宁德农业气候资源时空特征分析

农业灾害研究 2023,13(12)宁德农业气候资源时空特征分析
陈苑旻1，陈志昭2，郭怡宁1
1.福建省福鼎市气象局，福建福鼎 355200；
2.宁德市气象局，福建宁德 352100
摘要 浅析宁德农业气候资源变化特征和时空分布，构建宁德茶树气候适宜度模型，为宁
德茶树适应气候变化的科学决策提供参考。

结果如下：(1)1970—2019年50年间，宁德年日
照时数为1 332~2 076 h，气候倾向率均呈减少趋势，但变化均不显著。

空间上，各县(市、
区)年日照时数为1 570~1 777 h。

(2)1970年至2019年50年间，宁德年平均气温为16.5~
18.5 ℃，气候倾向率是0.28 ℃/10年，年平均最高气温为20.8~23.4 ℃，气候倾向率是0.27 ℃/10
年。

(3)1970—2019年50年间，宁德年降水量为1 148.8~2 541.8 mm，气候倾向率是34.6 mm/10
年，时间上呈增加趋势，但增加不显著。

降水分布自东北向西南呈现少—多—少的特点。

(4)福
鼎、古田、蕉城、福安、霞浦的活动积温和有效积温均多于寿宁、周宁、屏南、柘荣等县(市)。

关键词 农业气候资源；时空特征；分析
中图分类号：S162.3 文献标识码：B 文章编号：2095–3305(2023)12–0207-03
目前，由于人类活动和自然因素的影响，地球气候发生了显著的变暖变化，其幅度远远超过了自然范围，吸引了国际社会和学术界的大量目光[1]。

目前，我国气温升高的程度高于世界平均水平，农作物的生长发育和种植受气候变化的影响重大。

气候变化会改变作物种植结构和布局，还会导致极端气候事件的增多、破坏性的提高，导致农作物产量和收益严重下降[2-3]。

农作物的生长发育和种植变化受到气候变化的影响重大。

气候变化不仅会改变农业生产的环境条件，还会改变作物种植结构和布局，同时，气候变暖会使得农业病虫害发生范围更广，危害程度更重，使农作物产量和收益受到严重威胁，还会导致气候变化导致极端气候事件更多、破坏性更大，农业生产的不稳定性增加[4-5]。

研究农业气候资源变化特征和时空分布意义重大。

为了预防气候变化给农业生长带来的不利影响，相关部门应采取相应对策，了解农业气候资源特征变化情况，最大可能地减少损失[6-7]。

1 研究区概况与方法
1.1 研究区域概况
宁德地处福建东北部，位于鹫峰
山东侧，由福鼎、福安、柘荣、蕉城、霞
浦、古田、屏南、周宁、寿宁9个县级行
政区组成。

宁德地势呈西北至南向降
低，中间地形为隆起的梯状，东部沿海
是平原。

年平均气温为14~21℃，年日
照时数约1 100~2 300 h，年降水量为
1 100~
2 600 mm，光源丰富，热源充
足，水源丰沛。

1.2 研究资料与方法
运用宁德9个国家气象观测站1970
—2019年的气温、降水、日照、相对湿
度等观测数据等历史观测数据，通过
计算各界限值温度初终日以及持续日
数，运用气候倾向率、样条函数插值、
5 d滑动平均法、百分位数法模糊数学
分析等方法进行研究。

(1)利用宁德9个国家气象观测站
的历史资料，通过数理方法和ArcGIS
分析宁德1970—2019年光、温、水等农
业气候资源变化特征和空间分布情况。

(2)通过分析宁德各县(市、区)1970
—2019年的各界限温度起止日期以及
持续日数的变化特征，进一步探究宁德
热量资源变化特征和空间分布情况。

(3)季节的划分根据《福建气候》一
书中的相关定义，将3—6、7—9、10—11、
Analysis of Spatiot-
emporal Characteristics
of Agricultural Climate
Resources in Ningde
Chen Yuan-min et al(Fuding Meteor-
ological Bureau, Fuding, Fujian 355200)
Abstract Based on the analysis of
the characteristics and spatiotemporal
distribution of agricultural climate resources
in Ningde, this article constructs a climate
suitability model for tea trees in Ningde,
in order to provide reference for scientific
decision-making of tea trees adapting to
climate change in Ningde.The results are
as follows: (1) During the 50 years from
1970 to 2019, the annual sunshine hours of
Ningde was 1 332 to 2 076 h, decreasing the
climate tendency trend, but the change was
not significant. In space, the annual sunshine
hours of each county (city, district) are
1 570~1 777 h. (2) During the 50
years from 1970 to 2019, the annual
average temperature of Ningde was
16.5~18.5 ℃, the climate propensity
was 0.28 ℃/10 years, the annual average
maximum temperature was 20.8~23.4 ℃,
and the climate propensity was 0.27 ℃/10
years. (3) During the 50 years from 1970 to
2019, the annual precipitation in Ningde
was 1 148.8~2 541.8 mm, and the climate
tendency rate was 34.6 mm/10 years, showing
an increasing trend in time, but the increase
was not significant. Precipitation distribution
from northeast to southwest presents less-
more-less characteristics. (4) The activity
temperature and effective temperature of
Fuding, Gutian, Jiaocheng, Fuan and Xiapu
are more than those of Shouning, Zhouning,
Pingnan, Zherong and other counties and
cities.
Key words Agricultural climate
resources; Spatio-temporal characteristics;
analysis
作者简介 陈苑旻(1991—)，女，福建福鼎人，工程师，主要从事综合气象业务及气象服务工作。

收稿日期 2023-08-30
207
Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.12
12—次年2月依次定义为春季、夏季、秋季、冬季。

(4)宁德农业气候资源分析使用的气候指标数据统计方法及缺测数据处理方法依据《地面气象资料实时统计处理业务规定(2017版)》相关规定处理。

2 宁德农业气候资源的时空特征分析2.1 光资源特征
农作物的生长离不开太阳，太阳光是农作物进行光合作用的前提。

收集宁德地区日照时数相关资料，分析宁德光源的变化特征和空间分布。

2.1.1 年日照时数变化特征 宁德1970 —2019年50年间的年日照时数(图略)，以1971年的年日照时数2 076 h为最多，2000年的年日照时数1 332 h最少，两
者之间相差744 h，气候倾向率是-22.7
h/10年，日照时数呈减少趋势，但变化
没有通过0.05水平显著性检验，说明年
日照时数随时间变化趋势不明显。

空
间上(图1a)，古田、福安、霞浦日照较
多，最多的古田(1 777 h)比最少的蕉城
(1 570 h)多207 h。

2.1.2 季节日照时数变化特征 宁德
季节日照时数的气候倾向率是3.78、
-3.34、-2.13年和-11.2 h/10年，表明除
春季变多外，其他3个季节的日照时数
均逐年减少，但日照时数变化没有通过
0.05水平显著性检验，表明变化趋势不
显著。

春季的日照时数最多，为627.2 h，
出现在1972年，最少为350.5 h，出现在
1973年；夏季日照时数最多，为738.9 h，
出现在2003年，最少为382.7 h，出现在
1997年；秋季日照时数最多，为431.9 h，
出现在1979年，最少为138.5 h，出现在
2000年；冬季日照时数最多，为478.2 h，
出现在1987年，最少为168.0 h，出现在
2012年。

2.2 热资源特征
2.2.1 年平均气温变化特征 1970—
2019年的50年间，宁德年平均气温气
候倾向率是0.28 ℃/10年(图略)，通过
了0.01水平的显著性检验，说明年平均
气温随时间上升显著提高。

年平均气
温最低为16.5 ℃，出现在1976和1984
年，最高为18.5 ℃，出现在1998和2016
年。

各个县(市、区)增幅在1.2(霞浦)
至1.9 ℃(蕉城)之间。

a b c
a.年累计日照时数；
b.年平均气温；
c.年累计雨量
图1 宁德1970—2019年农业气候资源的空间分布特征
从图1b可以看出，宁德气温空间分布呈从西北向东南递增趋势。

一条东北、西南向的弯曲分界线从福鼎贯穿到古田，东南部福鼎、福安、霞浦、蕉城以及古田等县（市）年平均气温的多年平均值比西北部县（市）高出3~4 ℃。

常年平均气温最高的蕉城(19.6 ℃)比最低的周宁(14.8 ℃)高4.8 ℃。

2.2.2 季节平均气温变化特征 宁德春季、夏季、秋季、冬季平均气温分别为14.5~22.3、21.4~29.5、11.9~21.7、
3.7~12.9 ℃，气候倾向率依次为0.22、0.19、0.32、0.58 ℃/10年，各个季节的气温均呈上升趋势，变化均通过0.05水平的显著性检验，标明气温随着时间变化显著升高，以冬季升高最为明显。

宁德四季平均气温空间分布同年平均气温空间分布特征一致。

2.3 水资源特征
2.3.1 年降水量变化特征 宁德1970—2019年50年的降水量气候倾向率是34.6 mm/10年，变化没有通过0.05显著性检验，说明增多不显著。

年降水量最
多为2016年，达到2541.8 mm，最少为
2003年1148.8 mm，两者相差1 393 mm。

空间上(图1c)，蕉城、寿宁、周宁、
柘荣等县市降水丰盈，整个宁德降水分
布自东北向西南呈现少—多—少的特
点，其中霞浦县降水最少，为1 396.1 mm，
周宁县降水最多，为2 092.7 mm，两者
相差658.7 mm。

2.3.2 季节降水量变化特征 宁德春
季、夏季、秋季、冬季降水量的气候倾向
率分别是-4.99、27.8、50和6.77 mm/10
年，表明除春季变少外，其他3个季节
的降水变多，变化没有通过0.05水平显
著性检验，表明变化不显著。

春季降水量最多为1 189.4 mm，出
现在2010年，最少为490.7 mm，出现在
1971年；夏季降水量最多为1 028.7 mm，
出现在1990年，最少为292.5 mm，出
现在1998年；秋季降水量最多为317.6
mm，出现在1987年，最少为37.2 mm，
出现在1983年；冬季降水量最多为
456.8 mm，出现在1998年，最少为81.6
mm，出现在1999年。

在空间上，春季，屏南、周宁、寿宁
降水多，霞浦最少；夏季，柘荣、周宁、
蕉城降水多，古田最少；秋季，蕉城、
周宁、柘荣降水多，霞浦最少；冬季，蕉
城、周宁、屏南降水多，霞浦最少。

2.3.3 降水日数 1970—2018年间，宁
德总降水日数为133.9~216.8 d，气候倾
向率为-3.95 d/10年，通过0.05水平显
著性检验，说明降水日数随着时间呈下
降趋势，且下降显著。

降水日数最多的是1975年(216.8 d)，
比最少的2013年(133.9 d)多了82.9天。

中雨及以下量级日数最多为195.2 d，出
现在1975年，最少为122 d，出现在2003
年；大雨日数最多为20.7 d，出现在2016
年，最少为9.4 d，出现在2003年；暴雨日
数最多为9.4 d，出现在2005年，最少为
1.7 d，出现在1993年；大暴雨日数最多为
3.2 d，出现在1990年，最少为0.1 d，出现
在1976年和1986年。

208
农业灾害研究 2023,13(12)
2.4 积温
积温分为活动积温和有效积温。

活动积温包含低于生物学下限温度的那部分无效积温，温度愈低，无效积温所占的比例就越大。

有效积温较为稳定，能更确切地反映作物对热量的要求。

2.4.1 活动积温 从宁德1970—2019年各县(市、区)各界限温度活动积温表(表略)中可以看出，1970—2019年间，宁德各县(市、区)≥5 ℃活动积温多年平均值在5 057.5(周宁)至7 076.3 ℃·d (福安)之间；≥10 ℃活动积温多年平均值在4 483.8(周宁)至6 380.3 ℃·d(福安)之间；≥15 ℃活动积温多年平均值在3 544.8(周宁)至5 579.4 ℃·d(福安)之间；≥20 ℃活动积温多年平均值在2 194.4(周宁)至4 366.7 ℃·d(福安)之间。

总体来看，福鼎、古田、蕉城、福安、霞浦的活动积温均多于寿宁、周宁、屏南、柘荣等县(市)。

≥5 ℃、≥10 ℃、≥15 ℃和≥20 ℃活动积温最少的年份分别是1976年的5 647.2 ℃·d、1976年的4 853.1 ℃·d、1987年的4 185.8 ℃·d和1976年的2 623.8 ℃·d；最多的年份分别是1998年的6 615.1 ℃·d、2018年的6 070.6 ℃·d、1998年的5 403.1 ℃·d和2008年的3 884.8 ℃·d；活动积温最多的年份比最少的年份分别多967.9、1 217.5、1 217.3和1 260.9 ℃。

宁德≥5 ℃、≥10 ℃、≥15 ℃和≥20 ℃活动积温气候倾向率分别为125.07、112.34、114.82和128.32 ℃/10年，变化通过0.05显著性检验，表明各界限温度活动积温呈显著增多，并且≥5 ℃活动积温的增长幅度最大，≥20 ℃活动积温增幅次之，≥10 ℃和≥15 ℃的增长幅度相当。

2.4.2 有效积温 从宁德1970年至2019年各县(市、区)各界限温度有效积温表(表略)中可以看出，1970年至2019年间宁德各县(市、区)，≥5 ℃有效积温多年平均值在3 602.9(周宁)至5 305.9 ℃·d(福安)之间；≥10 ℃有效积温多年平均值在2 177.6(周宁)至3496.3 ℃·d(福安)之间；≥15 ℃有效积温多年平均值在1 069.8(周宁)至2 137.8 ℃·d(福安)之间；≥20 ℃有效积温多年平均值在33
3.6(周宁)至1 057.9 ℃·d(福安)之间。

总体来说，福
鼎、古田、蕉城、福安、霞浦的有效积温
多于寿宁、周宁、屏南、柘荣等县市。

≥5 ℃、≥10 ℃、≥15 ℃、≥20 ℃
有效积温最少的年份分别是1976年的4
112.2 ℃·d、1976年的2 555.3 ℃·d、1973年
的1 446.0 ℃·d和1976年的535 ℃·d；最
多的年份分别是1998年的4901.2 ℃·d、
2016年的3 190.7 ℃·d、1998年的1 896.4
℃·d和2017年的877.8 ℃·d；有效积温
最多的年份比最少的年份分别多789、
635.3、450.3和342.8 ℃·d。

宁德≥5 ℃、
≥10 ℃、≥15 ℃、≥20 ℃有效积温气
候倾向率分别为103.65、76.45、50.52、
33.12 ℃/10年，变化通过0.05显著性检
验，表明各界限温度有效积温随时间显
著增多，并且≥5 ℃有效积温的增长幅
度最大，其次是≥10 ℃有效积温，≥
20 ℃有效积温的增长幅度最小。

3 结论
(1)日照时数减少不利于水稻、甘
薯、玉米、大豆等粮食作物提高产量，也
不利于水果和茄果类、瓜类蔬菜提高产
量和品质，但适宜茶树生长，有利于提
高茶叶品质[8-9]。

1970—2019年50年间，
宁德年日照时数为1 332~2 076 h，气候
倾向率均呈减少趋势，但变化均不显
著。

空间上，各县(市、区)年日照时数
为1 570~1 777 h。

(2)热量是农作物生长发育的重要
条件，年平均气温增加有利于农作物生
长，低温天气危害的影响减少，但超高
温和极端高温天气对农作物生长发育
有不利影响。

气温日较差大，有利于农
作物营养积累，提高农产品产量和品
质[10-11]。

1970—2019年50年间，宁德年平
均气温为16.5~18.5 ℃，气候倾向率是0.28
℃/10年，年平均最高气温为20.8~23.4 ℃，
气候倾向率是0.27 ℃/10年。

(3)水资源是农作物生长发育的重
要条件，但过量的降水会诱发洪涝灾
害，导致农作物烂根、倒伏和增加病虫
危害[6]。

1970—2019年50年间，宁德年
降水量为1148.8~2541.8 mm，气候倾
向率是34.6 mm/10年，时间上呈增加
趋势，但增加不显著。

降水分布自东北
向西南呈现少—多—少的特点。

宁德
总降水日数为133.9~216.8 d，气候倾向
率为-3.95 d/10年。

随着时间呈减少趋
势，且减少显著。

(4)活动积温和有效积温增加，有
利于延长农作物生长期，有利于提高农
作物产量和品质[12]。

福鼎、古田、蕉城、
福安、霞浦的活动积温和有效积温均多
于寿宁、周宁、屏南、柘荣等县（市）。

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