宁夏番茄开花- 收获期气温的时空变化特征

董国庆，朱婷艳，李文琛

（1． 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室/ 宁夏气象防灾减灾重点实验室，宁夏 银川 750002；2． 宁夏回族自治区惠农区气象局，宁夏 石嘴山 753200）

近百年来，在全球变暖背景下极端天气和气候事件频发，使得国内外许多学者开展了广泛的研究。众多学者还对中国局部地区的极端气温事件进行了相关研究[1-5]，对正确认识极端气温事件的变化规律具有非常重要的意义。但前人对极端气温变化的研究多集中在全国或各省、区全年或分季节极端高温和极端低温的平均变化及极端冷暖指数等的时空分布特征。关于宁夏气温变化特征的研究[6-8]，主要集中在21 世纪前几年，且只是单一的对宁夏气温的整体变化特征和趋势进行了研究，关于极端气温指数的变化的研究并不多见。宁夏地区农作物生长季常发生高温、霜冻等灾害， 农业是对气候变暖反应最为敏感的部门之一，番茄作为宁夏地区种植的主要经济农作物之一，系统细致地分析宁夏地区番茄生长期气温的时空变化特征等方面的研究较为缺乏，尤其是对生长期极端气温指数的时空变化分析更为鲜见。在前人研究的基础上，本研究以宁夏地区为研究区域，试图通过对番茄开花- 收获期内平均气温以及极端气温指数的时空变化特征进行分析，揭示宁夏番茄开花- 收获期内气温的时空变化规律，明确宁夏番茄开花- 收获期极端低温、高温灾害的发生时段和范围，为研究区域进行极端灾害的防抗避减、调整农业种植结构，充分利用热量资源提供科学参考。

1 资料与方法

1.1 资料来源

气象数据采用宁夏气象站点2007-2016 年6-9 月逐日平均、最高、最低气温等常规观测资料，考虑适宜番茄种植需求，筛选出25 个站点进行分析，剔除了不适宜番茄种植的六盘山站数据。

1.2 研究方法

1.2.1 研究指标确定

结合相关研究中极端气温指标的选择和番茄生长对温度的要求选取了8 个极端温度指标（表1）来分析宁夏番茄开花-收获期极端温度的时空变化规律。

表1 极端温度指标

本文应用线性倾向估计法[9]来分析其时间变化趋势，计算过程采用最小二乘法进行估计，用线性倾向值来分析各要素的年际变化率，显著性水平取α=0.05 和 α=0.01，如果检验的显著性水平小于0.05，则认为达到了α=0.05 的显著性水平检验；如果检验的显著性水平小于0.01，则认为达到了α=0.01的显著性水平检验。

1.2.2 研究时段划分

本研究中所指的宁夏番茄开花- 收获期是6 月1 日到9 月30 日的4 个月。

2 结果与分析

2.1 宁夏番茄开花- 收获期平均气温的变化特征

从宁夏各地2007-2016 年番茄开花- 收获期平均气温变化曲线图( 图1) 可以看出，近10 年宁夏全区番茄开花- 收获期平均气温为19.9℃，在19.4-20.6℃之间波动，最低值出现在2007 年，为19.4℃，在2016 年达到了近10 年的最高值，为20.6℃，最高值与最低值相差了1.2℃。番茄开花- 收获期平均气温上升趋势未通过0.05 信度的显著性检验，说明平均气温总体上升趋势不显著。

图1 宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均气温变化（单位： ℃）

宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均最高气温平均值为26.2℃，由图2（a）可知，平均最高气温最高值为27.3℃，出现时间为2016 年，最低值为25.5℃，出现时间为2007 年，最高值与最低值相差1.8℃，变化幅度大于平均气温。平均最高气温线性变化趋势未通过0.05 信度的显著性检验，说明宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均最高气温总体上升趋势不显著。

图2 宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均最高、最低气温变化

宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均最低气温平均值为14.4℃，由图2（b）可知，最高值为15.1℃，出现在2016 年，最低值为13.9℃，分别出现在2008 年和2015 年，最高值与最低值相差1.2℃，变幅小于平均最高气温。平均最低气温线性变化趋势未通过0.05 信度的显著性检验，说明宁夏2007-2016年番茄开花- 收获期平均最低气温变化比较平稳，上升趋势不显著。

2.2 宁夏番茄开花- 收获期极端温度指标的变化趋势

2.2.1 极端温度指标年际变化趋势

从表2 可以看出，8 个极端温度指标中LMaxT 线性倾向率最大，为6.68℃/10 年，且通过了α=0.05 的显著性检验，与日最高气温相关的极端温度指标线性倾向率普遍较大，与日最低气温相关的极端温度指标线性倾向率均比较小，最小的为0.14℃/10 年，除LMaxT 外其他7 个指标均未通过显著性检验。也就是说，宁夏番茄开花- 收获期内与日最低气温相关的极端气温升温幅度低于与日最高气温相关的极端气温，2007-2016年番茄开花- 收获期极端最低气温未发生显著升高。

表2 极端温度指标线性变化趋势

2.2.2 极端温度指标逐月变化趋势

对25 个站点不同月份的极端温度值进行平均，分析宁夏番茄开花- 收获期内不同月份极端温度指标的变化。HMinT 在6 月、7 月和8 月基本保持平稳状态，变幅在3.0℃以内；9 月明显低于其他3 月，2007-2016 年变幅也大于其他三个月，最小值与最大值相差4.1℃。LMinT 在7 月最高，9 月最低，整体变化较为平稳；6 月最低值出现在2013 年，为7.0℃；7 月最低值出现在2011 年，为10.5℃；8 月最低值出现在2008 年，为6.6℃；9 月最低值出现在2012 年，为1.5℃。HMaxT 在6月、7 月、8 月和9 月四个月的上升趋势都不明显，且波动较小，变幅均在3.0℃以内；7 月最高，最高值出现在2015 年，为35.9℃；9 月最小，最高值为30.1℃。LMaxT 在6 月、7 月和8 月三个月波动较小，9 月呈现明显上升的趋势，上升速率为6.9℃/10 年。

2.2.3 极端温度指标的空间变化趋势

极端气温各指标总体上均表现为从中北部向南递减的趋势。LMinT 变化幅度在-1.9 ～4.2℃之间，相差6.1℃，最低点为位于固原市的西吉站。有80% 的站点（20 个）小于3.0℃，有20% 的站点（5 个）小于0℃，也就是说，在2007-2016 年10 年中番茄开花- 收获期有80% 的站点出现过轻霜冻，有20% 的站点出现过霜冻。HMaxT 变化幅度在29.9 ～39.5℃之间，相差9.6℃；在2007-2016 年10 年中番茄开花- 收获期有76% 的站点（19 个）大于35.0℃，出现过高温。HMinT 最大值出现在吴忠站，为25.9℃，最小值出现在固原市的泾源站，为18.4℃，相差7.5℃。LMaxT 变化幅度在4.7 ～12.6℃之间，相差7.9℃。

3 结论与讨论

利用宁夏2007-2016 年6-9 月逐日平均、最高、最低气温资料，分析了番茄开花- 收获期内平均气温和极端气温指标的时空变化特征。研究结果表明：

宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均气温为19.9℃，在19.4-20.6℃之间波动，平均最高气温平均值为26.2℃，平均最低气温平均值为14.4℃。线性变化趋势均未通过0.05 信度的显著性检验，说明宁夏2007-2016 年番茄开花- 收获期平均气温、平均最高气温和平均最低气温上升趋势均不显著。

从极端温度指标变化特征来看，极端温度指标中LMaxT 线性倾向率最大，为6.68℃/10 年，且通过了α=0.05 的显著性检验，与日最低气温相关的极端温度指标线性倾向率均比较小，除LMaxT 外其他7 个指标均未通过显著性检验。宁夏番茄开花-收获期内与日最高气温相关的极端气温明显比与日最低气温相关的极端气温升高得快，2007-2016 年番茄开花- 收获期极端最低气温未发生显著升高。

HMinT 在6 月、7 月和8 月基本保持平稳状态；9 月明显低于其他3 月。LMinT 在7 月最高，9 月最低，整体变化较为平稳。HMaxT 在6 月、7 月、8 月和9 月四个月的上升趋势都不明显，且波动较小，7 月最高，9 月最小。LMaxT 在6 月、7月和8 月三个月波动较小，9 月呈现明显上升的趋势，上升速率为6.9℃/10 年。

极端气温各指标空间变化总体上均表现为从中北部向南递减的趋势。LMinT 变化幅度在-1.9 ～4.2℃之间，在2007-2016 年10 年中番茄开花- 收获期有80% 的站点出现过轻霜冻，有20% 的站点出现过霜冻。HMaxT 变化幅度在29.9 ～39.5℃之间，在2007-2016 年10 年中番茄开花- 收获期有76% 的站点（19 个）大于35.0℃，出现过高温。HMinT 最大值出现在吴忠站，为25.9℃，最小值出现在固原市的泾源站，为18.4℃，相差7.5℃。LMaxT 变化幅度在4.7 ～12.6℃之间，相差7.9℃。