1960_2008年濮阳气候变化特征及其对农业生产的影响_刘九玲

0引言
濮阳市位于河南省东北部，全市为黄河冲积平原，地势平坦，自然条件比较优越，属于温带半干旱气候区。

冬寒、夏热大陆性气候较明显。

主要特征是：雨热
同季，四季分明，作物生长季节光温充足，雨量充沛，为濮阳市农业生产提供了有利的气候条件。

但是各种自然灾害的频繁出现，特别是大范围的气象灾害对全市工农业生产也造成了严重的影响。

笔者通过分析
第一作者简介：刘九玲，女，1965年出生，河南濮阳县人，学士学位，工程师，主要从事气候变化及其对农业生产的影响研究。

通信地址：457000河南省濮阳市黄河路西段河南省濮阳市气象局。

E-mail ：ljl690@ 。

收稿日期：2009-12-04，修回日期：2010-01-14。

1960—2008年濮阳气候变化特征及其对农业生产的影响
刘九玲1，高春景2，朱腾然1，郭宁1，童晓勇1，范红霞1
（1河南省濮阳市气象局，河南濮阳457000；2
河南省濮阳市南乐县气象局，河南南乐457400）
摘要：为了研究濮阳近半个世纪的温度、降水和日照等主要气候因子，在月平均、季平均、年平均和年代际等多时间尺度上变化特征，以及相应气候变化背景下，对濮阳主要农作物的育种、生长期生长、发育的影响，另外这种变化对农作物病虫害影响程度如何。

利用数理统计方法，对濮阳1960—2008年的气候资料和近年的民政局的灾情资料进行分析，找出主要农业气候学因子温度、降水和日照的变化规律和特征是年平均气温逐渐升高，尤其是冬季气温异常偏高，气候倾向率为0.2033℃/年，年平均年降水量有所减少，气候倾向率为-1.087mm/年，日照呈现明显减少趋势，气候倾向率为15.101h/年。

最后论证了气候变化对濮阳市农业生产的影响有利是：提高了农作物有效生长期的有效积温，CO 2浓度的增加可提高麦类作物的产量；弊端也很突出，如病虫害因温度升高，影响范围和速度会明显加快。

关键词：气候变化；农业生产；影响中图分类号：D64
文献标志码：A
论文编号：2009-2557
Climatic Change and Influence on Agricultural Production in Puyang from 1960to 2008
Liu Jiuling 1,Gao Chunjing 2,Zhu Tengran 1,Guo Ning 1,Tong Xiaoyong 1,Fan Hongxia 1
(1Puyang Meteorological Bureau ,Puyang Henan 457000;2Nanle Meteorological Bureau ,Nanle Henan 457400)
Abstract:To study the features of major climatic factors in Puyang nearly half a century on the monthly average,seasonal average,the annual average and decadal time,including temperature,precipitation and sunshine.And its impact on major crops breeding,growth and development of growing season and crops
diseases and insect pests.Based on the daily climatic data from 1960to 2008and the disaster data of the civil administration in recent years in Puyang,the variations and the features of the major climate factors were obtained by statistical methods,including temperature,precipitation and sunshine.The results showed that the average annual temperature gradually increased exceptionally high temperature especially in winter.Climatic trend rate was 0.2033℃/a.The average annual precipitation reduced very little,climate trend rate was -1.087mm/a,The sunshine shown clear decreasing trend,climate trend rate was 15.101h/a.Finally we concluded that the effective temperature had double-sided impact on agricultural production.On the one hand,the climate change was favorable for raising the effective temperature of the effective crops growing period.The concentration of CO 2in atmosphere could increase wheat crops production.On the other,disadvantages were also prominent.During to temperature rising,the influence on scope and speed of crops diseases and insect pests would be significantly accelerated.Key words:climatic change;agricultural production;influence
中国农学通报2010,26(9):357-363
Chinese Agricultural Science
Bulletin
中国农学通报
-1
-0-0-0-00000气温距平/℃
年份
1960年以来濮阳市的气候变化，主要是温度、降水量和日照的变化规律和特点，确定其对农业生产的利弊影响，并提出相应的防御措施对策，为当地农业生产提供合理化建议。

近年来，有关这方面的研究，国内外相当数量学者从不同方面进行了研究[1-20]：陈利容[1]认为全球气候变化对中国农业的影响有利也有弊；唐国平
[2]
通过研究气候变暖得到：中国气候变化基本特征是
单纯的气候变化小幅度波动对农业生产的影响不大；高素华[3]
认为气候变化的影响因地而异，例如在中国西北气候变暖后有利于降水增加，有利农业生产。

那么地处华北南部的濮阳市，在全球气候变化的大背景下，局地小气候的变化又有哪些自身特点呢？对当地农业生产有何影响呢？利大还是弊大呢？这正是笔者要试图探究的问题。

1资料与方法1.1资料
气象资料来源于濮阳市气象局1960—2008年的气象观测资料，农作物产量资料来源于濮阳市统计局，灾情资料来源于濮阳市民政局，其中气象资料主要包括气温、降水、日照三大气象要素进行的月、季、年的统计，另外笔者还根据文章的需要对产量资料和灾情资料作了相应的挑选和处理。

1.2方法
在分析温度变化的拟合值和观测值的相关性时，
所用相关系数计算式为：
r =
(x -x -)(--
)式中，r 为相关系数，x 与y 为样本变量，x 与y 为样本平均值。

在计算气温变化倾向率a 时，采用线性方法，即：a =
∑i =1n
(X i -X
̅)(Y i -Y ̅)∑i =1
n
(X i -X
̅)2=
∑i =1
n
X i Y i -nX
̅Y ̅∑i =1
n
X 2i -nX
̅2式中，t 为时间，y 为气候要素值，i 为时间序号，n 为样本长度（单位为a ），此文中n =49a ，t 与y 表示平均，变化趋势a 的单位为℃/年。

2气候变化特征
分析1960—2008年的气象资料，发现气候变化规律为：年平均气温逐渐升高，尤其是冬季气温异常偏高，降水量有所减少，日照呈现明显减少趋势，这种变化趋势和其他研究者的主要结论是一致的[1-7]。

2.1温度变化趋势特征
统计气温月、季、年的变化，如图1所示，1999年以来年平均气温、冬季平均气温呈现明显上升趋势。

从图1可以看出，进入20世纪90年代中期以来，大部分年份为正距平，增暖趋势非常显著。

具体是
11.5
1212.51313.
5
1
414.5
151960
1965
1970
1975
1980
1985
1990199520002005
气温/℃
图1濮阳1960—2008年年平均气温和气温距平变化曲线
·
·358
1994—2008年13.4℃比1960—1993年14.0℃升高0.6℃，冬季平均气温升高1.3℃；春季平均气温以2000—2008年最高为15.0℃，比1960—1999年的14.0℃高1.0℃，进入21世纪以来上升明显；夏季平均气温最高为1960—1969年的26.7℃，最低为20世纪80年代的25.6℃，21世纪以来为25.8℃，下降0.9℃；秋季平均气温最低为20世纪80年代的7.0℃，2000年以来为7.7℃，呈现波动的缓慢上升趋势。

就各个月平均变化来看（见表1），变化最大月份为2月份，有20世纪60年代的0.5℃上升到21世纪的2.7℃，上升了2.0℃；再就是12月份，由20世纪60年代的-0.1℃上升到21世纪的0.7℃，上升了0.8℃，；3月、4月21世纪以来比20世纪60年代分别上升了1.9℃和1.2℃；5月、6月、7月和8月60年代比20世纪90年代下降分别是0.2℃、0.8℃、0.9℃和0.9℃；一年中的变化情况是：12月—次年4月气温升高，5—8月气温降低，9—11月气温上升趋势不明显。

基本上形成了应当寒冷的冬季及初春气温较常年相对偏高而夏季气温相对常年偏低的“暖冬”、“冷夏”现象。

当然这只是每个时期的平均状况，个别年份和时段仍然存在相对较冷和较热的现象。

2.2降水量变化特征
如图2所示，从距平变化上看，降水阶段性波动明显，20世纪60、70年代极端现象互见，负的距平主要集中在90年代；正距平主要集中在60年代前期和70年代前期，以及90年代中后期和21世纪初期近年来呈现负距平变化。

60年代至今整体呈现减少趋势，趋势率为-10.7mm/10年，即每10年降水减少10.7mm。

如表2所示，年平均降水量由20世纪60、70年代的660mm左右减少到80、90年代的590mm左右，偏少近70mm，80年代比60年代和70年代明显减少，这种减少主要集中在春季和冬季，到了90年代降水略有增加，仅夏季就增加15%，但秋季明显较少25%，80年代年平均降水量最少为576.5mm，进入21世纪以来降水量增加了27%，到达年代平均降水量最高730.3mm。

如图表3，可以明显看出不同年代各个月份降水量变化情况：1月份降水量，20世纪60—80年代增加，90年代又减少到60年代的水平，2000年以来又增加，整体呈现波动，无明显趋势；2月、4月降水量，90年代
月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年平均20世纪60年代
-2.0
0.5
7.2
14.0
20.9
26.4
27.4
26.2
20.6
14.4
6.8
-0.1
13.5
20世纪70年代
-2.0
1.0
7.2
14.7
20.4
25.6
26.6
25.5
20.6
14.5
6.7
0.4
13.4
20世纪80年代
-1.6
0.7
6.8
14.8
20.3
25.2
26.4
25.4
20.5
14.4
6.6
0.0
13.3
20世纪90年代
-1.0
2.7
7.3
14.8
19.9
25.1
27.2
25.6
21.0
14.7
6.8
1.0
13.8
2000—2008
-1.4
2.7
9.1
15.2
20.7
25.6
26.5
25.3
20.9
14.9
7.3
0.7
14.0
表1濮阳逐年代平均气温变化表
℃刘九玲等：1960—2008
年濮阳气候变化特征及其对农业生产的影响
··
359
中国农学通报
后减少趋势不明显，可是90年代以来迅速减少，3月份减少了60%；60年代以来，5月份降水量呈现震荡增加趋势，6月份，60年代到2000年以来一直为增加趋势；90年年代以来，7月增加最多，高达45%；9月份60年代最多，在逐年代震荡变化的过程中，90年代到达最低值33.3mm ；60年代到2000年，10月呈现减少趋势，90年代最低，21世纪以来次之；11月降水量，在80年代相对明显减少，在90年代又有增多趋势，整体震荡变化不大；12月降水量自80年代以来呈现明显减少趋势。

只是21世纪以来又有震荡上升的趋势。

总之，
2000—2008年降水量明显增多，而且各个时期均是增多的趋势。

2.3日照时数变化特征
如图3所示，距平变化上看，日照下降趋势明显，1983年前后发生跃变，从1982年的80.8跃降到1984年的-396。

正距平几乎集中在1984年以来26年，负距平出现在1960—1982年。

从逐年气候变化上看，日照时数每年减少15.1h ，整体呈现明显下降趋势。

如表4所示，年代日照时数，最多日照时数出现在春季、夏季和冬季的20世纪60年代，秋季的出现在70
图2濮阳1960—2008年年降水量和距平百分率变化趋势
表21960—2008年不同季节不同年代的降水量
季节春季夏季秋季冬季合计
20世纪60年代
127.0370.3171.919.5688.7
20世纪70年代
128.1375.698.528.1630.3
20世纪80年代
144.6299.1117.615.1576.5
20世纪90年代
161.1344.087.920.2613.3
2000—2008164.1421.5121.123.6730.3
表31960—2008年逐月不同年代的降水量
月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月
20世纪60年代
4.510.51
5.245.235.04
6.7156.7166.9100.243.028.74.5
20世纪70年代
6.111.01
7.335.032.161.018
8.6126.046.636.515.410.9
20世纪80年代
6.03.319.71
7.059.26
8.5121.210
9.469.738.99.05.8
20世纪90年代
4.012.133.329.461.570.315
5.8117.933.330.923.84.1
2000—2008
7.67.812.624.450.189.7225.6106.269.433.518.38.2
mm
mm
·
·
360
年代；4个季节都是从60、70年代到80、90年代发生明显减少，减少最大幅度是夏季为90.2h ，达到12.4%，21世纪以来减少更加明显，最大幅度也是在夏季为58.2h ，降幅为10%；年变化也基本和季节变化相一致。

如表5，可以明显看出不同年代各个月份日照变化情况：1月、3月和11月的日照时数，20世纪60、70和80年代依次减少，90年代和21世纪以来在低位震荡，略有升高。

图3濮阳1960—2008年年日照和距平百分率变化趋势
y = -15.101x + 2705.5
1700
1900210023002500270029001960
1965
1970
1975
1980
1985199019952000
2005
年份
年日照时数/h
表41960—2008年不同季节不同年代的日照时数
季节春季夏季秋季冬季合计
20世纪60年代
701.9783.0584.2526.42632.9
20世纪70年代
698.6724.3607.8450.32511.7
20世纪80年代
653.8634.1529.9412.62263.0
20世纪90年代
582.3600.7505.8398.22101.1
2000—2008665.0548.2495.5397.62109.2
表51960—2008年逐月不同年代的日照时数
月份1月2月3月4月5月6月7月
20世纪60年代
189.0188.1215.9218.9267.1285.6246.4
20世纪70年代
165.6153.6204.6221.9272.1271.1232.2
20世纪80年代
149.2143.2180.5224.0249.3231.75194.3
20世纪90年代
130.7144.7161.5202.0218.9223.8184.3
2000—2008132.1138.2206.9222.5235.6210.7160.0
刘九玲等：1960—2008年濮阳气候变化特征及其对农业生产的影响
h
h
-6
-4-22468日照距平百分率
年份
·
·361
中国农学通报
3气候变化对当地农业生产的影响
3.1各种极端气象事件频发对农业生产的影响
统计1989—2008年共20a的灾情资料，各种气象灾害所造成的农作物受灾、成灾面积均有不断增加的趋势，尤其是20世纪90年代中期以来，更是如此。

1989—2008年，农作物年受灾面积均在40万hm2以下，而1997—2008年，除2006年各年度内受灾面积均在40万hm2以上，占总耕地面积的70%以上，导致粮食作物、经济作物等减产面积不断增加。

在各种气象灾害中，发生最频繁、危害最严重的是旱灾，其次是雹灾。

由于近20年来，濮阳市处于相对干旱少雨期，再加上黄河水日趋减少，断流频繁，旱灾、雹灾都有加重发生的趋势，因此，旱灾、雹灾成为制约濮阳市农业生长的重要因素[3]。

3.2暖冬对农业生产的利弊分析
以上分析表明，20世纪90年代中期以来，冬季气温呈现不断升高的趋势。

笔者还分析冬季负积温、极端最高和极端最低温度的变化得出：冬季负积温呈逐年减少趋势，极端最低气温呈逐步上升趋势。

暖冬对农业生产的影响既有利，也有弊。

3.2.1暖冬对冬小麦等越冬作物的生长有利暖冬年份冬小麦能较好地安全越冬，笔者对产量资料进行了分析，凡属暖冬的年份冬小麦产量一般较高，冬小麦产量与冬季气温呈显著的正相关，相关系数为0.631（r0.01= 0.393），产量与冬季负积温呈显著的负相关，相关系数为-0.618。

另外，暖冬还使大棚蔬菜、果树等受冻机会减少。

3.2.2暖冬的不利影响由于冬季变暖，一些农作物病虫害的越冬基数增大，造成病虫害危害加剧。

分析20年来的灾情资料，由于病虫造成的农作物受灾、成灾面积也在不断增加，特别是自20世纪90年代气候变暖期以来，危害尤为严重。

此外，暖冬因使冬季农田仍保持着一定的农田蒸散，而加剧了冬季及初春的农田干旱。

3.3各种农作物生育期内气候条件的变化
笔者分别统计了近20年来冬小麦、棉花、夏玉米等作物生育期内的积温、降水及日照条件，对冬小麦来说，最突出的问题是：降水严重不足，以前由于濮阳市大部分农田灌溉条件较好，水分条件并没有成为限制冬小麦生长的重要因子。

但随着降水的不断减少，黄河水资源日趋紧张，目前，这一问题已不容忽视。

个别年份日照严重不足，但大部分年份的日照条件尚能满足冬小麦生长发育的需要。

对于棉花、夏玉米等喜温、喜光作物来说，光照条件略显不足，个别年份光照条件较差，尤其是夏末秋初阴雨寡照天气会严重影响棉花的产量和品质。

3.4各界限温度初、终日期变化对农作物生长、发育期的影响
通过分析，反应冬小麦返青生长的0℃日期，由20世纪90年代以前平均出现在2月22日提前到90年代以后的2月13日；适宜棉花播种的日平均气温12℃的日期由4月13日提前到4月9日；适宜冬小麦播种的日平均气温稳定下降到18℃的日期由9月24日推迟到9月28日。

这就表明冬小麦的生长期、发育期都已发生了一定的变化，播种期推迟，返青期提前，越冬期也相对缩短，棉花的适播期也相应提前了。

另外，笔者还统计了多种动植物的物候期的变化，也与界限温度初、终日期的变化有较好的一致性。

如：各种树木的芽开放期都有所提前，这些变化都是由气候的变化引起的。

4小结
1）近10a来濮阳平均气温、冬季平均气温呈明显上升趋势。

2）20世纪90年代年平均降水量偏少最为显著，减少到平均降水量为569.2mm。

3）日照时数自20世纪90年代以来呈明显下降趋势。

由60年代的2600h减到90年代的2200h。

4）气候变化对农业生产的影响主要是暖冬的影响、干旱及日照时数的减少对农作物的影响。

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190.3
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161.9
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