湟源縣30年0℃活動積溫變化特征分析

黃晨 洪震坤 張世棟

摘要 ? ?本文探索了湟源縣30年0 ℃活動積溫的變化特征，一是對年際變化特征、高積溫年、低積溫年進行特征分析;二是將湟源縣1987—2016年的0 ℃活動積溫劃分為3個10年際進行分析。詳細分析內容為不同尺度下的積溫最高值、最低值、平均值、極差和距平差。結果表明，30年0 ℃活動積溫整體呈上升趨勢，前期11年（1987—1997年）積溫均為負距平;中期8年（1998—2005年）積溫小幅震蕩，后期11年（2006—2016年）積溫均為正距平。30年的0 ℃活動積溫平均值為2 209.49 ℃·d，1987年0 ℃活動積溫為最低值1 953.00 ℃·d;2013年0 ℃活動積溫為最高值2 496.40 ℃·d。

關鍵詞 ? ?0 ℃活動積溫;變化特征;青海湟源;1987—2016年

中圖分類號 ? ?S161.2 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）04-0191-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?This paper explored the variable characteristics of 0 ℃ active accumulated temperature of 30 years in Huangyuan County.The first was the analysis of annual variation characteristics of 0 ℃ active accumulated temperature，high accumulated temperature year and low accumulated temperature year.The second was the analysis of three 10-year periods of 0 ℃ active accumulated temperature in Huangyuan County from 1987 to 2016.The maximum value，minimum value，average value，range and anomaly of accumulated temperature at different scales were analyzed in detail.The results showed that active accumulated temperature was generally increasing in the 30 years.The accumulated temperature in the first 11 years（1987-1997） was negative anomaly;the accumulated temperature in the middle 8 years（1998-2005） fluctuated slightly，and the accumulated temperature in the later 11 years（2006-2016） was positive anomaly.The average temperature of the 0 ℃ active accumulated temperature in 30 years was 2 209.49 ℃·d;the 0 ℃ active accumulated temperature in 1987 was the lowest（1 953.00 ℃·d） and the 0 ℃ active accumulated temperature in 2013 was the highest（2 496.40 ℃·d）.

Key words ? ?0 ℃ active accumulated temperature;variation characteristic;Huangyuan Qinghai;1987-2016

農業(yè)是氣候變化最敏感的領域之一[1]。任何偏離平均值的氣候條件都會導致農業(yè)的損失和減產[2-3]。安 ?昕等[4]通過對沈陽近半個世紀的10 ℃活動積溫不同尺度的研究，解釋了具有不同農業(yè)潛力、不同熱量潛勢及不同類型、不同氣候組合的、多極化的年份及其變化特點;鄧振鏞等[5]分析了我國北方氣候暖干化對糧食作物的影響，并且從5個方面提出相應的技術措施;蒲金涌等[6]建立了干旱影響糧食產量的風眼評估指數(shù)，并對不同冬小麥、玉米在不同季節(jié)受不同等級干旱的影響風險進行了分析。王遠皓等[7]介紹了我國的作物低溫冷害指標，并對比分析了其優(yōu)缺點，同時介紹了國內外有關低溫冷害風險評估的研究進展。

積溫對于農業(yè)發(fā)展具有重要意義，積溫能有效反映農作物與熱量之間的關系。在全球變暖的趨勢下，對積溫的變化特征分析能在一定程度上預測未來積溫發(fā)展趨勢，對于農作物品種的選擇、種植期、生長期、成熟期、產量和質量等都有一定的指導作用[8]。本文分析了湟源縣30年0 ℃活動積溫的變化特征，對當?shù)剞r業(yè)發(fā)展有一定參考意義。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?研究地概況

湟源縣位于湟水上游，東經100°54′～101°25′，北緯36°20′～36°52′之間。東臨湟中縣，西接共和縣，南連貴德縣，北鄰海晏縣。湟源縣地處我國著名地理分界線日月山東麓，青藏高原和黃土高原的結合部。湟源縣屬祁連山系，境內山巒重疊，河流溝岔縱橫，全境地勢由北、西、南向東傾斜，全境海拔在2 470～4 898 m之間。地貌主要由河谷階地、低山丘陵和中高山地構成。

湟源縣地處內陸，屬大陸性季風氣候，主要特點是日照時間長，太陽輻射強，春季干旱多風，夏季短促涼爽，秋季陰濕多雨，冬季漫長干燥;氣溫日較差大，年較差小，垂直變化明顯;凍結期長，無霜期短，冰雹頻繁。

湟源縣全縣總耕地面積為1.49萬hm2，以馬牙蠶豆、馬鈴薯、優(yōu)質油菜、特色蔬菜、優(yōu)質牧草為主要農作物[9]。

1.2 ? ?數(shù)據(jù)來源

1987—2016年共30年的湟源縣0 ℃積溫活動數(shù)據(jù)均來源于湟源縣氣象局。

1.3 ? ?研究方法

本文主要利用Excel 2016和SPSS 24.0對湟源縣1987—2016的0 ℃活動積溫數(shù)據(jù)進行分析。

其中SPSS 24.0用于分析湟源縣1987—2016年0 ℃活動積溫的變化趨勢。根據(jù)線性回歸分析建立一元一次線性方程來表示積溫隨時間變化的趨勢，即：

y=β0+β1x

其中y為積溫，x為時間，β0和β1為非標準化系數(shù)[10]。

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?積溫年際特征分析

2.1.1 ? ?年積溫變化特征。根據(jù)計算得知湟源縣30年的積溫累年均值為2 209.49 ℃·d，以2 209.49 ℃·d為積溫均線，由圖1和表1可以看出，前期11年（1987—1997年）積溫均為負距平，1987年為最低值，僅為1 953.00 ℃·d;中期8年（1998—2005年）積溫小幅震蕩，后期11年（2006—2016年）積溫均為正距平，2013年達到最高值2 496.40 ℃·d。

利用SPSS 24.0對1987—2016年湟源縣0 ℃活動積溫進行一元線性回歸分析，其相關系數(shù)R=0.838，說明時間和積溫有一定的線性相關關系，根據(jù)回歸方程中的非標準化系數(shù)，得出相應模型為：

y=-2 4006.200+13.098x

2.1.2 ? ?高積溫年特征。對湟源縣1987—2016年共計30年的0 ℃活動積溫數(shù)值進行降序排列，并由高到低選擇10年作為高積溫年，10年高積溫年均值為2 354.67 ℃·d，以2 354.67 ℃·d為中值得到的距平稱為10年高積溫距平;以30年均值2 209.49 ℃·d為界，正距平為17年，正距平的17年積溫均值為2 305.51 ℃·d，以2 305.51 ℃·d為中值得到的距平稱為17年高積溫距平。

位居第一的高積溫年為2013年，積溫2 496.40 ℃·d，比10年高積溫距平高141.73 ℃·d，比17年高積溫距平高187.89 ℃·d，比累年均值高286.91 ℃·d。

湟源縣高積溫年主要集中在2007—2016年區(qū)間，僅有1998年和2000年不在此區(qū)間。

2.1.3 ? ?低積溫年特征。對湟源縣1987—2016年共計30年的0 ℃活動積溫數(shù)值進行升序排列，并由低到高選擇10年作為低積溫年，10年低積溫年均值為2 054.03 ℃·d，以2 054.03 ℃·d為中值得到的距平稱為10年低積溫距平;以30年均值2 209.49 ℃·d為界，負距平為13年，負距平的13年積溫均值為2 080.00 ℃·d，以2 080.00 ℃·d為中值得到的距平稱為13年低積溫距平。

位居第一的低積溫年為1987年，積溫1 953.00 ℃·d，比10年低積溫距平低101.03 ℃·d，比13年低積溫距平低127.00 ℃·d，比累年均值低256.49 ℃·d。

湟源縣低積溫年主要集中在1987—1996年區(qū)間，僅有1997年不在此區(qū)間（表2）。

2.2 ? ?湟源縣積溫10年際特征分析

2.2.1 ? ?1987—1996年湟源縣0 ℃積溫特征。1987—1996年積溫均值為2 066.69 ℃·d，在3個10年際里最低。比1997—2006年積溫均值低148.43 ℃·d，比2007—2016年積溫均值低279.96 ℃·d。1987—1996年積溫最高值為2 172.70 ℃·d，比其均值高106.01 ℃·d;1987—1996年積溫最低值為1 953.00 ℃·d，比其均值低113.69 ℃·d。1987—1996年積溫最高值與最低值差為219.70 ℃·d。1987—1996年積溫均值、最高值、最高值與其均值差、最低值和極差在3個10年際里均為最低，最低值與其均值差在3個10年際里居中。

2.2.2 ? ?1997—2006年湟源縣0 ℃積溫特征。1997—2006年積溫均值為2 215.12 ℃·d，在3個10年際里居中。比1987—1996年積溫均值高148.43 ℃·d，比2007—2016年積溫均值低131.53 ℃·d。1997—2006年積溫最高值為2 341.60 ℃·d，比其均值高126.48 ℃·d;1997—2006年積溫最低值為2 046.10 ℃·d，比其均值低169.02 ℃·d。1997—2006年積溫極差為295.50 ℃·d。1997—2006年積溫均值、最高值、最高值與其均值差、最低值在3個10年際里居中，最低值與其均值差在3個10年際里最小、極差在3個10年際里最大。

2.2.3 ? ?2007—2016年湟源縣0 ℃積溫特征。2007—2016年積溫均值為2 346.65 ℃·d，在3個10年際里最高。比1987—1996年積溫均值高279.96 ℃·d，比1997—2006年積溫均值高131.53 ℃·d。2007—2016年積溫最高值為2 496.40 ℃·d，比其均值高149.75 ℃·d;2007—2016年積溫最低值為2 269.30 ℃·d，比其均值低77.35 ℃·d。2007—2016年積溫最高值與最低值差為227.10 ℃·d（圖2、3，表3）。

2007—2016年積溫均值、最高值、最高值與其均值差、最低值、最低值與其均值差在3個10年際里均為最高，極差在3個10年際里居于中間位。

3 ? ?結論

（1）1987—2016年，湟源縣0 ℃活動積溫在2013年達到最高值，為2 496.40 ℃·d，湟源縣0 ℃活動積溫在1987年達到最低值，為1 953.00 ℃·d，累年均值為2 209.49 ℃·d。1987—1997年0 ℃活動積溫均低于累年均值，1998—2005年0 ℃活動積溫在積溫均線上下波動，2006—2016年0 ℃活動積溫均高于累年均值。

（2）湟源縣高積溫年主要集中在2007—2016年區(qū)間，僅有1998年和2000年不在此區(qū)間;湟源縣低積溫年主要集中在1987—1996年區(qū)間，僅有1997年不在此區(qū)間。

（3）湟源縣10年際0℃活動積溫最高值由低到高分別為1987—1996年（2 172.70 ℃·d）、1997—2006年（2 341.60 ℃·d）、2007—2016年（2 496.40 ℃·d）;湟源縣10年際0 ℃活動積溫最低值由低到高分別為1987—1996年（1 953.00 ℃·d）、1997—2006年（2 046.10 ℃·d）、2007—2016年（2 269.30 ℃·d）;湟源縣10年際0 ℃活動積溫平均值由低到高分別為1987—1996年（2 066.69 ℃·d）、1997—2006年（2 215.12 ℃·d）、2007—2016年（2 346.65 ℃·d）。

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