沈阳地区农业气候资源分析

李 石， 宋晓巍， 张 菁， 慕臣英， 徐全辉， 郑 闯， 刘 青

(辽宁省沈阳市气象局，辽宁沈阳 110168)



沈阳地区农业气候资源分析

李 石， 宋晓巍， 张 菁， 慕臣英， 徐全辉， 郑 闯， 刘 青

(辽宁省沈阳市气象局，辽宁沈阳 110168)

利用沈阳地区1981—2010年气候资料，应用GIS和线性气候倾向率方法对年日照、≥10 ℃积温、温度、降水等气候资源进行诊断分析。结果表明，近30年来沈阳地区日照时数呈现逐年减少的趋势，日照时数的年际变化存在明显的季节差异，春季、夏季、秋季均呈现减少的趋势；≥10 ℃积温、平均温度、平均最高温度、平均最低温度均呈逐渐升高的趋势，沈阳地区呈现出“暖干“状态；降水量呈减少趋势，趋势并不剧烈，但地域差异较大。

农业气候资源；日照；温度；降水；沈阳地区

一般来说，农业气候资源包括热量、降水、日照等，具体指生长期的长短、总热量和降水的多少及其年内和年际间的分配与变化[1]。全球变暖已经是不可争论的事实，在近100年里全球平均温度升高了0.3～0.6 ℃，特别是20世纪80年代以来，增温更为迅猛[2]，纪瑞鹏等[3-4]分析得出近30年来辽宁总体农业气候变化存在以“气温显著升高，降水、日照减少”为主要特点的暖干化趋势，气候暖干化趋势存在季节性和地域性的差异，暖干化趋势在秋季表现更明显。目前，针对沈阳地区农业气候资源的研究并不多见，关于沈阳市农业气候资源时空变化特征分析的报道更少。因此，笔者基于沈阳市5个区县站1981—2010年气温、降水、日照、≥10 ℃积温等资料，采用GIS和线性气候倾向率方法，分析了近30年沈阳地区农业气候资源变化特征，为探讨该地区农业气候资源变化的可能影响与指导农业生产提供科学依据。

1 资料与方法

所用资料来源于沈阳地区康平、法库、东陵、新民、辽中国家基准观测站1981—2010年的气候资料。采用线性气候倾向率方法分析日照、温度和降水的变化特征，同时利用GIS软件对5个气象观测站的气象数据进行插值，从而得到相应的空间分布图。

2 结果与分析

2.1 日照时数变化 由图1可见，近30年沈阳地区日照时数呈减少趋势，其减幅为55 h/10 a，1981—1990、1991—2010、2001—2010年日照时数距平分别为51、27、-77 h。沈阳地区日照时数的年际变化存在明显的季节差异，春季、夏季、秋季、冬季日照时数的线性倾向率分别为-17、-36、-11、9 h/10 a，可见冬季日照时数呈现增多的趋势，春季、夏季、秋季均呈现减少的趋势，夏季日照时数的减少幅度最大，其次为春季和秋季。

图1 1981—2010年沈阳地区日照时数年变化Fig.1 Annual changes of sunshine hours in Shenyang area from 1981 to 2010

2.2 温度变化

2.2.1 ≥10 ℃积温。沈阳地区日平均温度≥10 ℃出现的最早日期为2004年的4月5日，出现的最晚日期为2005年的5月9日；≥10 ℃积温持续时间最长为187 d，出现在1981年；持续时间最短为156 d，出现在1993年；≥10 ℃积温天数平均为177 d。1981—2010年沈阳地区≥10 ℃积温整体呈上升趋势，各地农业热量条件良好；1981—1990年≥10 ℃积温最高值为3 541.6 ℃·d，最低为3 287.2 ℃·d，全市平均为3 348.5 ℃·d；1991—2000年≥10 ℃积温最高值为3 811.0 ℃·d，最低值为3 165.0 ℃·d，全市平均为3 423.7 ℃·d；2001—2010年≥10 ℃积温最高值为3 808.0 ℃·d，最低值为3 267.8 ℃·d，全市平均为3 529.6 ℃·d。2001—2010年全市≥10 ℃积温比1981—1990年高181.1 ℃·d，1981—1990、1991—2000年全市≥10 ℃积温均为负距平，分别为-85.4、-10.2 ℃·d，2001—2010年全市≥10 ℃积温为正距平(95.7 ℃·d)。

2.2.2 平均气温。近30年沈阳地区平均温度呈现逐年上升的趋势，由于增温速率的不均匀，使得南部地区与其他地区的温度梯度逐渐减小，南北温差有逐渐缩小的趋势(图2)。近30年沈阳地区年平均气温为7.2～9.3 ℃，20世纪80、90年代各地年平均气温均呈明显的升高趋势，全市平均气温1991—2000年比1981—1990年增高0.4 ℃，全市所有地区平均气温均有上升，增幅为0.5 ℃，沈阳市区增幅较少，新民地区增幅最大；2001—2010年平均气温比1981—1990年增高0.5 ℃，各地区气温均呈现上升趋势，增幅为0～0.8 ℃，沈阳市区增幅最小，法库地区升温最大(图3)。2001—2010年沈阳年平均气温升高明显，与30年平均值相比，沈阳各地区年平均气温升幅达0.2 ℃/10 a，沈阳市区为负增幅，其他地区为正增幅，辽中增幅最小(0.1 ℃/10 a)，法库增幅最大(0.4 ℃/10 a)。近30年沈阳地区平均气温线性倾向率为0～0.4 ℃/10 a，沈阳北部地区气温上升幅度大于南部地区，南北部温差逐渐减小。

图2 1981—2010年沈阳地区平均温度气候倾向率分布Fig.2 Climate trend rate distribution of mean temperature in Shenyang area from 1981 to 2010

图3 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈阳地区年平均温度分布Fig.3 Distribution of annual average temperature in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

2.2.3 平均最高气温。近30年沈阳各地最高平均气温为12.5～15.1 ℃，整体呈上升趋势，气候倾向率为0.1～0.3 ℃/10 a，全市平均最高气温线性倾向率为0.2 ℃/10 a，倾向率随地域变化从大到小依次为北部、中部、南部(图4)。1981—1990年平均最高气温偏低，距平值为-0.3 ℃，1991—2000年平均最高气温略高，2001—2010年平均最高温度偏高，距平值为0.3 ℃(图5)。

图4 1981—2010年沈阳地区平均最高温度气候倾向率分布Fig.4 Climate trend rate distribution of average maximum temperature in Shenyang area from 1981 to 2010

2.2.4 平均最低气温。近30年沈阳各地平均最低气温为2.2～3.7 ℃，法库平均最低气温为2.2 ℃，为沈阳地区最冷的地方；1981—1990、1991—2000、2001—2010年平均最低气温距平值分别为-0.3、0.2、0.2 ℃(图6)。近30年来沈阳平均最低温度整体呈现上升的趋势，各地平均最低气温线性倾向率为-0.2～0.5 ℃/10 a，全市平均最低气温线性倾向率为0.2 ℃/10 a，倾向率随地域变化从大到小依次为北部、中部、南部(图7)。

2.3 降水量变化 1981—2010年沈阳市降水量空间分布不均匀，局地差异较大，其地域分布特点大致从西北向东南方向递增，沈阳市区降水量呈增多趋势，其他地区降水量呈减少趋势，年降水量减少最大的是辽中，线性倾向率为-22.8 mm/10 a(图8～9)。沈阳地区年降水量平均为608 mm,

图5 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈阳地区平均最高温度分布Fig.5 Distribution of average maximum temperature in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

图6 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈阳地区平均最低温度分布Fig.6 Distribution of average minimum temperature in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

图7 1981—2010年沈阳地区平均最低温度气候倾向率分布Fig.7 Climate trend rate distribution of average minimum temperature from 1981 to 2010 in Shenyang area

图8 1981—2010年沈阳地区年降水量气候倾向率分布Fig.8 Climate trend rate distribution of average precipitation from 1981 to 2010 in Shenyang area

年降水量随年份呈减少的趋势，降水倾向率为-8.4 mm/10 a,2010年降水量最多,为948 mm,2001年降水量最少,为426 mm,两者相差522 mm。从降水地域分布上看，年降水量从多到少依次为南部、中部、北部，降水量最多的是沈阳市区，年降水量为698 mm,年降水量最少的是康平，为521 mm。季节分布上，60%～70%的降水出现在作物需水量比较大的夏季。

图9 1981—1990年(a)、1991—2000年(b)和2001—2010年(c)沈阳地区年降水量分布Fig.9 Distribution of annual precipitation in 1981-1990 (a),1991-2000 (b) and 2001-2010 (c) in Shenyang area

3 结论

(1)1981—2010年沈阳地区日照时数呈现逐渐减少的趋势，日照时数的年际变化存在明显的季节差异，春季、夏季、秋季均呈减少趋势。

(2)近30年沈阳地区平均温度、平均最高温度、平均最低温度以及≥10 ℃积温均呈逐渐升高的趋势，总体来说沈阳地区呈现出“暖干“趋势，这种变化对该地区作物的影响比较复杂，且弊利共存。

(3)近30年沈阳地区降水量呈减少趋势，趋势并不剧烈，但地域差异较大，表现为从西北向东南方向递增。

[1] 李继由.农业气候资源理论及其充分利用[J].自然资源，1995，17(1)：1-9.

[2] 董杰,贾学锋.全球气候变化对中国自然灾害的可能影响[J].聊城大学学报:自然科学版，2004,17(2)：58-62.

[3] 纪瑞鹏，张玉书，冯锐，等.辽宁省农业气候资源变化特征分析[J].资源科学，2007,29(2)：74-82.

[4] 纪瑞鹏，陈鹏狮，冯锐，等.农业气候资源综合评价方法研究：以辽宁省为例[J].自然资源学报，2010，25(1)：121-130.

Analysis on Agricultural Climate Resources in Shenyang Area

LI Shi,SONG Xiao-wei,ZHANG Jing et al

(Shenyang City Meteorological Bureau,Shenyang,Liaoning 110168)

Using the climate data from 1981 to 2010 in Shenyang,the climatic resources such as annual sunshine,≥ 10 ℃ accumulated temperature,temperature and precipitation were analyzed by GIS and linear climate tendency method.The results showed that the sunshine hours showed a decreasing trend in recent 30 years in Shenyang,the annual variation of sunshine duration had obvious seasonal differences, and the spring, summer and autumn showed a decreasing trend.≥ 10 ℃ accumulated temperature,average temperature,average maximum temperature and average minimum temperature were rising trend,and Shenyang area showed a warm - dry state.Precipitation showed a decreasing trend,the trend was not severe,but the regional difference was great.

Agricultural climate resources;Sunshine;Temperature;Precipitation; Shenyang area

李石(1982- )，女，辽宁铁岭人，工程师，硕士，从事应用气象研究。

2016-09-01

S 162.2

A

0517-6611(2016)31-0190-04