梁洪艷，馮琦，高長宇，張淑娟，孫成，劉昕（.明水縣氣象局，黑龍江 綏化5700；.綏化市氣象局，黑龍江綏化5000）

近40年明水縣日照時數(shù)變化規(guī)律及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

梁洪艷1，馮琦2，高長宇1，張淑娟1，孫成1，劉昕1
（1.明水縣氣象局，黑龍江 綏化151700；2.綏化市氣象局，黑龍江綏化152000）

對明水縣1971年～2010年日照時數(shù)資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：近40年來，明水縣日照時數(shù)的年變化、年代際變化及季節(jié)變化均呈減少趨勢，且減少趨勢在變緩。各季節(jié)變化差異較大，春季和夏季減少最明顯，秋季、冬季變化不明顯，80年代日照時數(shù)出現(xiàn)突變，日照時數(shù)下降達(dá)180小時。日照時數(shù)的減少對玉米、大豆、馬鈴薯均有不同程度的影響。

日照時數(shù)；明水縣；變化規(guī)律；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；影響

氣候變化已引起人們的普遍關(guān)注，日照作為太陽活動最重要的表現(xiàn)形式，既是氣候變化的主要影響因素，也是氣候資源的重要組成部分［1］。它與人類的生產(chǎn)活動、動植物的生長發(fā)育密切相關(guān)，是氣候變化的主要?dú)庀笠刂?。任國玉?］等分析1956年～2002年中國日照時數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)全國年平均日照時數(shù)具有明顯下降趨勢。賈金明等［3］、譚友邦等［4］從不同區(qū)域尺度對日照時數(shù)的氣候變化特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明，各地日照時數(shù)的氣候變化特征也有不同。郭軍［5］對天津地區(qū)近40年日照變化特征的分析也發(fā)現(xiàn)其日照時數(shù)呈明顯的下降趨勢。本文旨在通過對明水縣近40年日照時數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，探求在氣候變暖背景下明水縣日照時數(shù)變化規(guī)律及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，對充分利用太陽能資源及合理安排明水縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)等提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

利用1971年～2010年明水縣逐年、逐月日照時數(shù)資料，采用線性方法對日照時數(shù)變化特征進(jìn)行分析研究。季日照資料分別為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12～2月）。

2 結(jié)果與分析

2.1年日照時數(shù)變化

明水縣年日照時數(shù)變化曲線及其線性變化趨勢見圖1。由圖1可知，近40年來明水縣年日照時數(shù)變化與全國大部分地區(qū)基本一致，日照時數(shù)變化呈減少趨勢，氣候變化率為-6. 276h/a，2010年比1971年減少232.6小時，平均每年約減少5.8小時，峰值為2874.8小時，出現(xiàn)在1973年；谷值為2211.3小時，出現(xiàn)在2005年，峰值與谷值相差663.5小時。

圖1　1971年～2010年明水縣年日照時數(shù)變化曲線

2.2日照時數(shù)年代際變化

由表1可知，明水縣日照時數(shù)年代際變化呈減少趨勢，日照時數(shù)平均每10年減少61.2小時，70年代日照時數(shù)偏多，較多年平均值高，其他年代均比多年平均值低，80年代呈明顯減少趨勢，比70年代減少180.5小時，90年代與80年代相當(dāng)，進(jìn)入21世紀(jì)較80、90年代明顯減少。

表1　明水縣日照時數(shù)年代際變化

2.3日照時數(shù)的季節(jié)變化

明水縣日照時數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，圖2給出了明水縣春（3～5月）、夏（6～8月）、秋（9～11月）、冬（12月～2月）四季日照時數(shù)逐年變化曲線。從圖2可知，1971年～2010年明水縣春、夏、秋、冬各季季日照時數(shù)變化趨勢與年日照時數(shù)變化趨勢相同，呈減少趨勢，但各季變化情況不盡相同，春季和夏季減少強(qiáng)烈些，秋季和冬季減少比較緩和些，春、夏、秋、冬各季的氣候傾向率分別為每10年-23.69、-25. 35、-4.0、-4.3小時

2.4不同季節(jié)的日照時數(shù)年代際變化

表2　不同年代明水縣日照時數(shù)特征統(tǒng)計

表2是明水縣四季不同年代的日照時數(shù)平均值，可以看出明水縣四季日照時數(shù)平均值最高值都出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，之后呈下降趨勢，并且下降趨勢各不相同。春季日照時數(shù)的突變發(fā)生在20世紀(jì)80年代，80年代、90年代變化不大，進(jìn)入21世紀(jì)（2001年～2010年）較90年代明顯減少，70年代夏季的日照時數(shù)平均值較高，之后日照時數(shù)明顯下降，并且近30年來變化不大；秋季、冬季日照時數(shù)平均值近40年來變化不明顯，最高值都出現(xiàn)在70年代，之后呈下降趨勢，并且近30年來變化不明顯。

圖2　明水縣近40年各季日照時數(shù)的逐年變化曲線

2.5近五年日照時數(shù)變化分析

明水縣2011年～2015年年日照時數(shù)依次是：2718.0小時、2415.6小時、2232.5小時、2281.7小時、2235.6小時，2011年日照時數(shù)最多，2012年較2011年少303小時，較近三年多近200小時，年日照時數(shù)總體呈減少趨勢。春季日照時數(shù)依次是：786.1小時、736.6小時、707.1小時、682.0小時、674.6小時，2011年至2015年呈逐漸減少趨勢。夏季日照時數(shù)依次是：725.7小時、661.3小時、495.5小時、558.7小時、565.1小時。2011年最多，2013年最少，近兩年略有增多。秋季日照時數(shù)依次是：619.2小時、454.6小時、514小時、558小時、584.7小時，2011年最多，2012年最少，近三年略有增多。冬季日照時數(shù)依次是：587小時、563.1小時、515.9小時、483小時、411.2小時，與春季變化相同呈逐年減少趨勢。

3 日照時數(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

明水縣位于黑龍江省西南部，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，季節(jié)變化十分明顯，氣候要素四季變化突出。明水縣是農(nóng)業(yè)大縣，主要糧食作物有玉米、大豆及馬鈴薯等，通過上述分析得出，明水縣日照時數(shù)近40年呈減少趨勢，日照時數(shù)的減少對這三種作物的生長發(fā)育必然會有不同程度的影響。總體上是，日照時數(shù)減少導(dǎo)致作物光合作用減少，從而碳水化合物積累減少，最終產(chǎn)量下降。

3.1日照時數(shù)的減少對玉米生長的影響

玉米是喜光作物，由于喜光作物光飽和點(diǎn)較高，所以對太陽能的利用率也較高，生產(chǎn)潛力較大，強(qiáng)光有利于果實(shí)和籽粒的生長，產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)、含糖量等都比較高。而明水縣玉米生長期主要集中在夏季，從上述分析可以看出明水縣夏季日照時數(shù)減少十分明顯，氣候傾向率為-25.35h/10a，20世紀(jì)70年代夏季日照時數(shù)為804.6小時減少至703小時，減少了101.6小時，日照時間過短必然影響玉米地正常發(fā)育和成熟，光合速率降低，最終產(chǎn)量下降。

3.2日照時數(shù)的減少對大豆生長的影響

大豆是喜光作物，對光照條件好壞反應(yīng)較敏感，由于大豆花莢分布在植株上部，因此上部各位置葉片都要求得到充足的陽光，以利于葉片進(jìn)行光合作用，以便將有機(jī)養(yǎng)分輸送到各部位花莢，才能提高產(chǎn)量。反之光照不足會導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

3.3日照時數(shù)的減少對馬鈴薯生長的影響

馬鈴薯屬喜光作物，對光照的要求敏感。光照充足，特別是在強(qiáng)光下，光合作用增強(qiáng)，制造的有機(jī)物質(zhì)較多，塊莖形成較早，產(chǎn)量較高。但生育期間光照不足會使莖葉徒長，植株抗病力削弱。受陰雨天氣影響最為嚴(yán)重，馬鈴薯晚疫病見病時間早、發(fā)病普遍，整體產(chǎn)量將大大降低。

4 結(jié)語

通過以上分析，得出近40年明水縣日照時數(shù)變化有以下特點(diǎn)：從日照時數(shù)的年際變化來看，20世紀(jì)80年代減少幅度最大，較70年代明顯減少，之后日照時數(shù)減少變得緩和；日照時數(shù)的年際變化存在明顯的季節(jié)差異，春、夏、秋、冬各季節(jié)日照時數(shù)變化趨勢與年日照時數(shù)變化相同，呈減少趨勢，但各季變化情況不一樣，春季和夏季減少強(qiáng)烈些，秋季和冬季減少比較要小些；年日照時數(shù)在1983年附近的突變現(xiàn)象顯著，表現(xiàn)為日照時數(shù)的急劇減少，從70年代的氣候多日照時段轉(zhuǎn)變?yōu)樯偃照諘r段。而日照時數(shù)減少的原因有待進(jìn)一步研究；日照時數(shù)的減少將降低農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，要獲得作物優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，除選育良種和加強(qiáng)病蟲害防治外，還必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和變化規(guī)律，采取相應(yīng)的農(nóng)氣技術(shù)和措施，才能趨利避害，奪得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和豐收；近五年日照時數(shù)冬、春季變化相同，呈逐年減少趨勢，這可能與大氣污染有關(guān)，這兩個季節(jié)正值北方取暖季，煙幕天氣較多，但其具體原因有待進(jìn)一步研究。

［1］伍紅玉，等.近48年華南日照時數(shù)的變化特征［J］.中山大學(xué)學(xué)報，2011.79（06）：120-125.

［2］任國玉，郭軍，等.近50年中國地面氣候變化基本特征［J］.氣象學(xué)報，2005，63（06）：942-952.

［3］賈金明，吳建河，等.多時間尺度日照變化特征及成因分析［A］.中國氣象學(xué)會2006年年會“氣候變化及機(jī)理和模擬”分會場論文集［C］：2006年.

［4］譚友邦，謝利娟.內(nèi)江市近40年日照變化的統(tǒng)計特征［J］.氣象，1996，22（10）：27-30.

［5］郭軍，任國玉.天津地區(qū)近40年日照時數(shù)變化特征及其影響因素［J］.氣象科技，2006，34（04）：415-420.

S161.1

ADOI編號：10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.063

梁洪艷，碩士，明水縣氣象局，高級工程師，研究方向：氣候與農(nóng)業(yè)。