王 喆，祁棟林，嚴(yán)應(yīng)存，肖建設(shè)，裴玉芳

(1.青海省氣象科學(xué)研究所，青海 西寧 810001；2.青海省防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810001；3.青海省民和縣氣象局，青海 川口鎮(zhèn) 810801)

Keywords: accumulated temperature above 0℃; lasting days; spatial-temporal change; Qinghai Province

近年來(lái)，以全球變暖為主要特征的氣候變化已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。政府間氣候變化委員會(huì)(IPCC)第五次綜合評(píng)估第一組的報(bào)告決策者摘要提出，氣候變化比原來(lái)認(rèn)識(shí)的要更加嚴(yán)重，在過(guò)去的30年里，每10年的地表氣溫要高于人類有記錄以來(lái)的任何10年，且2000年以來(lái)的十幾年氣溫是最高的[1]。施雅風(fēng)等[2]和秦大河等[3]對(duì)中國(guó)西北地區(qū)的氣候研究表明，西北地區(qū)的氣候由之前的暖干型逐漸向暖濕型轉(zhuǎn)變，逐步形成氣溫升高、降水增加的特征。

氣候變化將改變農(nóng)業(yè)氣候資源，尤其是熱量資源的時(shí)空分布，熱量資源的變化將會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、種植制度和農(nóng)作物產(chǎn)量產(chǎn)生廣泛而深刻的影響[4]。積溫是衡量作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需熱量條件的一種指標(biāo)，同時(shí)也是表征地區(qū)熱量條件的一種重要指標(biāo)[5-7]，0℃是大多數(shù)喜涼作物生長(zhǎng)的下限溫度[8]，≥0℃積溫反映著喜涼作物所需熱量資源的多寡，是鑒定一個(gè)地區(qū)總熱量的指標(biāo)[9],也是農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的重要熱量指標(biāo)[10-11]。

隨著氣候的不斷變暖，青海省≥0℃積溫、持續(xù)天數(shù)、初日和終日都可能發(fā)生變化，這對(duì)合理規(guī)劃與開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)氐臍夂蚝屯恋刭Y源、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要影響。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)≥0℃熱量資源已開(kāi)展了大量研究，如普宗朝等[12]、李艷春等[13]、郭衛(wèi)東等[14]對(duì)新疆、寧夏和青海近50年≥0℃初日、終日、持續(xù)天數(shù)和活動(dòng)積溫的變化研究均表明，≥0℃初日總體呈提前趨勢(shì)，終日為推遲趨勢(shì)，持續(xù)天數(shù)延長(zhǎng)，積溫增加。孫蘭東等[9]基于小波分析法對(duì)西北地區(qū)1961—2003年≥0℃積溫對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究表明，≥0℃積溫從1986年開(kāi)始增加，在1996年前后發(fā)生突變且存在準(zhǔn)8 a變化周期?？妴埖萚15]對(duì)中國(guó)1951—2005年≥0℃熱量資源的研究表明：≥0℃積溫和持續(xù)天數(shù)的總體趨勢(shì)是普遍增加的，且在東部增幅大、西部增幅小。但對(duì)于青海省≥0℃熱量資源變化情況的研究較少，尚未見(jiàn)全面系統(tǒng)分析青海省≥0℃熱量資源時(shí)空變化特征的研究。

本文利用青海省44個(gè)氣象站點(diǎn)1960—2015年的逐日平均氣溫?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合ARCGIS的空間插值技術(shù)，統(tǒng)計(jì)分析了近56 a來(lái)≥0℃熱量資源的時(shí)空變化特征，在此基礎(chǔ)上參考青海省農(nóng)牧業(yè)氣候資源一級(jí)區(qū)劃指標(biāo)[16]，研究了熱量資源的年代際空間變化特征，為應(yīng)對(duì)氣候變化、充分合理地開(kāi)發(fā)利用青海省的熱量資源、優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)、采取適宜的作物品種和種植模式提供了科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所用資料來(lái)源于青海省52個(gè)氣象站1960—2015年的逐日日平均溫度。剔除資料長(zhǎng)度不滿足1960-2015年連續(xù)性觀測(cè)及資料缺失大于5 d的站，對(duì)缺失少于5 d的資料采用前5日平均值取代。經(jīng)過(guò)預(yù)處理得到44個(gè)站逐日平均溫度資料。氣象站點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。

1.2 分析方法

1.2.1 界限溫度起止日期的確定 采用5日滑動(dòng)平均法統(tǒng)計(jì)日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃界限溫度起、止日期。即在一年中任意連續(xù)5天的日平均氣溫的平均值≥0℃的最長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，于第一個(gè)5天(即上限)中挑取最先一個(gè)日平均氣溫≥0℃的日期為起日；于最后一個(gè)5天(即下限)中挑取最末一個(gè)日平均氣溫≥0℃的日期為止日。起止日間積溫為起止日間日平均氣溫的累計(jì)值。按照上述方法得到≥0℃的起始日期和終止日期，累加此時(shí)間段內(nèi)的日平均氣溫，得到≥0℃積溫；同樣累加起止日期之間的天數(shù)，獲得≥0℃的持續(xù)天數(shù)。

1.2.2 線性傾向估計(jì) 對(duì)于日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃期間熱量資源的時(shí)間變化，通過(guò)利用氣候傾向率法計(jì)算各站點(diǎn)日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃期間熱量資源的氣候傾向率來(lái)進(jìn)行趨勢(shì)分析[17]。氣候傾向率≥0時(shí)表示日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃期間熱量資源的時(shí)間序列隨時(shí)間遞增呈上升趨勢(shì)，反之呈下降趨勢(shì)。

1.2.3 Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn) M-K檢驗(yàn)是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法,常用于水質(zhì)、徑流量、溫度、降雨等水溫時(shí)間序列變化趨勢(shì)的顯著性檢驗(yàn)[18-19]。具體計(jì)算步驟見(jiàn)參考文獻(xiàn)[19]。

圖1 研究區(qū)氣象站點(diǎn)分布圖Fig.1 Distribution of meteorological stations in the study area

1.2.4 空間插值處理 本文采用反距離權(quán)重插值法(inverse distance weighted interpolation, IDW)對(duì)44個(gè)氣象站點(diǎn)日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃期間積溫、持續(xù)天數(shù)、初日、終日數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，生成柵格數(shù)據(jù)，得到相應(yīng)的空間分布圖。

1.2.5 相似系數(shù) 采用相似系數(shù)定量地表示兩幅圖的相似程度，它由下式計(jì)算：

(1)

式中，m為臺(tái)站數(shù)(m=52)，xi,yi分別為第i個(gè)站的要素值，cosθ12為兩幅圖的空間相應(yīng)系數(shù)。相似系數(shù)等于1.00為完全相同，相似系數(shù)為-1.00為完全相反，為0.0時(shí)表示完全不相似。正值越大越相似，負(fù)值越大越相反[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1. 時(shí)間變化特征

2.1.1 ≥0℃積溫 由圖2A可見(jiàn)，近56 a青海省日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)，上升速度為64.38℃·10a-1，接近全國(guó)的平均趨勢(shì)(67.30℃·10a-1)[21]。多年平均積溫為1 939.52℃，最低值出現(xiàn)在1976 年，為1 703.19℃；最高值出現(xiàn)在2013年，為2 231.0℃，最高值與最低值相差527.91℃，是多年平均值的1/3，說(shuō)明青海省日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫的年際變化幅度大。由年代積溫曲線可知，1960年以來(lái)積溫呈不斷上升趨勢(shì)，由20世紀(jì)60年代的1 842.0℃ 上升至21世紀(jì)以來(lái)的2 103.74℃，其中，20世紀(jì)60年代至80年代積溫變幅較小，20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初積溫呈明顯的波動(dòng)上升趨勢(shì)，且上升幅度較大。從積溫的6階主值函數(shù)可見(jiàn)， 20世紀(jì)60年代到90年代變化趨勢(shì)不明顯，90年代到2010年轉(zhuǎn)為明顯上升趨勢(shì)，到2010年達(dá)到波峰，2010年后又無(wú)明顯的增減變化，說(shuō)明青海省≥0℃積溫從上世紀(jì)90年代開(kāi)始發(fā)生增加的轉(zhuǎn)變，2010年后增加趨勢(shì)趨于平穩(wěn)。從積溫距平可見(jiàn)，1960—1997年積溫距平以負(fù)值為主，日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫小于其多年平均值；1997年以后以正距平為主，日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫大于其多年平均值。

圖2 1960-2015年青海省日均溫≥0℃積溫的變化及突變檢驗(yàn)Fig.2 The trend and Mann-Kendall test of accumulated temperature (≥0℃) in Qinghai during 1960-2015

對(duì)青海省1960—2015年積溫序列進(jìn)行M-K突變檢驗(yàn)(圖2B)。由圖可知，日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫UF線呈上升趨勢(shì)，與UB線相交于±2.59臨界線間，且通過(guò)(α=0.01)Uα=2.59的置信水平檢測(cè)，交點(diǎn)在1998年，說(shuō)明1998年為積溫的突變年，積溫突變后(2 168.48℃)較突變前(1 915.60℃)增加252.88℃，表明自1998年以后積溫呈顯著上升趨勢(shì)，積溫距平的年際變化也表現(xiàn)出與此一致的趨勢(shì)。

2.1.2 ≥0℃積溫持續(xù)天數(shù) 由圖3A可見(jiàn)，近56 a青海省日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃的持續(xù)天數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)，上升幅度為3.25 d·10a-1，多年平均值為204 d, 最小值出現(xiàn)在1970年，僅188 d，最大值出現(xiàn)在2015年，為224 d，最高值與最低值相差36 d。從年代變化來(lái)看，1960年以來(lái)各年代≥0℃持續(xù)天數(shù)均不斷增加，20世紀(jì)60年代至80年代整體變化較小，在199 d左右，90年代開(kāi)始增加明顯，較60年代增幅為6 d，21世紀(jì)以來(lái)持續(xù)天數(shù)增速更快，由60年代的198 d增至211 d。從持續(xù)天數(shù)的6階主值函數(shù)可見(jiàn)，從60年代到70年代中期，持續(xù)天數(shù)呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，在1965年到達(dá)波谷，位于平均值以下；從1976年開(kāi)始表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，進(jìn)入90年代中期后，呈單調(diào)遞增的上升趨勢(shì),2010年后這種上升趨勢(shì)更加明顯。從持續(xù)天數(shù)距平來(lái)看，1996年以前距平值以負(fù)值為主，而1996年以后距平則以正值為主，在21世紀(jì)初持續(xù)天數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)高值。綜合來(lái)看，日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃持續(xù)天數(shù)的年際變化與積溫的年際變化基本同步。

對(duì)持續(xù)天數(shù)序列進(jìn)行M-K突變檢驗(yàn)(圖3B)。由圖可知，日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃持續(xù)天數(shù)UF線呈上升趨勢(shì)，與UB線相交于±2.59臨界線間，且通過(guò)(α=0.01)Uα=2.59的置信水平檢測(cè)，交點(diǎn)在1997年，說(shuō)明1997年為持續(xù)天數(shù)的突變年，略早于積溫的突變，1997年以后的持續(xù)天數(shù)(212 d)較突變前(200 d)增加了12 d，表明自1997年以后持續(xù)天數(shù)呈顯著增加趨勢(shì)，持續(xù)天數(shù)距平的年際變化也表現(xiàn)出與此一致的趨勢(shì)。

2.1.3 ≥0℃積溫初日、終日的變化趨勢(shì) 對(duì)青海省日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)≥0℃期間的初、終日進(jìn)行分析，由圖4A可見(jiàn)，近56 a來(lái)初日呈明顯提前趨勢(shì)，速度為-1.60 d·10a-1。平均初日為4月4日，初日最早出現(xiàn)在2002和2013年的3月25日，最遲出現(xiàn)在1970年的4月14日，兩者相差20 d。從年代均值初日來(lái)看，初日在不斷提前，從20世紀(jì)60年代的4月7日提前至21世紀(jì)以來(lái)的3月31日。近56 a來(lái)終日則呈現(xiàn)與初日相反的推遲趨勢(shì)(圖4B)，以1.64 d·10a-1的趨勢(shì)推遲，平均終日為10月24日，最早為1966年、1972年和1992年的10月17日，最遲為2015年的11月5日，兩者相差19 d，因此，初始日期提前程度略小于終日延遲程度。從年代均值終日來(lái)看，1960年以來(lái)終日在不斷延后，從20世紀(jì)60年代的10月21日延后至21世紀(jì)以來(lái)的10月28日。綜合來(lái)看，≥0℃積溫及持續(xù)天數(shù)的普遍增加受初日提前和終日推遲的共同影響。

圖3 1960-2015年青海省日均溫≥0℃持續(xù)天數(shù)的變化及突變檢驗(yàn)Fig.3 The trend and Mann-Kendall test of lasting days with temperature ≥0℃ in Qinghai during 1960-2015

2.2 空間分布特征

2.2.1 ≥0℃積溫 圖5A是青海省1960-2015年穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫的空間分布圖，從圖中可知，青海省穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫介于501℃～3 560℃，兩者之間相差3 059℃。最大值出現(xiàn)在東部農(nóng)業(yè)區(qū)，最小值出現(xiàn)在三江源西部和東部地區(qū)。參考寒溫區(qū)和冷溫區(qū)(以≥0℃積溫1 500℃為界)劃界標(biāo)準(zhǔn)[15]，將青海省劃分為南寒北冷兩塊區(qū)域(以下同)。由圖5A可以看出，在青海省北部，穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫有兩個(gè)高值區(qū)，分別位于東部農(nóng)業(yè)區(qū)和柴達(dá)木地區(qū)東部，二者的≥0℃積溫均在2 000℃以上；而三江源區(qū)大部分站點(diǎn)的積溫都在1 500℃以下。

2.2.2 ≥0℃積溫持續(xù)天數(shù) 圖5B是青海省1960-2015年穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫持續(xù)天數(shù)的空間分布圖。從圖中可知，青海省穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫持續(xù)天數(shù)介于114～268 d，兩者之間相差154 d。大部分地區(qū)穩(wěn)定通過(guò)0℃的持續(xù)天數(shù)較長(zhǎng)，一般在189 d以上，東部農(nóng)業(yè)區(qū)部分地區(qū)的持續(xù)天數(shù)甚至在239 d以上。在青海省北部，穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫持續(xù)天數(shù)的高值區(qū)分布在東部農(nóng)業(yè)區(qū)，柴達(dá)木地區(qū)也有部分站點(diǎn)的持續(xù)天數(shù)在214 d以上，而在祁連山區(qū)持續(xù)天數(shù)較短，有些站點(diǎn)的持續(xù)天數(shù)甚至在164 d以下；在三江源區(qū)，大部分地區(qū)穩(wěn)定通過(guò)0℃的持續(xù)天數(shù)較短，一般在189 d以下，三江源西部有些站點(diǎn)的持續(xù)天數(shù)甚至不足139 d。通過(guò)計(jì)算，圖5A與圖5B的相似系數(shù)為0.98，可見(jiàn)它們是非常相似的。這個(gè)結(jié)果是很好解釋的，因?yàn)榉e溫是某一時(shí)段內(nèi)逐日平均氣溫的累積之和，持續(xù)天數(shù)越長(zhǎng)，積溫就應(yīng)該越大，就多年平均講，積溫的空間分布應(yīng)該與持續(xù)天數(shù)的空間分布較一致。

圖4 1960-2015年青海省日均溫穩(wěn)定通過(guò)0℃的初日(A)和終日(B)變化Fig.4 The annual changes of beginning (A) and ending date (B) with the average daily temperature above 0℃ in Qinghai Province

2.2.3 ≥0℃積溫初日、終日期 圖5C是青海省穩(wěn)定通過(guò)0℃界限溫度初日的空間分布圖。從圖中可知，≥0℃初日開(kāi)始時(shí)間介于2月29日～5月31日，兩者相差92 d?！?℃初日開(kāi)始時(shí)間整體上表現(xiàn)為自西南向東北提前的趨勢(shì)，大部分地區(qū)≥0℃初日開(kāi)始時(shí)間在4月中旬以前。在青海省北部，除祁連山區(qū)外，≥0℃初日開(kāi)始時(shí)間表現(xiàn)為自西向東逐漸提前的趨勢(shì)，≥0℃初日開(kāi)始最早的站點(diǎn)雖然在柴達(dá)木地區(qū)有所分布，但大部分集中分布在東部農(nóng)業(yè)區(qū)；在三江源區(qū)，大部分地區(qū)≥0℃初日開(kāi)始時(shí)間介于4月9日～4月29日，南部的部分站點(diǎn)≥0℃初日開(kāi)始時(shí)間也較早，在4月上旬之前，而在三江源西部的有些站點(diǎn)，≥0℃初日開(kāi)始時(shí)間是全省最晚的站點(diǎn)，要推遲到5月中旬左右才通過(guò)。

圖5D是青海省穩(wěn)定通過(guò)0℃界限溫度終日的空間分布圖。從圖中可知，≥0℃終日結(jié)束時(shí)間介于9月21日～11月23日，兩者相差63 d。大部分地區(qū)≥0℃終日結(jié)束時(shí)間較晚，一般在10月下旬，東部農(nóng)業(yè)區(qū)部分地區(qū)0℃終日結(jié)束時(shí)間最晚，一般在11月中旬以后。在青海省北部，柴達(dá)木盆地和東部農(nóng)業(yè)區(qū)終日結(jié)束時(shí)間一般在10月下旬以后，而祁連山區(qū)的部分站點(diǎn)終日結(jié)束時(shí)間較早，10月中旬以前就結(jié)束；在三江源區(qū)，除南部地區(qū)以外，其它地區(qū) ≥0℃終日結(jié)束時(shí)間10月下旬以前就結(jié)束。通過(guò)計(jì)算，圖5C與圖5D的相似系數(shù)為-0.98，可見(jiàn)它們的空間分布特征相反。初日開(kāi)始早的地方，終日結(jié)束的也較晚。

2.3 年代際空間分布特征

參考青海省農(nóng)牧業(yè)氣候資源一級(jí)區(qū)劃指標(biāo)[15]，將≥0℃積溫劃分為5個(gè)積溫段，即≥0℃積溫段Ⅰ(jw0dⅠ,≤500℃，無(wú)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)區(qū))、≥0℃積溫段Ⅱ(jw0dⅡ，500～1 500℃，牧業(yè)區(qū))、≥0℃積溫段Ⅲ(jw0dⅢ,1 500～2 000℃，農(nóng)牧業(yè)過(guò)渡區(qū))、≥0℃積溫段Ⅳ(jw0dⅣ，2 000～3 000℃，農(nóng)業(yè)區(qū)，一熟區(qū))、≥0℃積溫段Ⅴ(jw0dⅤ,≥3 000℃，農(nóng)業(yè)區(qū)，兩年三熟區(qū))。

從不同年代各積溫段的空間分布圖(圖6)和所占面積百分比表(表1)中可知，青海省≥0℃積溫段Ⅳ、≥0℃積溫段Ⅴ面積都在逐漸擴(kuò)大；≥0℃積溫段Ⅰ、≥0℃積溫段Ⅱ面積不斷減??；90年代以前≥0℃積溫段Ⅲ的面積在逐漸減小。從≥0℃各積溫段所占比重可知，與20世紀(jì)60年代相比，21世紀(jì)≥0℃積溫段Ⅱ與≥0℃積溫段Ⅳ變化明顯，其中≥0℃積溫段Ⅱ所占的比重與60年代相比減小了14.06%，減少區(qū)域主要集中在祁連山區(qū)南部和三江源區(qū)東部；≥0℃積溫段Ⅳ所占的比重與60年代相比增加了16.34%，增加區(qū)域主要集中在祁連山區(qū)南部和柴達(dá)木地區(qū)東部；90年代≥0℃積溫段Ⅲ變化明顯，所占比重從60年代的29.60%減少至24.55%，主要在柴達(dá)木地區(qū)的西部；其余積溫段無(wú)明顯變化。

結(jié)合≥0℃積溫的6階主值函數(shù)和M-K突變檢驗(yàn)，將1960-2015年分解為時(shí)段1960-1990年(時(shí)段Ⅰ)和1991-2015年(時(shí)段Ⅱ)以及1960-1998年(時(shí)段Ⅲ)和1999-2015年(時(shí)段Ⅳ)四個(gè)時(shí)段分析不同積溫段的變化情況(表2)。從表2可以看出，與時(shí)段Ⅰ相比，時(shí)段Ⅱ青海省≥0℃積溫段Ⅳ、≥0℃積溫段Ⅴ面積都有所增加；≥0℃積溫段Ⅰ、≥0℃積溫段Ⅱ和≥0℃積溫段Ⅲ面積有所減小，其中≥0℃積溫段Ⅳ的變化最明顯，與時(shí)段Ⅰ相比增加了12.44%；與時(shí)段Ⅲ相比，時(shí)段Ⅳ青海省≥0℃積溫段Ⅲ、≥0℃積溫段Ⅳ和≥0℃積溫段Ⅴ面積都有所增加；≥0℃積溫段Ⅰ和≥0℃積溫段Ⅱ面積有所減小，其中≥0℃積溫段Ⅱ的變化最明顯，與時(shí)段Ⅲ相比減少了14.12%。

表1 不同年代≥0℃各積溫段面積百分比/%

表2 不同時(shí)段≥0℃各積溫段面積百分比/%

(A)≥0℃積溫；(B)≥0℃積溫持續(xù)天數(shù)；(C)≥0℃積溫開(kāi)始日序；(D)≥0℃積溫結(jié)束日序圖5 1960—2015年青海省≥0℃積溫空間分布特征Fig.5 Spatial distribution of the accumulated temperature ≥0℃(A), lasting days (B) beginning day series (C)and ending day series (D) in Qinghai Province

圖6 青海省不同年代≥0℃各積溫段空間分布圖Fig.6 The decadal spatial distribution of different accumulated temperature ≥0℃ section in Qinghai Province

在青海省農(nóng)牧業(yè)氣候資源一級(jí)區(qū)劃指標(biāo)[16]中，≥0℃積溫1 500℃等值線是青海省農(nóng)業(yè)區(qū)和牧業(yè)區(qū)的分界線，為了研究在氣候變暖的影響下該分界線以及可能種植區(qū)的變化情況，分析了該等值線1960—2015年間每10年際的波動(dòng)變化趨勢(shì)。根據(jù)圖7分析可知，該等值線的整體變化比較簡(jiǎn)單。變化幅度較大的時(shí)間段基本上是從20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，變化幅度較大的地域基本上在三江源西部附近的區(qū)域，變化呈現(xiàn)出整體向高海拔擴(kuò)張和向低緯度南移的趨勢(shì)。

為了定量表征該等值線的位置變化，本文采用等值線的加權(quán)平均位置來(lái)表征其整體位移，即在對(duì)等值線離散化的基礎(chǔ)上，求得這些離散點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)的加權(quán)平均值[22]，以年際間等值線的加權(quán)平均位置(中心點(diǎn)坐標(biāo))的變化來(lái)反映等值線的空間整體位移特征。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的青海省44個(gè)站點(diǎn)的多年平均日均溫≥0℃積溫，利用IDW插值法，得到青海省多年平均日均溫≥0℃積溫的空間分布圖，并將插值結(jié)果轉(zhuǎn)為矢量圖，并對(duì)其進(jìn)行二次處理，刪除無(wú)法表征等積溫線的較短的弧段，選取緯向展布范圍最大、弧段最為連續(xù)的等積溫線為最終結(jié)果。對(duì)處理完的圖進(jìn)行柵格化處理，然后將柵格的等值線進(jìn)行矢量點(diǎn)的處理，最終得到和等值線空間分布完全重合的矢量點(diǎn)，并以統(tǒng)計(jì)得到的矢量點(diǎn)經(jīng)緯度的平均值作為所需要的等值線的中心。通過(guò)對(duì)等積溫線中心(X，Y)的變化的研究，得到等積溫線的空間變化規(guī)律。

圖8表示青海省≥0℃累積積溫為1 500℃等值線的空間變化規(guī)律。從經(jīng)度上看，1 500℃等積溫線中心點(diǎn)經(jīng)向變化率為-0.1°·10a-1，在α=0.05時(shí)，經(jīng)度減少的趨勢(shì)顯著，即1 500℃等積溫線向西移動(dòng)趨勢(shì)明顯；從緯度上看，1 500℃等積溫線中心點(diǎn)緯向變化率為-0.1°·10a-1，在α=0.05時(shí)，緯度減少的趨勢(shì)顯著。所以結(jié)合經(jīng)緯度共同來(lái)看，1960—2015年1 500℃等積溫線呈顯著向西向南的移動(dòng)趨勢(shì)。

3 討論與結(jié)論

1)近56 a青海省日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃積溫及持續(xù)天數(shù)呈顯著增加趨勢(shì)(P<0.05)，其變化率分別為64.38℃·10a-1和3.25 d·10a-1，二者分別于1998年、1997年發(fā)生了突變，其中積溫的增加速率接近全國(guó)的增加速率(67.30℃·10a-1)。積溫和持續(xù)天數(shù)的增加主要受初日提前和終日推遲的共同影響。

2)青海省日平均氣溫穩(wěn)定≥0℃積溫和持續(xù)天數(shù)大體上均呈現(xiàn)由西南向東北逐漸增加的趨勢(shì)，穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫介于501℃～3 560℃，穩(wěn)定通過(guò)≥0℃積溫持續(xù)天數(shù)介于114 d～268 d，≥0℃積溫和持續(xù)天數(shù)的高值區(qū)主要分布在東部農(nóng)業(yè)區(qū)和柴達(dá)木地區(qū)，低值區(qū)主要分布在三江源區(qū)西部?！?℃初日開(kāi)始時(shí)間表現(xiàn)為自西向東逐漸提前的趨勢(shì)，開(kāi)始時(shí)間介于2月29日～5月31日，終日結(jié)束時(shí)間介于9月21日～11月23日，初日開(kāi)始時(shí)間較早和終日結(jié)束時(shí)間較晚的地區(qū)均分布在東部農(nóng)業(yè)區(qū)。

圖7 青海省不同年代1 500℃等積溫線位置變化Fig.7 The decadal spatial shift of 1 500℃ isopleth in Qinghai Province

圖8 1960-2015年青海省1 500℃等積溫線中心點(diǎn)年際空間位移Fig.8 Annual spatial shift of the centers of the 1 500℃isopleths during 1960-2015 in Qinghai Province

3)與20世紀(jì)60年代相比，21世紀(jì)青海省≥0℃積溫段Ⅱ(500～1 500℃)面積減小了14.06%；≥0℃積溫段Ⅳ(2 000～3 000℃)面積增加了16.34%。

4)從年代變化來(lái)看，20世紀(jì)60年代到80年代1 500℃的等值線變化不明顯，90年代以后變化趨勢(shì)明顯，呈現(xiàn)出整體向高海拔擴(kuò)張和向低緯度南移的趨勢(shì)，即呈顯著向西向南的移動(dòng)趨勢(shì)。