1981-2010年辽宁省气温和降水的年际变化，结果见图1。由图1可知，气温的最大值出现在2007年，平均年气温为9.73℃，最小值出现在1985年，平均年气温为7.41℃。从9a滑动平均趋势线可以看出，在分析期内，辽宁省气温呈上升趋势，总体上看，气温上升趋势相对平稳，变化波动较小。其中20世纪80年代以0.073℃/a的倾向率显著增加（P=0.045<0.05）；20世纪90年代气温呈增加趋势，增幅为0.057℃/a（P=0.046<0.05）；21世纪以后，气温变化相对平稳。由图2可知，降水的最大值出现在2010年，为9 655.90mm，最小值则是1999年的4 779.62mm。从9a滑动平均趋势线可以看出，辽宁省降水的变化有阶段性特点，21世纪以前降水呈下降趋势，减幅为41.98mm/a（P=0.038<0.05）；21世纪以后，辽宁省降水以218.07mm/a（P=0.041<0.05）的倾向率增加。

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图1 1981-2010年辽宁省气温年际变化曲线

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图2 1981-2010年辽宁省降水的年际变化曲线

2.2 气候资源变化对农业的影响

2.2.1 生育期的变化 辽宁省年平均气温呈上升趋势，热量资源增加促使作物春季物候期提前而秋季物候期推后，使大田作物播种期提早、收获期推后，从而延长作物适宜生育期。温度升高也加快了春小麦和大豆发育进程。辽宁省水稻适宜生长期延长近8d，草本植物春季展叶期提前2～4d/10a，草本、木本植物秋季枯黄期推后5～7d/10a[8]。

2.2.2 种植布局的变化 气温升高、作物生育期延长使大田作物适宜种植区不断扩大，作物品种则由中晚熟品种替换早中熟品种。辽宁省玉米晚熟品种可种植面积不断北移，并向东西扩展，晚熟品种种植范围增加40.0%，中熟品种种植范围减少49.6%，早熟品种种植范围减少88.2%，热量条件相对不够丰富的辽西山区玉米种植范围也向东、向北扩展[9-11]。

2.2.3 作物产量的变化 大田作物生长季内气温升高、积温增加使作物生长发育速度加快、生物量增加，从而提高单产。然而，如果作物需水量得不到满足，气候变暖反而会限制热量资源的利用。就玉米而言，暖干环境会缩短玉米灌浆时间、降低灌浆速率和千粒重，造成玉米减产[12]。因此，在水源灌溉条件的保障下，气温变暖利于作物提高单产。

2.3 小结 （1）总体来看，辽宁省年平均气温呈上升趋势；而年平均降水则呈现阶段性变化特点，即21世纪以前降水呈下降态势，21世纪以后降水有增加趋势。（2）辽宁省气候总体呈现变暖、变干的趋势，对农业生产总体有利。表现为作物适宜生育期延长，发育进程加快，全生育期缩短；作物品种由中晚熟替换早中熟；在水分为非限制因子的农区，作物产量为增加趋势。（3）辽宁省气候资源变化存在明显的空间差异，对农业的影响有较大的地域性差异，下一步有必要针对农业气候变化及其对农业影响等开展分区研究。

3 气候变暖背景下农业适应对策

3.1 建设节水农业 气候变暖伴随降水减少和气候变干，而气候变干对作物生物量积累和产量形成都有不利影响。通过推广节水农业、改良灌溉方法，可以节约用水和提高水的利用效率，特别是在相对干旱的辽宁西北山区，扩大旱田水浇地面积，提高作物生产用水利用率和利用效率，能够有效防御干旱威胁，减轻干旱影响。

3.2 调整农业结构 水稻生产相对旱田作物受气候变化扰动影响相对小，受辽宁省农业结构和水资源等条件的限制，应尽量避免盲目扩大水稻种植面积，防止因水稻种植面积过度扩大带来的水资源需求增加，从而影响农业水资源的统筹和水资源可持续利用。

3.3 加强设施农业生产 辽宁设施农业空前发展，不但很好地利用了气候资源，而且提高了农民收入。合理利用气候资源，继续扩大设施农业生产面积和种类，促进农民增收。

3.4 培育新品种 气候变暖会增加病虫害的威胁，也会相应加重干旱等自然灾害的危险性，需要大力开展抗旱涝、耐低温、抗病虫害等育种技术的研究，增强农业适应气候变化的能力。

参考文献

[1]李丹，白鑫，张宇，等.辽宁之窗[M].哈尔滨：哈尔滨地图出版社，2010.

[2]IPCC核心撰写组，PACHAURIRK.气候变化2007：综合报告[R].日内瓦：IPCC，2007：28-29.

[3]王翠花，李雄，缪启龙.中国近50年来日最低气温变化特征研究[J].地理科学，2003，23（4）：442-448.

[4]刘吉峰，李世杰，丁裕国，等.近几十年我国极端气温变化特征分区方法探讨[J].山地学报，2006，24（3）：291-297.

[5]龚强，汪宏宇，张运福，等.辽宁省气候变化及对极端天气气候的影响[J].生态学杂志，2013，32（6）：1525-1531.

[6]李广霞，刘雪峰，李军林，等.辽宁省气温与降水变化特征[J].安徽农业科学，2010，38（32）：18337-18342.

[7]施能.气象科研与预报中的多元分析方法[M].北京：气象出版社，2002：1-74.

[8]纪瑞鹏，陈鹏师，张玉书，等.气候变化对辽宁农业的影响和减轻自然灾害的对策建议[J].环境保护与循环经济，2009（1）：53-54.

[9]赵春雨，王颖，张玉书，等.近50年辽宁省作物生长季气候条件变化对农业生产的影响[J].灾害学，2009，23（6）：48-53.

[10]罗新兰，安娟，刘新安，等.东北三省玉米生育热量指标与品种熟型分布研究[J].沈阳农业大学学报，2000，31（4）：318-323.

[11]张翠艳.近50年来锦州地区气候变化对生态环境及农业生产的影响[J].安徽农业科学，2008，36（29）：12835-12837，12912.

[12]马树庆，王琪，罗新兰.基于分期播种的气候变化对东北地区玉米（Zea mays）生长发育和产量的影响[J].生态学报，2008，28（5）：2131-2139. （责编：张宏民）