文明，黃勇，邱美娟

（1.蘭西縣氣象局，黑龍江蘭西 151500；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),遼寧沈陽(yáng) 110866）

淺談黑龍江省積溫變化的研究

文明1，黃勇1，邱美娟2

（1.蘭西縣氣象局，黑龍江蘭西 151500；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),遼寧沈陽(yáng) 110866）

1 引言

積溫是衡量農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育階段熱量條件的重要指標(biāo)，也是衡量農(nóng)業(yè)氣候條件和資源的主要指標(biāo)。積溫作為重要的氣候資源,它與其他資源的區(qū)別在于存在很大的地域差異和時(shí)間變化。穩(wěn)定通過(guò)各種界限溫度的積溫是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要熱量指標(biāo)。作物完成某一階段或整個(gè)生育期的生長(zhǎng)發(fā)育,需要一定的積溫。積溫的多少不僅影響作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和質(zhì)量以及作物本身全部生命過(guò)程,而且也影響作物的分布界限、種植制度和栽培方式。在其他條件都滿足的情況下，溫度指標(biāo)決定著植物生長(zhǎng)發(fā)育速度。我們把從每年日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)某一界限溫度開始，到該界限溫度穩(wěn)定結(jié)束日止，其間逐日平均氣溫累加起來(lái)，其和就是大于某一界限溫度的活動(dòng)積溫。了解積溫的氣候特征和變化趨勢(shì)對(duì)于合理進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)具有重要意義。

黑龍江省是我國(guó)的重要商品糧基地，對(duì)國(guó)家糧食安全有重要作用，熱量是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中極其重要的環(huán)境條件。分析研究積溫的變化特征，揭示它們的分布規(guī)律，不僅對(duì)積溫監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及科學(xué)評(píng)價(jià)其對(duì)農(nóng)業(yè)的影響具有指導(dǎo)意義，而且也可為充分開發(fā)利用本地區(qū)熱量資源，發(fā)展“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)提供科學(xué)的氣候依據(jù)。研究黑龍江省積溫的時(shí)空變化，不僅有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)黑龍江省熱量分布和熱量變化情況，而且對(duì)種植結(jié)構(gòu)合理布局、氣候資源的綜合開發(fā)利用等均有指導(dǎo)意義。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

全球氣候變暖，已引起世界各國(guó)的專家學(xué)者和政府的高度重視。第四次IPCC評(píng)估報(bào)告（2007年）指出，最近一百年（1906-2005年）全球平均地表溫度上升了0.74±0.18℃[1]；自1850年以來(lái)最暖的12個(gè)年份中有11個(gè)出現(xiàn)在近期1995-2006年（除1996年），過(guò)去50 a升溫率幾乎是過(guò)去100 a的2倍[2]。在20世紀(jì)出現(xiàn)兩個(gè)最熱時(shí)期，即1910-1945年和1976-2000年[3]，張先恭等[4]、趙漢光[5]、林學(xué)椿[6]、陳隆勛等[7-8]分別以不同的方法研究了我國(guó)近幾十年氣候的變化，劉宣飛等[9]分析了中國(guó)氣溫場(chǎng)與全球氣溫場(chǎng)變化的關(guān)系，繆啟龍等[10-11]先后對(duì)我國(guó)半個(gè)世紀(jì)以來(lái)的最高氣溫和最低氣溫進(jìn)行了分析研究，郭志梅、繆啟龍等[12-13]分析了近50 a來(lái)北方地區(qū)氣溫的變化趨勢(shì)特征，并對(duì)其突變性做了分析研究，劉莉紅等[14]分析并驗(yàn)證了近百年我國(guó)氣溫變化的突變點(diǎn)位置。周自江等[15]分析全國(guó)及根據(jù)氣溫所分成的8個(gè)區(qū)域的最低、最高氣溫，指出無(wú)論是全國(guó)還是各區(qū)域，最高、最低氣溫與平均氣溫變化是一致的。只是不同區(qū)域其變化趨勢(shì)和幅度是有差別的。翟盤茂[16]研究了中國(guó)近40 a年平均最高、最低氣溫的時(shí)空變化特征，指出全國(guó)呈顯著的日較差變小的趨勢(shì)。張品晶等[17]對(duì)我國(guó)近50 a氣溫變化的區(qū)域差異進(jìn)行分析研究，指出我國(guó)大陸35°N以北地區(qū)年平均氣溫變暖顯著于35°N以南，而青海南部、西藏東部、四川和云南的西部變冷。王紹武[18]和丁一匯[19]等的研究表明，我國(guó)西北地區(qū)的氣候變化與全球氣候變化基本一致。鄭廣芬等[20]對(duì)近40 a寧夏氣溫進(jìn)行的分析表明，寧夏年平均氣溫1986年以后的平均值比以前升高了l.0℃，冬季升高了1.7℃。許多研究證實(shí)，冬季變暖是全國(guó)存在的普遍現(xiàn)象，北方地區(qū)更為顯著。

積溫是某一時(shí)段內(nèi)逐日平均氣溫之和。它是研究作物生長(zhǎng)、發(fā)育對(duì)熱量的要求和評(píng)價(jià)熱量資源的一種指標(biāo)。研究溫度對(duì)作物生長(zhǎng)、發(fā)育的影響，既要考慮到溫度的強(qiáng)度，又要注意到溫度的作用時(shí)間。在一定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)其它環(huán)境條件基本滿足的情況下，作物發(fā)育速度主要受溫度的影響。常分為活動(dòng)積溫和有效積溫兩種。計(jì)算各種作物不同發(fā)育期的積溫時(shí)，應(yīng)當(dāng)從日平均溫度高于生物學(xué)零度時(shí)累積，只有當(dāng)日平均溫度高于生物學(xué)零度時(shí)，溫度因子才對(duì)作物的發(fā)育期起作用。

很多學(xué)者對(duì)中國(guó)區(qū)域氣候變化的趨勢(shì)和規(guī)律，對(duì)北半球增暖的響應(yīng)、氣候變化的成因、未來(lái)的變暖速率及其可能產(chǎn)生的影響，以及氣候變暖對(duì)糧食生產(chǎn)的影響等方面進(jìn)行了研究[21-23]。毛恒青等[24]利用1956-1995年共40 a的資料對(duì)華北和東北地區(qū)的積溫變化進(jìn)行研究，指出東北地區(qū)≥10℃積溫從20世紀(jì)70年代中后期開始呈逐漸上升趨勢(shì)；張智等[25]對(duì)寧夏22個(gè)地面氣象站1961-2005年逐日平均氣溫、逐日降水量資料，統(tǒng)計(jì)計(jì)算日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃和10℃期間的積溫，結(jié)果表明：隨著氣候的變暖，寧夏各地≥0℃和≥10℃積溫呈明顯增加趨勢(shì)。王錫穩(wěn)等[26]利用54 a（195l-2004年）逐日氣溫等資料，研究黃土高原活動(dòng)積溫的變化，結(jié)果表明：黃土高原積溫及其持續(xù)日期變化的敏感區(qū)不僅相同；積溫及其持續(xù)日期存在突變式增加，區(qū)域分布中東部較快、西部較慢，在敏感區(qū)域增加最突出。唐湘玲等[27]選取石河子地區(qū)3個(gè)氣象臺(tái)站的1961-2006年的氣象資料，經(jīng)過(guò)處理分析了石河子地區(qū)積溫的變化趨勢(shì)，結(jié)果顯示今后10 a石河子地區(qū)≥10℃積溫逐漸升高。劉麗娜等[28]選取新疆北疆地區(qū)19個(gè)氣象站臺(tái)的1961-2001年的氣象資料，經(jīng)過(guò)處理分析了北疆地區(qū)積溫的變化趨勢(shì)，結(jié)果表明：近41 a北疆的積溫變化是明顯的，日平均氣溫≥10℃界限溫度初日普遍提前，積溫顯著增多，生長(zhǎng)季明顯延長(zhǎng)。顧紅等[29]利用黑龍江省各氣象臺(tái)站1961-2003年資料采用聚類分析方法分析黑龍江省43 a來(lái)氣溫和降水變化，指出黑龍江省種植帶有北移趨勢(shì)。鄒秋菊等[30]利用1951-2000年氣象資料對(duì)黑龍江省糧食主產(chǎn)區(qū)佳木斯地區(qū)熱量條件變化規(guī)律及積溫帶北移進(jìn)行了分析，指出佳木斯地區(qū)積溫帶有北移和躍遷現(xiàn)象。楊明等[31]選取黑龍江省80個(gè)地面氣象站1961-2005年≥10℃積溫資料，積溫用逐日平均氣溫通過(guò)5 d滑動(dòng)平均方法計(jì)算得出，對(duì)黑龍江省45 a來(lái)的積溫變化規(guī)律采用M-K方法進(jìn)行突變檢驗(yàn)，結(jié)果表明：隨著全球氣候變暖，近45 a黑龍江省≥10℃積溫呈明顯增加趨勢(shì)，積溫年代際變化在20世紀(jì)70年代呈小幅減小，后顯著增加的變化趨勢(shì)。王萍等[32]的研究表明，黑龍江省近年春旱發(fā)生的頻率加快，松嫩平原西部連年春旱，春旱的范圍擴(kuò)大，春旱持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)。石劍等[33]通過(guò)計(jì)算作物生長(zhǎng)期的開始、終止及長(zhǎng)度變化,積溫帶的變化,各月氣溫的變化等,論述黑龍江省近50 a熱量資源動(dòng)態(tài)變化以及氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的影響。董學(xué)賢等[34]對(duì)黑龍江雞西地區(qū)熱量資源變化趨勢(shì)研究得出結(jié)論,氣溫升高，積溫增加，熱量資源增多，可改變植物種群的構(gòu)成，提高作物生物產(chǎn)量；同時(shí)，也給病蟲越冬提供了生存條件，界限北移，利弊共存。

3 結(jié)論

全球變暖將給地球和人類帶來(lái)復(fù)雜的潛在影響，既有正面的，也有負(fù)面的，例如隨著溫度的升高，副極地地區(qū)也許將更適合人類居??；在適當(dāng)?shù)臈l件下，較高的二氧化碳濃度能夠促進(jìn)光合作用，從而使植物具有更高的固碳速率，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)的增加，即二氧化碳的增產(chǎn)效應(yīng)，這是全球變暖的正面影響。但是與正面影響相比，全球變暖對(duì)人類活動(dòng)的負(fù)面影響將更為巨大和深遠(yuǎn)。

目前，農(nóng)業(yè)氣候資源分析與區(qū)劃研究，多采用活動(dòng)積溫；農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)（如物候期、收獲期預(yù)報(bào)以及病蟲害發(fā)生期預(yù)報(bào)等）則多采用有效積溫。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中，積溫是一個(gè)重要的氣候條件，但不是唯一的條件，還必須與水分、日照、肥料、土壤等條件一并考慮，積溫在如實(shí)反映作物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)熱量的要求上有一定的局限性，農(nóng)業(yè)氣候分析必須進(jìn)行綜合考慮。

隨著全球氣候變暖，黑龍江省積溫呈明顯增加趨勢(shì),對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分有利，可以大幅度提高糧食作物總產(chǎn)量，但種植結(jié)構(gòu)也需適應(yīng)性調(diào)整。由于積溫的變化，黑龍江省農(nóng)作物生長(zhǎng)期的熱量資源增加，有利于農(nóng)作物耕種范圍擴(kuò)大，喜溫作物面積增加，中、晚熟品種的適宜區(qū)增多。但是，由于溫度升高，蒸發(fā)量顯著增加，加之降水量減少，黑龍江省干旱程度加劇。溫度升高使蟲卵容易生存，作物病蟲害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度增大。溫度變化也會(huì)使?jié)撛诨哪厔?shì)增加，土壤肥力降低，影響作物產(chǎn)量。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利有弊，在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，趨利避害，更好地利用和開發(fā)氣候資源。

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S161.2

A

1002－252X（2012）01－0034－03

2011－12－6

文明（1962-），男，黑龍江省海倫市人，黑龍江省委黨校，本科生，工程師.