营口熊岳地区农业气候变化规律研究

高 亮，韩学颖，王庆菊

（辽宁农业职业技术学院，辽宁 营口 115009）

近年来全球变暖提速，极端天气增多，生态环境恶化，对农林生产的影响愈加显著[1]。分析各项气候指标变化特征，探讨气候变化对植物引种、栽培和产业布局的影响，可以为地区应对气候变化提供科学依据和决策支持[2-3]。营口市熊岳镇位于辽东半岛中部，地处东经 122°15′，北纬 40°17′，海拔20.4 m，属于北温带海洋性季风气候，年均气温9.8 ℃，是大多数苹果、樱桃、桃等温带落叶果树分布的北界[4]。本文利用1984-2019 年熊岳气象站的气象数据资源，对熊岳地区的全年气温、气温日较差、积温、降水量、干旱指数和日照时数的时间变化特征进行分析，以期为当地的农林生产等提供科学参考。

1 资料与方法

1.1 数据来源

文中采用的气象资料取自全国温室数据系统数据共享平台（http://data.sheshiyuanyi.com/AreaData/），涵盖熊岳国家基本气象站1984-2019 年的逐日气温、全年积温、降水量、蒸发量和日照时数等气象要素。极个别日期原始气象数据缺失，为保证分析的完整性，根据插值法原理使用相邻年份同日数据的平均值进行补充。使用大型蒸发量代表实际蒸发量，对于小型蒸发量数据，使用折减系数K=0.7进行换算[5-6]。

1.2 研究方法

运用相关分析和回归分析对熊岳地区各气象要素的变化趋势进行研究。使用Excel 建立一元线性回归方程：y=kx+b。在涉及的主要参数中，回归系数k反映了气候变量随时间的变化速率，通常以其10 倍作为气候变量的倾向率。拟合优度R2表示回归方程所能解释的因变量变异性所占的百分比。使用SPSS 统计分析软件对两个变量之间的Pearson相关系数r进行显著性检验，以作出合理分析和适当预测。对相关系数r进行显著性检验的目的是为了证明相关性的产生不是偶然因素导致的，一般认为P＜0.05 为显著相关，P＜0.01 为极显著相关。

2 结果与分析

2.1 气温分析

2.1.1 平均气温变化分析

根据熊岳地区1984-2019 年的数据进行分析，全年和四季平均气温的波动状况和变化趋势见图1。

图1 熊岳地区1984-2019年全年和四季平均气温变化趋势图

结合原始数据进行分析得出，熊岳地区36 a来年均气温的均值为9.8 ℃，最大值11.1 ℃，最小值8.4 ℃。全年（图1-a）、春季（3-5 月）和夏季（6-8 月，图1-b）、秋季（9-11 月）和冬季（12月-次年2 月，图1-c）的平均气温倾向率（℃/10 a，下同） 依次是 0.32、0.49、0.36、0.27 和 0.15。显著性P的数值表明，全年、春季、夏季气温升高极显著，秋季气温升高显著，冬季不显著；平均气温倾向率的对比表明，熊岳地区春季气温上升最大，夏季、秋季、冬季依次变小，说明春季气温对气候变暖的响应最为明显，这会引起植物春季物候期提前，对农耕生产有一定的影响。

2.1.2 气温日较差变化分析

根据日最高气温和日最低气温计算得到了气温日较差。熊岳地区1984-2019年平均气温日较差变化趋势见图2。从图2 可以看出，年均气温日较差倾向率为0.11 ℃/10 a，呈不显著的升高趋势，这有利于干物质积累和农作物增产。

图2 熊岳地区1984-2019年平均气温日较差变化趋势图

2.1.3 积温变化分析

积温是衡量作物生长发育所需热量条件的重要指标[7]。10 ℃是多数喜温作物生长的下限温度，≥10 ℃积温在很大程度上决定着一个地区适宜种植作物的品种[8]。熊岳地区全年≥10 ℃积温变化趋势见图3。从图3 可以看出，36 a 来熊岳地区全年≥10 ℃积温年均3 853 ℃·d，呈极显著的波动升高趋势，上升速率为94.75 ℃·d/10 a，这与近年来东北乃至全国≥10 ℃积温普遍增加的规律相一致[7-9]，这对植物器官的生长、成熟及植物越冬有一定的积极意义。

图3 熊岳地区1984-2019年积温变化趋势图

2.2 降水分析

2.2.1 雨日变化分析

熊岳地区雨日数和大雨（≥25 mm/d）日数的变化趋势如图4所示。

图4 熊岳地区1984-2019年雨日数变化趋势图

图4显示1984-2019年熊岳地区雨日数和大雨日数呈不显著的下降趋势，倾向率分别为-0.80 d/10 a和-0.56 d/10 a。

2.2.2 降水量变化分析

1984-2019年熊岳地区全年和四季降水量变化趋势见图5。从图5 可见，熊岳地区降水量波动很大，2012 年最多，为1 132.5 mm，2014 年最少，为314.1 mm，极差高达818.4 mm。全年降水量均值为599.6 mm，降水量超过600 mm 的年份有14个，占比39%。全年降水量倾向率为-16.27 mm/10 a，说明降水有趋于减少的趋势。春、夏、秋、冬四季的降水量倾向率（mm/10 a）依次为5.60、-14.46、-7.89、-0.50，除春季呈正增长外，夏、秋、冬三季均呈负增长，说明春季雨水有增多趋势，这对春耕有利，其他季节注意防旱。

图5 熊岳地区1984-2019年全年和四季降水量变化趋势图

2.2.3 干旱指数变化分析

干旱指数即蒸发量与降水量的比值，是反映气候干旱程度的指标，当干旱指数>1 时，说明地区偏于干燥。经过计算，获得了熊岳地区干旱指数变化趋势图（图6）。

图6 熊岳地区1984-2019年干旱指数变化趋势图

图6 显示，除2010 年和2012 年外，其他年份熊岳地区的干旱指数始终＞1，均值为1.90，尤其2014年高达3.41，意味着蒸发能力长期大于降水能力，说明熊岳地区有些年份存在干旱严重的问题。但是，干旱指数的气候变化倾向率为-0.01/10 a，说明该地区的干旱状况呈减小趋势。

2.3 日照分析

日照时数是表征太阳照射地面时间长短的指标，对农作物生长具有显著影响[10-11]。1984-2019年熊岳地区全年日照时数均值为2 686.9 h，整体呈升高趋势（见图7），倾向率达39.71 h/10 a，相关性不显著。这与全球和辽宁省日照时数呈现逐年降低趋势的研究不一致[12-13]，但日照时数增加对农作物生长发育及提高品质有积极意义。

图7 熊岳地区1984-2019全年日照时数变化趋势图

降水是影响日照时数的直接因素之一。日照时数与雨日、降水量相关关系见图8。

图8 显示日照时数与雨日数、降水量呈负相关，且日照时数与雨日数极显著相关，这表明雨日数的降低在一定程度上使日照时数有所升高，符合日照时数随降水的减少而增加的正常规律[13]。

图8 日照时数与雨日、降水量相关关系分析

3 结论

通过对营口市熊岳地区1984-2019 年的气温、气温日较差、积温、降水量和日照时数等气象要素趋势变化和显著性分析可知，熊岳地区平均气温9.8 ℃，年均气温、年均气温日较差整体呈升高趋势；年均≥10 ℃积温3 853 ℃·d，呈极显著的升高趋势；雨日数和大雨日数整体均呈降低的趋势；年均降水量599.6 mm，全年降水量波动很大，整体呈减少趋势，且多数年份的干旱指数＞1，呈现干旱状况，具体表现为春季雨水增多，夏、秋、冬三季略有干旱的趋势；年均日照时数为2 686.9 h，整体呈升高趋势。

气候变化对城乡绿化和农林生产都会有不同程度的影响，年均气温、年均气温日较差、≥10 ℃积温及日照时数的升高，有利于增加植物生长季营养物质的积累，提高当地不耐寒树种的越冬能力，从而可以降低冬季冻害发生的程度。基于全年降水量和雨日数减少，尤其夏、秋、冬三季呈现稍有干旱的趋势，熊岳地区农林产业工作者应加强日常的防旱保墒措施，以确保正常生产和经济效益。