李艳君
本文利用1958~2018年内蒙古兴安盟索伦镇60年年平均空气温度与浅层0厘米至20厘米耕作层温度资料,分析出了空气温度与耕作层0厘米至20厘米的函数关系。结果表明:0至20厘米封地温与空气温度呈线性关系,可以利用空气温度预报值来预测0至20厘米土壤耕作层地温,以便更好地指导农业生产生活。
索伦镇位于内蒙古科尔沁右翼前旗北部,地处内蒙古高原与松辽平原的过渡区,属于中温带半干旱大陆性季风气候。由于西部为大兴安岭主脊线,东部为松辽平原,地表植被由次生林到草地,是林业、牧业、农业结合的过度带。四季分明,气候寒冷干旱,冬季漫长寒冷,春季干旱多风,夏季温热短促,降水集中,雨热同季。无霜期较短,日照充足,降水量偏少,蒸发量大。随着气候变暖,索伦镇气候也随之有相应的变化。在实际预报中,仅提供了空气温度的预报,未提供土壤耕作层0至20厘米的地温预报,在农业生产过程中,地温的预报值对农业生产的指导意义更重要,本文选用兴安盟索伦国家基准气候站1958—2018年60年平均空气温度与浅层0厘米至20厘米耕作层温度资料,分析索伦镇空气温度与浅层耕作层地温的函数关系,以便预测土壤耕作层温度提供科学依据,更好地发挥气象指导农业生产生活的作用。
一、平均空气温度
索伦镇1958~2018年空气平均温度为2.7℃,呈上升趋势,平均每10年增加0.25℃。最高年份为2007年4.2℃,最低年份為1976年1.2℃,相差3.0℃,见图。
二、土壤浅层地温
1、地表0厘米地温
索伦镇1958~2018年地表0厘米平均地温为14.7℃,地温变化曲线呈上升趋势。最高年份为2000年21.8℃,最低年份为1961年4.8℃,相差17.0℃。0厘米地温变化的年际曲线关系式
Y=(9E-07)X5-0.0001X4+0.0055X3-0.1149X2+1.4012X+9.2487(R2=0.7003),其中Y为年平均地温度数,X为年份。
2、厘米地温
索伦镇1958~2018年5厘米平均地温为14.7℃,呈上升趋势。最高年份为2000年21.8℃,最低年份为1961年4.8℃,相差17.0℃。5厘米地温变化的年际曲线关系式
Y=(9E-07)X5-0.0001X4+0.0055X3-0.1149X2+1.4012X+9.2487(R2=0.7003),其中Y为年平均地温度数,X为年份。
3、10厘米地温
索伦镇1958~2018年10厘米平均地温为14.4℃,呈上升趋势。最高年份为2000年21.1℃,最低年份为2018年4.9℃,相差16.2℃。10厘米地温变化的年际曲线关系式
Y=(9E-07)X5-0.0001X4+0.0053X3-0.1139X2+1.4185X+8.7897(R2=0.6981),其中Y为年平均地温度数,X为年份。
4、15厘米地温
索伦镇1958~2018年15厘米平均地温为14.0℃,呈上升趋势。最高年份为2000年20.3℃,最低年份为2018年4.8℃,相差15.5℃。15厘米地温变化的年际曲线关系式
Y=(9E-07)X5-0.0001X4+0.0052X3-0.1115X2+1.3492X+8.9856(R2=0.7026),其中Y为年平均地温度数,X为年份。
5、20厘米地温
索伦镇1958~2018年20厘米平均地温为13.6℃,呈上升趋势。最高年份为2000年19.7℃,最低年份为1962年2.0℃,相差17.7℃。20厘米地温变化的年际曲线关系式
Y=(7E-07)X5-(9E-05)X4+0.0039X3-0.0833X2+1.0971X+9.3334(R2=0.6658),其中Y为年平均地温度数,X为年份。
6、0-20厘米年平均地温变化。索伦镇1958~2018年平均0-20厘米地温数据详见表。0厘米与5厘米历年平均地温度数一致,并以0-5厘米平均地温14.7℃最高,以20厘米13.6℃最低。
7、空气温度与0至20厘米地温函数关系
①空气温度与0厘米地温关系Y0=19.52-1.83X1
②空气温度与5厘米地温关系Y5=19.52-1.83X1
③空气温度与10厘米地温关系Y10=18.96-1.73X1
④空气温度与15厘米地温关系Y15=18.41-1.67X1
⑤空气温度与2厘米地温关系Y20=17.93-1.61X1
上述式中X1为空气温度,Y0为地表0厘米地温、Y5为地表5厘米地温、Y10为地表10厘米地温、Y15为地表15厘米地温、Y20为地表20厘米地温。
综上所述,通过对索伦镇1958~2018年60年年平均空气温度与浅层0厘米至20厘米耕作层温度资料分析出了得出:空气平均温度为2.7℃,呈上升趋势,平均每10年增加0.25℃;地表0厘米平均地温为14.7℃,5厘米平均地温为14.7℃,10厘米平均地温为14.4℃,15厘米平均地温为14.0℃,20厘米平均地温为13.6℃,且地温变化曲线呈上升趋势。年平均地温以0-5厘米最高,以20厘米最低。0厘米与5厘米变化趋势一致。空气温度与耕作层0厘米至20厘米地温存一定函数关系,可以利用空气温度预报值来预测0至20厘米土壤耕作层地温,以便更好地指导农业生产生活。
(作者单位:137709内蒙古兴安盟科右前旗索伦国家基准气候站)