北疆農(nóng)業(yè)熱量資源時空變化及其對熟制的影響研究

田彥君，張山清，徐文修，只　娟，蘇麗麗

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052； 2.新疆烏魯木齊市氣象局， 新疆 烏魯木齊 830001；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052)

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北疆農(nóng)業(yè)熱量資源時空變化及其對熟制的影響研究

田彥君1，張山清2，徐文修1，只娟3，蘇麗麗1

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052； 2.新疆烏魯木齊市氣象局， 新疆 烏魯木齊 830001；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 新疆 烏魯木齊 830052)

利用1961—2012年北疆48個代表站的年平均氣溫、無霜凍期和≥10℃積溫氣象資料，采用氣候傾向率、Mann-Kendall檢驗(yàn)和ArcGIS中反距離權(quán)重插值等方法分析了北疆各縣市農(nóng)業(yè)熱量資源的時空變化及其對熟制的影響。結(jié)果表明，近52年北疆年平均氣溫、無霜凍期和≥10℃積溫分別以0.36 ℃·10a-1、4.7 d·10a-1和80.66 ℃·d·10a-1的傾向率呈增加及延長趨勢，其中塔城地區(qū)、伊犁河谷和阿勒泰地區(qū)較其它地區(qū)增溫明顯。各氣象要素均在20世紀(jì)80年代之后發(fā)生突變，突變年后農(nóng)業(yè)熱量資源增加明顯，作物熟制從僅滿足一年一熟逐漸向多熟制發(fā)展，表現(xiàn)為，突變后一年三熟的地區(qū)較之前以吐魯番市為中心向周邊地區(qū)擴(kuò)大，一年二熟的地區(qū)擴(kuò)大到精河縣-克拉瑪依市沿線以東，克拉瑪依-奇臺-鄯善沿線以南天山以北的大部分地區(qū)和伊犁河谷西部以及哈密市周邊地區(qū)，而二年三熟地區(qū)增加較小，一年一熟的縣市呈繼續(xù)向高緯度地區(qū)減少的趨勢變化。

北疆;氣候變化;熱量資源;熟制

近百年來，全球氣候呈現(xiàn)以暖為主的變化趨勢，因此全球氣候變化以及其造成的影響的研究已成為近年全球科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。IPCC第五次評估報(bào)告指出，1880—2012年全球平均溫度升高了0.85(0.65～1.06)℃，尤其是在北半球，1983—2012年可能是最近1 400 a來氣溫最高的30 a，且過去30年的每個10年比1850—1980年的任何一個10年都暖[1]。而我國近50年來年平均表面溫度增加了1.1℃，明顯高于北半球同期的平均增溫速率[2]。許多學(xué)者對近年來新疆熱量資源和降水資源變化的研究表明，近50 a新疆大部分地區(qū)氣溫上升明顯，降水增多，呈“暖濕化”變化[3-4]，而高緯度的北疆地區(qū)，氣候變暖更為明顯[5-7]。

農(nóng)業(yè)對氣候變化非常敏感[8-9]，氣候變化對我國作物種植區(qū)劃和種植制度、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力、農(nóng)作物病蟲害以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理等方面已經(jīng)產(chǎn)生重要影響[10-11]。已有國內(nèi)學(xué)者研究表明，氣候變暖使我國農(nóng)區(qū)的熱量資源普遍增加，造成熟制邊界北移，特別是高緯度地區(qū)可多熟種植北移程度更加明顯，其中一年一熟區(qū)和一年二熟區(qū)分界線在山西省、陜西省、河北省境內(nèi)平均向北移動了26 km，可多熟種植的范圍擴(kuò)大[12]。

北疆為新疆北部較冷涼的地區(qū)，區(qū)域面積大，熱量資源分布不均衡，種植制度區(qū)域性分布明顯，20世紀(jì)80年代以來，隨著熱量資源的增加，已有學(xué)者對北疆氣候變化對棉花、玉米和小麥等作物種植區(qū)劃、播期和產(chǎn)量的影響展開研究[13-15]，并初步得出北疆熱量資源呈現(xiàn)增加的趨勢，棉花等作物可種植界限北移，產(chǎn)量也受到很大影響。而在氣候變化對北疆熟制和復(fù)種模式的影響方面，僅有學(xué)者對伊犁河谷地區(qū)進(jìn)行了研究，并得出伊犁河谷平原地區(qū)熱量資源突變后由一年一熟發(fā)展為一年兩熟[16]，但以整個北疆農(nóng)業(yè)大區(qū)作為研究對象，分析該區(qū)近50年農(nóng)業(yè)熱量資源變化對熟制和主要復(fù)種模式的影響鮮見報(bào)道。本文將結(jié)合北疆48個氣象臺站1961—2012年的氣象資料，全面系統(tǒng)分析北疆地區(qū)近52 a熱量資源的時空變化，揭示氣候變化對北疆熟制產(chǎn)生的影響，從而為北疆作物布局及多熟種植發(fā)展提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

北疆為天山以北的廣大地區(qū)，位于東經(jīng)79°53′～96°23′，北緯40°52′～49°11′，包括烏昌地區(qū)、克拉瑪依地區(qū)、伊犁哈薩克自治州、石河子地區(qū)、塔城地區(qū)、博爾塔拉蒙古自治州、阿勒泰地區(qū)、吐哈盆地，總面積為82.46萬km2，占新疆總面積的49.53%。該區(qū)為溫帶大陸性干旱半干旱氣候，年平均氣溫7.0℃，年平均降水量229.16 mm，年平均日照時數(shù)2 806.9 h，屬綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。該地區(qū)2011—2013年平均糧食播種面積105.72 km2，占新疆糧食總播種面積的50.28%，其中小麥平均播種面積為54.83 km2，占新疆糧食播種總面積的50.15%。

1.2數(shù)據(jù)來源

本研究選取北疆主要農(nóng)業(yè)區(qū)域內(nèi)43個縣市內(nèi)的48個氣象臺站1961—2012年的年平均氣溫、無霜凍期和≥10℃積溫逐日氣象數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均來自新疆維吾爾自治區(qū)氣象局。研究區(qū)域和氣象站點(diǎn)分布見圖1。

圖1研究區(qū)域及氣象臺站分布

Fig.1The study area and distribution of the meteorological stations in northern Xinjiang

1.3數(shù)據(jù)分析

1.3.1氣候要素分析用線性傾向率描述氣候要素變化的趨勢特征。采用最小二乘法，計(jì)算各氣候要素樣本Xi與時間t的線性回歸系數(shù)，其變化可用一次線性方程表示：

Xi=at+b(t= 1，2，…，n)

(1)

以公式(1)中線性回歸系數(shù)a的10倍作為氣候傾向率。 采用TREND-M-K軟件中的Mann-Kendall法(以下簡稱M-K法)，檢驗(yàn)確定突變發(fā)生年的位置[17]。

采用ArcGIS的反距離權(quán)重插值方法(IDW)，使用Arcmap軟件對各氣象要素處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行IDW差值，模擬出各氣象要素?cái)?shù)值的空間分布和熟制的變化。該方法根據(jù)地理學(xué)第一定律，距離越近的兩個事物，它們的屬性就越相似，反之這種相似性隨著距離的增加而減小，插值距離越近樣本點(diǎn)賦予的權(quán)重就越大，具體方法參見文獻(xiàn)[18-19]。本文ArcGIS的IDW所設(shè)定的Cell size的參數(shù)均為0.002，界限空間變動使用軟件中的測量工具(measure)度量，最后將結(jié)果用ArcGIS軟件表達(dá)。

1.3.2熟制類型的確定依據(jù)文獻(xiàn)[20-22]中提出的我國熟制帶確定所需的農(nóng)業(yè)熱量指標(biāo)，選定年平均氣溫、無霜凍期以及≥10℃積溫作為判斷某一地區(qū)熟制的主要指標(biāo)(表1)。

表1　北疆熟制判斷指標(biāo)

2　結(jié)果與分析

2.1年平均氣溫

2.1.1年平均氣溫時空變化熱量條件是決定一個地區(qū)能否復(fù)種的首要條件[21]，年平均氣溫能粗略評價一個地區(qū)的總體熱量狀況[22]。北疆近52 a年平均氣溫為7.0℃，并呈波動上升趨勢(圖2)，變化傾向率為0.36℃·10a-1，最低值出現(xiàn)在1969年為4.9℃，2007年達(dá)最高值8.5℃。進(jìn)一步分析累積距平，通過M-K檢驗(yàn)得出北疆近52 a年平均氣溫在1988年發(fā)生了顯著性突變， 突變后比突變前年平均氣溫升高了0.8℃，達(dá)7.6℃，且呈極顯著性差異(表2)。

圖2　北疆1961—2012年年平均氣溫趨勢及累積距平圖

注：*為顯著性相關(guān)，**為極顯著性相關(guān)。

進(jìn)一步分析北疆各縣市近52 a年平均氣溫可知(圖3)，各縣市年平均氣溫差異非常大，阿勒泰地區(qū)的青河縣、富蘊(yùn)縣周圍及和布克賽爾縣、巴里坤縣附近，年平均氣溫為0.7℃～4.0℃，為北疆較冷的地區(qū)，其中青河縣最冷僅0.7℃。最熱地區(qū)則是吐魯番市及托克遜縣附近，年平均氣溫高達(dá)14.7℃。而霍城縣以西的新源縣、克拉瑪依市、烏蘇市、哈密縣、淖毛湖以及圍繞吐魯番和托克遜縣外圍至鄯善縣周圍的區(qū)域年平均氣溫在8℃～12℃之間，除此之外，北疆廣大地區(qū)的年平均氣溫在4℃～8℃之間。

2.1.2年均氣溫對熟制的影響對比分析北疆年平均氣溫突變前后的變化可知(圖4)，突變前吐魯番市和托克遜縣站點(diǎn)附近的年均氣溫在12℃～14℃之間，可滿足作物一年二熟的條件；零星分布于克拉瑪依市、新源縣、伊犁河谷西部、吐魯番大部分地區(qū)和哈密市及淖毛湖站點(diǎn)周圍年均氣溫在8℃～12℃之間，滿足作物二年三熟的熱量條件。除此之外的和布克賽爾至青河縣北緣以北廣大地區(qū)、巴里坤縣以及伊吾縣周圍年均氣溫較低，只有0.1℃～5℃，作物熟制只能一年一熟。年均氣溫突變后，北疆各站點(diǎn)年平均氣溫增加至1.6℃～15.3℃之間，原本一年兩熟的區(qū)域有所擴(kuò)大，由吐魯番市和托克遜縣站點(diǎn)附近地區(qū)向周圍擴(kuò)大，并且鄯善縣站點(diǎn)附近地區(qū)則由突變前的兩年三熟也變?yōu)榱艘荒陜墒靺^(qū)。二年三熟的范圍擴(kuò)大更為明顯，由突變前僅零星圍繞克拉瑪依、新源、伊寧縣以西、哈密、淖毛湖站點(diǎn)附近的區(qū)域，擴(kuò)大到霍爾果斯-霍城-精河-克拉瑪依-烏蘇-瑪納斯-昌吉-吉木薩爾-哈密各站點(diǎn)以南的的整個地區(qū)，但僅有精河縣、烏蘇市、鞏留縣和米泉市的年均氣溫保證率高于80%。塔城市和裕民縣站點(diǎn)附近也由一年一熟變?yōu)槎耆?。一年一熟的地區(qū)明顯向高緯度以東地區(qū)縮小，充分說明隨著全球氣候變暖，北疆的熟制總體上呈現(xiàn)出由一年一熟向多熟制發(fā)展的變化趨勢。

2.2無霜凍期

2.2.1無霜凍期時空變化無霜凍期也是評價農(nóng)業(yè)熱量資源豐欠程度，衡量某地區(qū)作物生長期的長短的重要農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)[23-24]。為深入全面地了解氣候變化對復(fù)播作物熟制的影響，需進(jìn)一步分析北疆近52 a年平均無霜凍期的變化。由圖5可知，北疆近52 a年平均無霜凍期與年平均氣溫一樣也呈波動上升趨勢，變化傾向率為4.7 d·10a-1，在1997年達(dá)到歷年平均最高值201.7 d。經(jīng)過M-K檢驗(yàn)，北疆年平均無霜凍期在1994年發(fā)生了顯著突變(表2)，突變后比突變前平均無霜凍期增加了14.3 d，達(dá)180.3 d。

圖3　北疆近52年年平均氣溫空間分布

圖4　北疆近52 a年平均氣溫突變前(a)和突變后(b)空間分布

圖5北疆1961—2012年年平均無霜凍期趨勢和累積距平變化

Fig.5Variation of the daily meteorological data during the frost-free period in the northern Xinjiang from 1961 to 2012

進(jìn)一步分析近52 a北疆各縣市年平均無霜凍期可知(圖6)，吐魯番市年平均無霜凍期最長為230 d以上，其次年平均無霜凍期在180.0～230.0 d之間，主要分布于以克拉瑪依市至新源縣沿線向西擴(kuò)展至鄯善縣的廣大地區(qū)以及精河縣、伊犁河谷西部、哈密市和淖毛湖站點(diǎn)周圍地區(qū)。阿勒泰地區(qū)東部和西部、昭蘇縣、哈密地區(qū)北部至巴里坤以北地區(qū)年平均無霜凍期少于150 d，為北疆無霜凍期較短的地區(qū)。除此之外，北疆廣大地區(qū)年平均無霜凍期在150.0～180.0 d之間。

圖6北疆近52 a年平均無霜凍期空間分布

Fig.6The spatial distribution of the frost-free period during the past 52 years in northern Xinjiang

2.2.2無霜凍期對熟制的影響北疆近52 a年平均無霜凍期在1986年突變前，平均無霜凍期最長地區(qū)零散分布于在以吐魯番市為中心(圖7a)，北至阜康市、西至米泉市東至鄯善縣的部分地區(qū)以及伊犁河谷西部局部地區(qū)、克拉瑪依市、新源縣、烏蘇市和沙灣縣站點(diǎn)周邊地區(qū)，其無霜期范圍在180.0～226.0 d之間，達(dá)到一年二熟的條件，但是，僅有伊寧縣、克拉瑪依市、吐魯番市、鄯善縣和托克遜縣無霜期的保證率≥80%，其余大部分地區(qū)保證率均很低，說明突變前北疆廣大地區(qū)種植一年兩熟的風(fēng)險性很高。

突變后北疆各站點(diǎn)年平均無霜凍期在124.0～247.0 d之間(圖7b)，除奇臺縣縮短了8.4 d外，整體呈增加趨勢，最低和最高值均比突變前增加了約20 d。吐魯番市年平均無霜凍期較之前增加最為明顯，熱量條件達(dá)到一年三熟，且保證率≥80%，并且一年二熟區(qū)的范圍突變后也明顯擴(kuò)大，由原來零星的分布擴(kuò)大至連片分布，北抵克拉瑪依市、南至吐魯番市南端、西至霍爾果斯市、東至鄯善縣東部的連片地區(qū)以及哈密市和淖毛湖站點(diǎn)周圍地區(qū)，其中呼圖壁縣、阜康市、察布查爾縣、石河子市、昌吉市和莫索灣、炮臺、淖毛湖站周圍一年二熟保證率均超過80%，而裕民縣、鞏留縣、博樂市、特克斯縣、精河縣和吉木薩爾縣一年二熟的保證率在55.33%～76.47%之間，更適合二年三熟；除此之外，無霜凍期達(dá)到二年三熟的條件，且保證率均超過80%的地區(qū)僅有塔城市、烏魯木齊市、阿勒泰市、額敏縣和新源縣；剩余的地區(qū)僅適宜一熟。

2.3≥10℃積溫時空變化及對熟制影響

2.3.1≥10℃積溫時空變化趨勢界限積溫是表征某地區(qū)農(nóng)業(yè)熱量資源豐富程度的重要指標(biāo)，也是決定熟制的最主要依據(jù)[20，22]，在對北疆年平均氣溫和無霜凍期的分析基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從積溫的角度分析北疆熟制的變化。北疆地區(qū)近52 a年平均≥10℃積溫為3 256.2℃·a-1，總體呈明顯上升趨勢，變化傾向率為80.66℃·10a-1(圖8)。通過對北疆近52 a年平均≥10℃積溫累積距平的分析，經(jīng)過M-K檢驗(yàn)，于1999年發(fā)生了極顯著突變(表2)，突變后≥10℃積溫的平均值比突變前的增加了296.9℃·a-1，達(dá)3 478.9℃·a-1。

各縣市近52 a年平均≥10℃積溫在1 497.9～5 497.5℃·a-1之間，昭蘇、溫泉、吉木乃、和布克塞爾、青河、巴里坤等縣市為北疆≥10℃積溫較少的地區(qū)，最多的地區(qū)則是克拉瑪依市至鄯善縣以南的廣大地區(qū)，≥10℃積溫在3 600～5496℃·a-1之間，其中吐魯番最高可達(dá)5 000℃·a-1以上。

2.3.2≥10℃積溫變化對熟制的影響進(jìn)一步分析北疆近52 a年平均≥10℃積溫突變前后作物熟制的變化。突變前僅吐魯番市和托克遜縣站點(diǎn)附近達(dá)到一年三熟的條件(圖10a)，其外圍以及克拉瑪依市、烏蘇市、沙灣縣、炮臺站、阜康市、鄯善市、哈密市和淖毛湖各站點(diǎn)周圍的積溫可達(dá)到一年二熟條件的要求，但其保證率基本都低于80%。除此之外的大部分縣市站點(diǎn)積溫在3 000℃·a-1以下，基本上均屬于一年一熟區(qū)。但突變后(圖10b)各縣市積溫不僅增加明顯，而且也擴(kuò)大了積溫增加的范圍，使北疆85.42%站點(diǎn)的年平均≥10℃積溫達(dá)2 600℃·a-1以上，原本一年三熟的吐魯番市和托克遜縣站點(diǎn)的范圍又向其周圍地區(qū)擴(kuò)大一倍左右，且≥10℃積溫保證率達(dá)100%。一年二熟范圍也由突變前的點(diǎn)片分布擴(kuò)大到從克拉瑪依市以南、精河以東至鄯善東緣以西的廣大連片為主的地區(qū)，其中霍爾果斯市、霍城縣、察布查爾縣、石河子地區(qū)、呼圖壁縣、瑪納斯縣和阜康市的≥10℃保證率高于80%，其余各縣市的保證率較低，但作為二年三熟則保證率高于80%。剩余縣市雖然≥10℃積溫突變之后均普遍提高，但不足以滿足多熟種植的熱量要求仍為一年一熟區(qū)。

以上分別分析了三個氣象要素近52 a來突變前后對北疆熟制的影響，為了能更為準(zhǔn)確地評價氣候變化對北疆熟制影響的可能性，進(jìn)一步將至少二個氣象要素突變后對熟制影響趨勢相同的縣市進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，隨著氣溫變暖，吐魯番站點(diǎn)附近作物熟制已達(dá)到一年三熟制，是北疆熟制最為豐富的地區(qū)。其次霍爾果斯市、霍城縣、鄯善縣、托克遜縣、烏蘇市、沙灣縣、克拉瑪依市、米泉市、阜康市、淖毛湖和炮臺等主要縣市和站點(diǎn)周邊地區(qū)已可以進(jìn)行一年二熟，且熱量保證率高于80%。雖然察布查爾縣、伊寧市、伊寧縣、哈密市、石河子市、莫索灣站臺周邊地區(qū)、精河縣、吉木薩爾縣、呼圖壁縣和昌吉市已達(dá)到一年二熟熱量資源條件，但一年二熟的保證率低于80%，種植風(fēng)險較大，所以作為二年三熟區(qū)更為合適。

3　討　論

隨著全球氣候變暖，北疆近52 a的農(nóng)業(yè)熱量資源也呈明顯的增加趨勢，并比全國的熱量資源增加更為顯著，該區(qū)1961—2012年年均氣溫的傾向率比我國1961—2004年的高0.9℃·10a-1[25]，甚至比該區(qū)1955—2009年傾向率高0.024℃·10a-1[26]；平均無霜凍期的傾向率為4.7 d·10a-1，比全國1961—2007年的傾向率高1.3 d·10a-1[27]；≥10℃積溫傾向率達(dá)到80.66℃·10a-1，比北疆1961—2005年的傾向率高26.84℃·10a-1[28]，表明隨著全球氣候變暖，北疆近52 a的農(nóng)業(yè)熱量資源以高于全國平均速度增加，且近幾年增加趨勢更為顯著。

圖7北疆近52 a年平均無霜凍期突變前(a)和突變后(b)空間分布

Fig.7The spatial distribution of the frost-free period before and after mutation during the past 52 years in northern Xinjiang

圖8　北疆1961—2012年≥10℃積溫及累積距平

圖9　北疆近52 a年平均≥10℃積溫空間分布

圖10北疆近52 a年平均≥10℃積溫突變前(a)和突變后(b)空間分布

Fig.10The spatial distribution of the accumulated temperature ≥10℃ before and after mutation during the past 52 years in northern Xinjiang

國內(nèi)許多學(xué)者關(guān)于氣候變化對我國作物熟制變化的研究結(jié)果表明，隨著氣候變暖，北方地區(qū)除西南部種植界限空間位移不顯著以外，其它地區(qū)空間位移較明顯，20世紀(jì)80年代以來，東北平原丘陵半濕潤溫涼作物和東北西北低高原半干旱溫涼作物一熟區(qū)變化為一年二熟區(qū)[29]。20世紀(jì)90年代以后，華北平原的可一年兩熟種植北界出現(xiàn)了不同程度的北移[30]，而本研究表明，同期北疆部分地區(qū)作物熟制也由一年一熟轉(zhuǎn)變?yōu)橐荒陜墒?，且多熟種植區(qū)域呈明顯北移西擴(kuò)的發(fā)展趨勢，這與國內(nèi)學(xué)者的研究結(jié)果呈現(xiàn)出相同的規(guī)律[29-31]，說明在全球氣候變化下，我國作物熟制整體上已呈現(xiàn)出由一熟制向多熟制發(fā)展的態(tài)勢。

作為氣候相對冷涼的北疆，熟制的增加有利于種植業(yè)的發(fā)展，不僅種植面積得以擴(kuò)大，而且可以復(fù)播早熟玉米、大豆、油葵、青儲玉米、打瓜和蔬菜等作物[32]，增加北疆糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、牧草和蔬菜等的產(chǎn)量，最終提高復(fù)種指數(shù)，促進(jìn)作物年產(chǎn)量的提高。同時，新疆水資源短缺一直是新疆綠洲農(nóng)業(yè)面臨的難題，復(fù)播面積的增加勢必可能加劇夏秋季作物爭水的矛盾，因此，發(fā)展北疆多熟種植，需要更好的發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，以緩解各種作物爭水的矛盾，實(shí)現(xiàn)多種多收。

4　結(jié)　論

1) 北疆近52 a農(nóng)業(yè)熱量資源除伊吾縣、溫泉縣、烏魯木齊市和奇臺縣等少部分縣市呈負(fù)增長或零增長以外，總體上呈現(xiàn)快速增加的趨勢，年平均氣溫、無霜凍期和≥10℃積溫分別以0.36℃·10a-1、4.7d·10a-1、80.66℃·10a-1不同程度的增加，分別在1996、1986、1998年發(fā)生了極顯著的增加突變。

2) 受全球氣候變暖的影響，20世紀(jì)80年代后期以來，北疆從一年一熟為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐远耆旌鸵荒甓鞛橹鳌＿_(dá)到一年三熟熱量資源條件的地區(qū)也以吐魯番市為中心向周邊地區(qū)擴(kuò)大。一年二熟的地區(qū)已擴(kuò)大至精河縣-克拉瑪依市沿線以東、克拉瑪依-奇臺-鄯善沿線以南、天山山脈以北、吐魯番以西的連片地區(qū)，以及哈密市周邊和伊犁河谷西部平原部分地區(qū)。二年三熟和一年一熟的地區(qū)面積明顯減少。

3) 霍爾果斯市、霍城縣、鄯善縣、托克遜縣、烏蘇市、沙灣縣、克拉瑪依市、米泉市和阜康市以及淖毛湖和炮臺站周圍地區(qū)一年二熟保證率高于80%，推廣一年二熟種植模式較可行。新源縣、阿勒泰市、塔城市、額敏縣、烏魯木齊市和瑪納斯縣各站點(diǎn)周邊地區(qū)綜合熱量資源滿足二年三熟，且保證率高于80%，可二年三熟。吐魯番地區(qū)雖然達(dá)到一年三熟的熱量條件，但由于夏季高溫且灌溉用水緊缺，綜合條件更符合一年二熟。除此之外的廣大地區(qū)，建議仍然保持一年一熟，但可改種生育期延長的品種。

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Spatial-temporal variation of agricultural-heat resources and its impacts on multiple cropping in the North Area of Xinjiang

TIAN Yan-jun1, ZHANG Shan-qing2, XU Wen-xiu1, ZHI Juan3, SU Li-li1

(1.College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi, Xinjiang 830052, China;2.UrumqiMeteorologicalBureauofXinjiang,Urumqi,Xinjiang830002,China;3.CollegeofGrasslandandEnvironmentSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi,Xinjiang830052,China)

Based on the annual mean temperature, frost-free period and accumulated temperature ≥10℃ from 48 meteorological stations in the north area of Xinjiang from 1961 to 2012, the spatial-temporal variation of agricultural-heat resources and its impact on multiple cropping was analyzed using linear regressions, Mann-Kendall test and Inverse Distance Weighted method. The results showed that the annual mean temperature, daily meteorological data in frostless period and accumulated temperature ≥10℃ were increased by 0.36℃·10a-1, 80.66℃·d·10a-1and 4.7d·10a-1(P<0.01) from 1961 to 2012, respectively. They were increased more obviously in Tacheng, Ili River Valley and Altai than others. Effects of the heat resource became enhanced. The cropping pattern in the North Area of Xinjiang changed from one crop per year to multiple crops per year after 1980s, which could be demonstrated by the expansion of the area with three crops per year from the central area to the surrounding areas in Tulufan after the year of abrupt changes. The area of two crops per year was expanded to east of Jinghe-Karamay, most north areas of Karamay-Qitai-hanshan and South Tianshan, west of Ili River Valley and surrounding areas near Hami City. The integrated heat resources meeting the requirements of three crops per two years were increased slowly, and counties with one crop per year continued to displaying a decreasing variation trend toward high latitudes.

Northern Xinjiang; climate change; agricultural-heat resources; multiple cropping

1000-7601(2016)05-0227-07

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.05.35

2015-06-01

國家自然科學(xué)基金(31260312)；新疆維吾爾自治區(qū)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目基金

田彥君(1989—)，男，四川儀隴縣人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)楦髦贫取?E-mail：tianyanjun@163.com。

徐文修(1962—)，女，河北蠡縣人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楦髦贫扰c農(nóng)業(yè)生態(tài)。 E-mail：xjxwx@sina.com。

S161.2

A