项城市气温条件对农业的影响分析

龚局

摘 要：本文利用项城市气象站所测得的1971年1月1日至2010年12月31日的日平均温度资料，运用5d滑动平均法、线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法以及小波分析等方法，对项城市气温资源特征进行了分析，主要得出以下结论：项城市年平均气温总体上是呈增暖的趋势，在1992年出现突变，具有3种尺度的周期;稳定通过5℃的初、终日均有提前，初终间日数上升，稳定通过10℃的初日提前，终日稍有推后，初终间日数上升，稳定通过15℃的初日提前，终日稍有推后，初终间日数上升，稳定通过20℃的初、终日均有提前，初终间日数上升;各温度积温均有上升的趋势。

关键词：气温 项城市 特征分析 M-K检验

近百年来，全球气候变化最突出的特征是气候的显著变暖，中国变暖趋势与全球变暖的趋势大体一致。中国的气温在近百年来上升了0.5℃～0.8℃，同时表现出明显的年代际特征，20世纪60年代为弱下降趋势，1970—1980年为缓慢增暖趋势，20世纪80年代后期则出现显著增暖。

本文主要采用五日滑动平均法、线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法等对项城市气温变化特征进行了分析。

一、资料与概况

本文所用的气温资料，来自项城市气象站，包含1971年1月1日至2010年12月31日所有资料。

项城市地处河南省东南部，属暖湿性季风气候，历年平均气温为14.7℃，7月份最热，累年平均气温为27.5℃;1月份最冷，累年平均气温为0.5℃。

二、热量资源分析

（一）气温的年内变化特征

极端气温是反映的当地气温变化的剧烈程度，它包括了极端最高气温和极端最低气温。根据1971年至2010年项城市气象站气温资料数据统计，得出项城市每月的气温数据变化分析（圖1），1971年至2010年间项城市月平均气温7月份最高，达到了27.4℃，1月份最低，仅为1.1℃。由此可见，项城市全年温差较大，夏季炎热，冬季寒冷。

其中，项城市在2001年7月9日出现34.4℃的高温，为历年来最高;最低气温出现在1990年1月31日，达到-8.8℃。

（二）年平均气温的年际变化

1971—2010年，项城市气象站气温资料统计表明：年平均气温为15.2℃，其中最高年平均气温出现在2006年，为16.3℃，而最低年平均气温出现在1984年，仅为14.2℃。年平均气温总体上是呈增暖的趋势，且增幅较为显著，平均每十年间增加0.29℃，即气候倾向率为0.29d/10a。

（三）年平均气温的M-K检验

M-K法是一种非参数统计检验方法。根据UF曲线（图2），可以看出在20世纪70年代初至20世纪90年代初这段时间内，项城市的年平均气温一直处于一个波动起伏的状态，在20世纪90年代初至今，项城市的年平均气温总体上是呈现上升趋势的，而且自1993年以来，这种上升的趋势明显;根据UF曲线和UB曲线交点的位置，可以确定1971年至2010年项城市年平均气温在20世纪90年代初期存在突变上升的现象，具体是在1992年开始的。

（四）界限温度

运用5日滑动平均法对1971—2018年平均气温资料进行统计，获取通过某界限温度的日期，作为该界限温度的初日。同理，获得该界限温度的终日。

1.日平均温度稳定通过5℃初终日

稳定大于5℃的时期为越冬作物生长活动期以及早春喜凉作物的播种期，多数树木开始生长，其终日表示作物生长出现减缓，叶子变黄等。日平均温度稳定通过5℃的初终日期大致与喜凉作物的生长发育期所要求温度相当，所以5℃初终日期间持续天数可作为衡量喜凉作物的生长期长短指标。

河南省项城市稳定通过5℃的平均初日为2月19日，历年来出现的日期相差较大，在1月4日（2002年）以及3月16日（1971年）之间变化。总体上来看，初日时间有较大程度的提前，平均每10年提前了5.5天。

稳定通过5℃的平均终日为12月6日，历年来波动幅度较大，在11月13日（2009年）到12月20日（2004年）之间变化，但总体上来看平均终日变化不大，略有提前，平均每10年仅提前0.6天。

1971年至2010年河南省项城市稳定通过5℃的初终日期间平均天数为290天，总体上呈延长趋势，即冬作物或早春作物的生长期延长，平均每10年增加了4.9天。

2.日平均温度稳定通过10℃初终日

稳定大于10℃的时期为越冬作物生长活跃期和春季喜温作物开始播种和生长的临界温度，其终日表示喜凉作物的光合作用明显减弱，同时喜温作物停止生长，所以10℃初终日期间持续天数一般也称之为喜温作物生长期。

河南省项城市稳定通过10℃的平均初日为3月20日，最早为2月16日（2004年），最晚为4月7日（1972与1987年）。从历年的变化来看，初日有较为明显的提前，总体上平均每10年提前1.6天。

项城市稳定通过10℃的平均终日为11月14日，最早为11月4日（1981年），最晚为11月27日（1980年与2001年）。自1971年至2010年间稍有推后，但不是很明显，总体上看平均每10年仅推后0.1天，可忽略不计。

1971—2010年，河南省项城市稳定通过10℃的初终日期间平均天数为239天，总体上呈延长趋势，平均每10年增加了3.7天。

3.日平均温度稳定通过20℃初终日

稳定大于20℃的时期是喜温作物旺盛生长期和热带作物开始生长时期，其初日是水稻分蘖迅速增长开始期，终日是耐寒的晚稻安全齐穗大秋作物灌浆的下限日期，对水稻抽穗开花开始有影响，常常导致出现空壳，同时也是喜温作物光合作用最适宜温度的下限。20℃初终日期间持续天数一般也称之为热带作物生长期，也是双季稻生长的季节。

项城市稳定通过20℃的平均初日为5月11日，最早为4月26日（2005年），最晚为5月29日（1973年）。总体上来看，初日时间有一定程度的提前，平均每10年提前了2.0天。

稳定通过20℃的平均终日为9月28日，各年出现的时间相差甚远，最早出现在9月10日（2009年），最晚出现在10月19日（2002年），相差了一个月以上，但总体上来看平均终日变化并不明显，几乎可以忽略不计，平均每10年仅提前0.1天。

1971—2010年，河南省项城市稳定通过20℃的初终日期间平均天数为140天，总体上呈延长趋势，平均每10年增加了1.9天。

三、结论

本文利用1971年至2010年河南省項城市气象站所测得的资料，对项城市历年来热量资源进行了趋势分析和突变分析，得出如下结论。

第一，项城市历年平均气温为15.2℃，并且有明显的增暖趋势，平均每10年增加0.29℃，这种增暖的趋势在1992年出现突变，并在1998年左右开始变得更为显著，项城市月平均气温7月份为最高，1月份为最低，历年最高日均温达到34.4℃，最低达到-8.8℃。

第二，项城市稳定通过0℃的初、终日期以及初终间日数历年来差别不大;稳定通过5℃的平均初日为2月19日，并且有较为显著的提前趋势，稳定通过5℃的平均终日12月6日，稍有提前的趋势，初终间日数平均为290天，总体上每10年增加4.9天。

第三，稳定通过10℃的平均初日为3月20日，有提前的趋势，平均终日为11月14日，总体上看变化趋势不明显，初终间日数平均为239天，每10年增加3.7天;

第四，稳定通过15℃的平均初日为4月14日，有较为显著的提前趋势，平均终日为10月23日，稍有推后趋势，初终间日数平均为192天，每10年增加3.1天;

第五，稳定通过20℃的平均初日为5月11日，历年来有一定程度的提前，平均终日为9月28日，历年来变化不大，初终间日数平均为140天，每10年增加1.9天。

参考文献

[1]纪瑞鹏，陈鹏狮，冯锐等.农业气候资源综合评价方法研究[J].自然资源学报，2010，25（1）：242—246.

[2]宋水华，宋良娈.界限温度初终日期的确定及意义[J].沙漠与绿洲气象，2009，3（z1）：113—114.