近37年沾化冬枣主产区热量资源变化情况分析

孙亚丽，田世芹

(滨州市气象局，山东滨州 256600)

20世纪80年代以来，全球气候明显变暖，气候变化研究日益受到重视，各国学者都力求从过去的气候变化中展望未来的变化趋势[1,2]。热量是最重要的气候资源之一，它决定着一个地区的生态环境、植被分布、农作物种类及种植方式、作物品种和产量[3]。沾化冬枣主产区山东省沾化区内，有优质冬枣正常生长所需的光、温、水等气候资源条件。在全球气候变暖背景下，冬枣主产区气候已经发生了明显的改变。研究主产区的热量资源变化对发展冬枣产业和引种冬枣有着重要意义。例如发展冬枣生产需重视对洪涝、干旱等气象灾害的防御；考虑品种推广的生长适宜性问题；关注越冬期低温不足对病虫害发展的影响等。

1 资料来源与研究方法

1.1 资料来源与研究指标

所用气象资料源于沾化气象站(东经118°08′，北纬37°41′)，选取了1981～2017年37年的年平均气温、日平均气温≥0℃积温和无霜期日数为研究指标，结合冬枣各生育期所需的温度条件，选取了≥5℃积温、≥10℃积温、≥20℃积温、≥25℃积温等指标进行研究。

年平均气温是体现一个地区气候冷暖、热量资源多寡的基本气候要素之一[4,5]；日平均气温≥0℃的积温是农牧林业重要的热量指标，气温≥0℃是土壤昼消夜冻、冬小麦返青、牧草萌发、早春作物开始顶凌播种的临界温度，也是越冬作物停止生长、土壤开始冻结、牧草和树木开始休眠的时间；无霜期日数是衡量农业气候热量资源丰富程度的指标。

1.2 研究方法

最小二乘法。对年平均气温、≥0℃积温、≥5℃积温、≥10℃积温、≥20℃积温、≥25℃积温等气候要素指标进行分析。利用最小二乘法拟合一元线性方程分析气候数据的变化趋势, 表达式：X=at+b，式中X为气候要素指标，a、b为回归系数,把a×10称作该气候要素指标的倾向率(表明气候要素的变化趋势的指标),t为时间(年)，t=1,2,3,…,n。

Mann-Kendall检验法，是世界气象组织推荐并已广泛应用的非参数统计方法，能有效区分某一自然过程是处于自然波动还是存在确定的变化趋势。对于非正态分布的水文气象数据，Mann-Kendall秩次相关检验具有更加突出的适用性，可以明确突变开始的时间，指出突变区域。进行气候突变分析时，UF为气象要素顺序时间序列的统计量变化曲线，UB为逆序时间序列的统计量变化曲线。若UF或UB值≥0，则表明序列呈上升趋势，若值≤0则表明序列呈下降趋势。当值超过临界值直线时，表明上升或下降趋势显著。如果UF和UB两条曲线出现交点，且交点在临界线之间，那么交点对应的时刻便是气象要素突变开始的时间[6]。

2 结果与分析

2.1 各气候要素的时间变化特征分析

如表1，由1981～2017年37年的气候要素指标回归方程看，沾化县年平均气温以0.43℃/10年的倾向率呈显著上升趋势；≥0℃的积温以123.49℃/10年的倾向率呈增长趋势；≥5℃的积温以113.50℃/10年的倾向率呈显著上升趋势；≥10℃的积温以71.46℃/10年的倾向率呈上升趋势；≥20℃的积温以169.50℃/10年的倾向率呈上升趋势；≥25℃积温和无霜期日数呈缓慢减少趋势。

表1 1981～2017年沾化县气候要素回归方程

2.2 各气候要素的突变特征分析

Mann-Kendall检验表明，自20世纪90年代以来，沾化县年平均气温有明显增温趋势，也导致了积温的增加。

图1A的UF曲线显示，1999年开始年均平均气温升高趋势超过了0.05临界线(U0.05=±1.96)的显著性水平，2004年超过了0.01临界线(U0.01=±2.56)显著性水平。表明年平均气温增加趋势明显。因该图中UF、UB曲线交于0.05临界线外，不考虑其为突变开始时间。

图1B的UF曲线显示，20世纪90年代末期≥0℃的积温有明显的增加趋势，至2001年，这种增长趋势超过了0.05临界线的显著性水平，2005年超过了0.01临界线显著性水平，表明年平均气温增加趋势明显。因该图中UF、UB曲线交于0.05临界线以外，不考虑其为突变开始时间。

图1C显示，20世纪90年代末期≥5℃的积温有明显的增加趋势，至2006年，增温趋势超过了0.05临界线的显著性水平；UF和UB曲线交于2004年，表明2004年为年平均气温升高的突变起始年，突变后较突变前≥5℃的积温增加了234.7℃。

图1D显示，≥10℃的积温增加趋势2005年开始超过了0.05临界线的显著性水平；UF和UB曲线交于1998年，突变后较突变前≥10℃的积温增加了375.2℃。

图1E表明，进入21世纪前后，≥20℃的积温有明显的增加趋势，至2013年，增温趋势超过了0.05临界线的显著性水平；UF、UB曲线交于2012年,突变后较突变前≥20℃的积温增加了97.8℃。

图1F表明，≥25℃的积温呈现先增加后减少的趋势，UF、UB曲线分别交于1997年、2001年、2006年和2007年。通过滑动T检验进一步验证得2001年为真正突变年，突变后较突变前增加了514.2℃。

图1G表明，20世纪90年代末期无霜期日数呈显著增加趋势，2001年开始这种增温的趋势超过了0.05临界线的显著性水平，2003年超过了0.01临界线显著性水平，表明无霜期日数增加趋势明显；UF和UB曲线分别交于1994年、2012年和2014年。通过滑动T检验进一步验证得2014年为真正突变年，突变后较突变前增加了20天。

3 小结

1981～2017年37年来沾化冬枣主产区气候呈增暖趋势，特别是20世纪末期，年平均气温、≥0℃积温、≥5℃积温、≥20℃积温和≥25℃积温的增加趋势尤其明显。冬枣作为喜温树种，热量资源丰富有利于提升枣品质，但导致果实采摘期提前。在气候变暖条件下，高温热害及洪涝干旱等气象灾害亦呈多发趋势，故在发展冬枣时，需重视对洪涝、干旱等气象灾害的防御。

面对沾化冬枣主产区热量资源不断增多的情况，冬枣产业发展部门需要特别重视气候变暖对种植地区、种植品种及生产措施等多方面的影响，在品种推广时需特别考虑该品种在变暖背景下的生长适宜性问题。在生产措施方面需着重关注越冬期低温不足对病虫害发展的影响。

图1 沾化县近37年气象指标突变分析