撫順市農(nóng)業(yè)氣候資源診斷分析

撫順市農(nóng)業(yè)氣候資源診斷分析

氣候因素對人類社會的發(fā)展有顯著影響，尤其是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。農(nóng)業(yè)與氣象密切相關,糧食生產(chǎn)高度依賴于天氣氣候條件,光、溫、水、氣、風等氣象要素不僅是糧食生產(chǎn)過程中的物質(zhì)資源和能量來源,同時也是作物的生長生存環(huán)境。氣候變暖是全球氣候變化的主要特征,已成為國內(nèi)外學者普遍關注的熱點問題之一。根據(jù)IPCC第四次評估報告,過去100年全球地表溫度上升了0.74℃,近50年的溫度升高趨勢為過去100年的2倍。氣候變化使氣象災害呈現(xiàn)“提早、增多、加重”的趨勢,對糧食生產(chǎn)的重大負面影響日益顯現(xiàn),已對糧食安全構(gòu)成嚴重威脅。因此必須高度重視農(nóng)業(yè)氣象保障體系建設,為遼寧省糧食生產(chǎn)提供氣象保障。在全球氣候變化背景下,我國東北地區(qū)氣候資源和農(nóng)業(yè)氣候資源也發(fā)生了相應改變。近30年來,遼寧省降水量出現(xiàn)減少的趨勢,趨勢并不劇烈,但季節(jié)性明顯,秋季降水減少的貢獻最大,與降水有密切關系的蒸發(fā)潛力和降水蒸發(fā)差的變化趨勢并不明顯,不存在突變現(xiàn)象;太陽輻射與日照時數(shù)變化趨勢一致,在1982年發(fā)生突變,并一直呈下降趨勢,太陽輻射量和日照時數(shù)的減少主要表現(xiàn)為夏季的欠缺;遼寧總體的農(nóng)業(yè)氣候變化存在以降水、日照減少為主要特點的暖干化趨勢,這種趨勢在秋季表現(xiàn)得更為明顯。筆者利用章黨、清原、新賓3個氣象站1971～2007年氣候資料,采用線性氣候傾向率方法,對撫順地區(qū)年和春、夏、秋、冬四季的光、水等主要農(nóng)業(yè)氣候資源要素進行了診斷分析。1數(shù)據(jù)和方法1.1資料與氣候要素以撫順市氣象局章黨、清原、新賓3個氣象站1971～2007年氣候資料為研究依據(jù),其中各站的日照時數(shù)、降水等資料為主要氣候要素。季節(jié)劃分為春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)、冬季(12月～次年2月),夏半年(4～10月)、冬半年(11月～次年3月)。1.2農(nóng)業(yè)氣候資源趨勢變化分析利用撫順地區(qū)3個氣象站37年氣候資料做數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,農(nóng)業(yè)氣候資源趨勢變化分析使用線性氣候傾向率方法,并對撫順地區(qū)的光能、水分等主要氣候資源要素進行診斷分析,主要討論其變化趨勢、階段性、突變性等變化特征。1.3光照百分率的計算方法Presooff太陽總輻射計算公式為:Rg=Ra(a+bnN)Rg=Ra(a+bnΝ),式中,Rg為太陽總輻射,J/cm2;Ra為天文太陽輻射常數(shù);n為氣象站日照觀測計測得的日照時數(shù),N為某站當?shù)啬硞€時期的天文晝長,以可照時數(shù)表示;實際日照時數(shù)除以可照時數(shù)再乘以100%便是日照百分率,也就是公式中的n的百分率,即日照百分率;a、b為待定系數(shù),荷蘭科學家M.R.Rietvela研究提出了a、b值的公式:a=0.10+0.24nNa=0.10+0.24nΝ、b=0.38+0.08(nN)?1b=0.38+0.08(nΝ)-1,式中,n代表日照百分率,以小數(shù)形式參加計算;N代表某個地區(qū)的可照時數(shù),J/cm2。2結(jié)果與分析2.1撫順區(qū)光能資源變化特征2.1.1太陽總輻射的州際分布經(jīng)計算,1971～2007年章黨縣平均每年的太陽總輻射資源為129.8J/cm2,清原縣為126.0J/cm2,新賓縣為121.6J/cm2,撫順地區(qū)平均為125.8J/cm2,可見章黨縣最多,新賓縣最少。由表1可見,撫順地區(qū)太陽總輻射夏季最多,地區(qū)平均為40.8J/cm2,春季次之,冬季最少,為17.7J/cm2。章黨縣太陽總輻射最多,全年總和為127.8J/cm2,清原縣次之,新賓縣最少,總和為119.1J/cm2。撫順地區(qū)太陽總輻射西部比東部多,夏季和春季更多。撫順地區(qū)太陽總輻射夏季和春季占全年總輻射最大,分別是33.01%和31.83%,冬季太陽總輻射還不到夏季和春季的一半,為14.32%。撫順地區(qū)溫暖季節(jié)即夏半年(4～10月)太陽總輻射占全年總輻射的72.14%,而冬半年(11月～次年3月)太陽總輻射僅占全年太陽總輻射的27.86%(表1),說明農(nóng)業(yè)可利用光能資源還是比較可觀的。作物生長季(4～9月)太陽總輻射平均在67.0J/cm2左右,其中,4～5月約占35.23%,6～7月約占35.15%,8～9月約占29.58%(表2)。2.1.2女性勞動戰(zhàn)時和地域分布1971～2007年撫順地區(qū)實際日照時數(shù)變化趨勢與太陽總輻射變化趨勢是一樣的,即逐漸減少的。全市平均日照時數(shù)線性傾向率是-23.2h/10a(圖1)。從年代際變化來看,20世紀70年代全市平均日照時數(shù)距平為2.0h,80年代全市平均日照時數(shù)距平為35.1h,到了90年代全市平均日照時數(shù)距平為23.1h,2001年后全市平均日照時數(shù)距平已下降至-85.8h。從地域分布上看,章黨日照時數(shù)線性傾向率為2.3h/10a、清原-16.0h/10a、新賓-55.8h/10a,可見撫順西部地區(qū)日照時數(shù)略有增加,東部山區(qū)日照時數(shù)呈明顯減少變化趨勢。由圖2可知,1971～2007年撫順地區(qū)日照時數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異,近37年撫順春、夏、冬季日照時數(shù)變化趨勢與年日照時數(shù)變化規(guī)律一致,均呈減少趨勢,僅秋季日照時數(shù)略有增加的趨勢,但各季變化情況不同,夏、春季減少趨勢大些,冬季日照時數(shù)減少幅度很微弱,春、夏、秋、冬季的日照線性傾向率分別為-9.7、-15.2、1.5、-3.0h/10a。2.2恢復區(qū)域內(nèi)的水資源變化2.2.1降雨量2.2.1.降水年際變化撫順37年年降水量為530.67～1151.87mm,存在明顯的階段性變化和地域分布特征,各地年降水量的分布是章黨786.10mm、清原770.80mm、新賓759.10mm。1971～2007年撫順各地年平均降水量隨時間呈減少趨勢,降水線性傾向率為-17.37mm/10a(圖3)。1971～1977年為降水偏多期,1978～1984年為偏少期,1985～2007年為波動期,降水年際間變化較大。其中,1995年為歷年降水最多年份,全市平均為1151.87mm;1978年降水最少為530.63mm,兩年相差621.24mm;特別是1985年以后,降水變化幅度加大,大澇的年份增加,如1985、1986、1995年是洪澇年。2.2.1.清原、新賓線性傾向率近37年撫順地區(qū)降水量的60%～70%多集中在高溫、作物需水量最大的夏季。全年降水傾向率各地區(qū)均為負值,降水量均呈減少趨勢;章黨、清原、新賓的線性傾向率分別為-23.50、-11.72、-16.89mm/10a。年降水總量的減少主要來自于秋季降水量大幅度減少的貢獻,秋季降水線性傾向率為-5.88mm/10a,春季次之,夏季和冬季降水量反而稍有增加趨勢(圖4)。2.2.2變化特征近37年撫順各地年蒸發(fā)潛力章黨、清原、新賓分別為1422.2、1144.9、1070.2mm(圖5),四季中夏季蒸發(fā)潛力最大,冬季最小,春季大于秋季。全年蒸發(fā)潛力的月變化呈單峰型,5月份達最大,12、1月為最小。3暖干化趨勢、降水出現(xiàn)變化(1)近37年來,撫順總體的農(nóng)業(yè)氣候變化存在以降水、日照減少為主要特