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        近58年柴達(dá)木盆地枸杞生長季熱量資源變化及對(duì)產(chǎn)量的影響

        2021-07-01 09:27:05許學(xué)蓮雷玉紅許圓圓祝存兄祁棟林李存蓮王發(fā)科
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年10期
        關(guān)鍵詞:柴達(dá)木盆地枸杞氣溫

        許學(xué)蓮 雷玉紅 許圓圓 祝存兄 祁棟林 李存蓮 王發(fā)科

        摘要:利用柴達(dá)木盆地1961―2018年國家地面氣象觀測站枸杞生長季(5―10月)的逐日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫資料,統(tǒng)計(jì)≥0 ℃積溫、積溫日數(shù)和高(低)溫日數(shù),采用線性趨勢和M-K突變檢驗(yàn)法進(jìn)行分析。結(jié)果表明,近58年來柴達(dá)木盆地枸杞生長季氣溫整體變暖趨勢明顯,且夜間增溫速率高于白天增溫速率,存在著非對(duì)稱性變化。平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫分別以0.37、0.33、0.54 ℃/10年的速率呈顯著上升趨勢,氣溫日較差以 -0.21 ℃/10年的速率呈顯著下降趨勢。平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫負(fù)異常次數(shù)均出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代至80年代,正異常次數(shù)均出現(xiàn)在21世紀(jì)00年代至01年代。枸杞生長季高溫日數(shù)整體以氣候傾向率1.1 d/10年呈現(xiàn)顯著上升趨勢,而低溫日數(shù)以1.7 d/10年呈顯著減少趨勢。枸杞生長季≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)的增加趨勢明顯,≥0 ℃積溫和積溫日數(shù)氣候傾向率分別為66.6 ℃/10年和 0.7 d/10年。柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫、氣溫日較差分別于1994、1995、2000年發(fā)生突變,最低氣溫沒有發(fā)生突變。1991―2017年柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)量和種植面積的增加趨勢明顯,氣候傾向率分別為331.5 kg/(hm2·10年)和12 254.0 hm2/10年,氣溫日較差對(duì)枸杞產(chǎn)量和種植面積的變化影響最大,其他氣溫因子對(duì)產(chǎn)量的影響相對(duì)較小,影響種植面積的次要因子為高溫日數(shù)和≥0 ℃積溫日數(shù)。

        關(guān)鍵詞:柴達(dá)木盆地;氣溫;枸杞;生長季

        中圖分類號(hào): S162.5+4 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A ?文章編號(hào):1002-1302(2021)10-0113-09

        據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)調(diào)查,近50年我國的變暖更加明顯,約為0.62~0.94 ℃,已引起了全社會(huì)的高度重視[1],全球氣候變暖已成為不爭的事實(shí)。屠其璞等用近100年的資料研究發(fā)現(xiàn)全國平均氣溫的升溫趨勢為0.76 ℃/100年,高于全球平均狀況[2];于淑秋在對(duì)近50年我國日平均氣溫的氣候變化分析中得出,近50年來,我國北方夏季最高日平均溫度有較明顯的上升趨勢,而在冬季最高日平均溫度和最低日平均溫度變化趨勢均以上升為主,尤其在北方特別明顯[3];吳成啟等對(duì)近50年來全球變暖背景下青藏高原氣溫變化特征研究發(fā)現(xiàn),青海高原年平均氣溫以0.02 ℃/10年的速率增加,南部區(qū)域年平均氣溫較高,中部區(qū)域年平均氣溫較低[4]。還有很多學(xué)者對(duì)其他區(qū)域的氣溫氣候變化特征進(jìn)行了分析[5-9]。

        近年來很多學(xué)者對(duì)柴達(dá)木盆地的氣候變化和枸杞種植影響做了一定的研究,從已有的研究結(jié)果來看,柴達(dá)木盆地[10-15]以及周邊地區(qū)[16]氣溫及地表溫度均呈顯著增溫趨勢且降水增加明顯,表明柴達(dá)木盆地向暖濕化方向轉(zhuǎn)型。近年來,隨著政府的大力扶持,“柴杞”已成為柴達(dá)木盆地的一張名片,柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)業(yè)已達(dá)規(guī)模,枸杞產(chǎn)業(yè)已成為柴達(dá)木盆地農(nóng)業(yè)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。柴達(dá)木盆地是枸杞主要種植區(qū),對(duì)柴達(dá)木枸杞的研究主要集中在氣象條件分析[17]、種植氣候資源區(qū)劃[18]和氣象災(zāi)害[19]等方面,對(duì)枸杞生長季(5―10月)氣溫變化特征研究較少。鄧振鏞等對(duì)西北地區(qū)特色作物對(duì)氣候變化響應(yīng)進(jìn)行研究,結(jié)果表明,氣候暖干化使多年生特色作物返青期提早,生長發(fā)育速度提前加快[20]。在氣候變暖背景下,柴達(dá)木盆地農(nóng)業(yè)氣候資源變化對(duì)枸杞種植布局、產(chǎn)量、外觀品質(zhì)形成和生長發(fā)育均有很大影響,因此,有必要進(jìn)一步分析柴達(dá)木盆地氣候變化的新特征,并研究氣候變化對(duì)枸杞產(chǎn)量和種植面積的影響。本研究利用柴達(dá)木盆地5個(gè)國家地面氣象觀測站1961—2018年逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫及氣溫日較差等資料和1991—2018年柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)量和種植面積數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)≥ 0 ℃積溫及積溫日數(shù)和高(低)溫日數(shù),運(yùn)用線性傾向估計(jì)法對(duì)近58年柴達(dá)木盆地枸杞生長季的氣溫、枸杞產(chǎn)量和種植面積變化特征進(jìn)行分析,采用相對(duì)貢獻(xiàn)率分析氣溫因子對(duì)枸杞產(chǎn)量和種植面積的影響,從而了解柴達(dá)木盆地枸杞生長季氣溫變化情況,為枸杞生產(chǎn)、種植結(jié)構(gòu)、深加工和決策部門合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源、制定適應(yīng)氣候變化的對(duì)策等提供有力的科技支撐,為開展有效的枸杞預(yù)測氣象業(yè)務(wù)服務(wù)提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

        1 研究區(qū)與分析方法

        1.1 研究區(qū)和資料來源

        柴達(dá)木盆地是我國著名的內(nèi)陸干旱盆地之一,位于青海省西北部,素有聚寶盆之稱。平均海撥 2 980 m,屬典型的中緯度高寒、干旱大陸性氣候,日照時(shí)間長,晝夜溫差大,無霜期時(shí)間長達(dá)115~136 d,冬季寒冷漫長、夏季涼爽短促,終年干燥少雨,降水年際變化大,多集中在夏季且分布不均,蒸發(fā)量大,但地表及地下水資源相對(duì)比較豐富。柴達(dá)木盆地獨(dú)特的沙地土壤和氣候條件,特別適合枸杞的生長。柴達(dá)木盆地枸杞生長期較短,一般5月初開始發(fā)芽,8月上旬至下旬進(jìn)入夏果成熟期,9—10月為秋果成熟期,柴達(dá)木盆地枸杞生長季為5—10月[17-18]。

        1961—2018年逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫及氣溫日較差數(shù)據(jù)資料來源于青海省柴達(dá)木盆地的德令哈、格爾木、都蘭、小灶火、諾木洪5個(gè)國家地面氣象觀測站(圖1)。以5個(gè)氣象站的算術(shù)平均值代表該地區(qū)枸杞生長季氣溫變化狀況。以1980—2010年平均值作為氣候平均值。1991—2018年枸杞產(chǎn)量和種植面積數(shù)據(jù)來源于青海省海西州統(tǒng)計(jì)局。

        1.2 高(低)溫日數(shù)統(tǒng)計(jì)

        在農(nóng)作物生長季節(jié), 生育期的重要階段氣溫比

        要求的偏低(但仍在0 ℃以上),會(huì)引起農(nóng)作物生育期延遲或使生理機(jī)能受到損害,造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)的低溫災(zāi)害。

        依據(jù)青海省地方標(biāo)準(zhǔn)《氣象災(zāi)害分級(jí)指標(biāo)》[21](DB63/T 372—2018)高溫?zé)岷χ笜?biāo),以日最高氣溫≥ 30 ℃ 和日最低氣溫 ≤-20 ℃分別統(tǒng)計(jì)高、低溫日數(shù)。

        1.3 研究方法

        采用線性傾向估計(jì)法[22]對(duì)柴達(dá)木盆地1961—2018年枸杞生長季(5—10月)氣溫的變化趨勢進(jìn)行分析,當(dāng)線性趨勢指數(shù)為正(負(fù))時(shí),表示氣溫在統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)有上升(下降)趨勢。線性變化趨勢采用最小二乘法進(jìn)行估計(jì),其變化趨勢的顯著性利用相關(guān)系數(shù)r進(jìn)行t檢驗(yàn)。

        采用 Mann-Kendall突變法[22]和滑動(dòng)t檢驗(yàn)[22]相結(jié)合對(duì)氣象要素序列長期變化趨勢進(jìn)行突變檢驗(yàn),M-K 檢驗(yàn)是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法,不受少數(shù)異常值的干擾,有著比較好的結(jié)果和適用性。當(dāng)正序列(UF)的值大于0,表示序列呈上升趨勢,小于0表示呈下降趨勢。當(dāng)超過臨界值線時(shí),表示上升或下降趨勢顯著。如果UF和UB 兩曲線出現(xiàn)交點(diǎn),且交點(diǎn)在臨界線之間,那么交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻便是突變開始的時(shí)間。

        參照世界氣象組織對(duì)氣候異常的定義[22],以距平的絕對(duì)值≥標(biāo)準(zhǔn)差的1.0倍為異常來分析氣溫的異常特征。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 枸杞生長季氣溫變化趨勢

        從圖2可知,在全球變暖的大背景下,近58年來柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫均以氣候傾向率0.37、0.33、0.54 ℃/10年呈上升趨勢,而氣溫日較差以0.21 ℃/10年呈下降趨勢,均通過0.01的顯著性檢驗(yàn),最低氣溫上升幅度明顯高于平均氣溫和最高氣溫,即夜間溫度增溫強(qiáng)度高于白天,從而導(dǎo)致晝夜溫差減小。說明柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫變暖趨勢極顯著,氣溫日較差表現(xiàn)為極顯著的降溫趨勢。58年來柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫分別增加了2.1、1.9、3.1 ℃,氣溫日較差減小了1.2 ℃。平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫多年平均值分別為12.4、20.0、5.8 ℃,最大值均出現(xiàn)在2016年,分別為14.1、21.5、7.7 ℃,平均氣溫、最高氣溫最小值出現(xiàn)在1967年,為11.1、18.3 ℃,而最低氣溫最小值出現(xiàn)在1968年,為 3.8 ℃,氣溫日較差多年平均值為14.2 ℃,最大值出現(xiàn)在1961年,為15.7 ℃,最小值出現(xiàn)在2017年和2012年(13.3 ℃)。從累積距平曲線和年代距平來看,平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫累積距平曲線均在1993年前呈下降趨勢,1994年以后轉(zhuǎn)入上升趨勢,20世紀(jì)60年代至80年代平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫年代距平為負(fù),90年代與氣候平均值基本持平,21世紀(jì)00年代和10年代距平為正,氣溫日較差累積距平曲線在1972年前為上升趨勢,以后轉(zhuǎn)為下降趨勢,表明柴達(dá)木盆地枸杞生長季20世紀(jì)80年代前為偏冷期,90年代后為偏暖期。從9點(diǎn)滑動(dòng)曲線來看,平均氣溫和最低氣溫階段變化基本一致,表現(xiàn)為上升-下降-上升-上升趨緩4個(gè)階段,最高氣溫和氣溫日較差表現(xiàn)為3個(gè)階段變化,平均氣溫和最低氣溫在20世紀(jì)60年代到70年末為快速增溫,進(jìn)入80年代初轉(zhuǎn)入緩慢波動(dòng)降溫階段,90年代中期進(jìn)入快速增溫階段,21世紀(jì)00年代開始增溫趨勢略有減緩。最高氣溫在20世紀(jì)60年代至80年代末呈現(xiàn)緩慢波動(dòng)增溫,90年代為快速增溫階段,21世紀(jì)00年代開始增溫趨勢略有減緩。氣溫日較差在20世紀(jì)60年代至70年代為快速降溫階段,80年代至90年代末為緩慢上升階段,進(jìn)入21世紀(jì)00年代后再次進(jìn)入快速的降溫階段。

        從各站氣溫和變化趨勢(表1)來看,柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫在10.7~13.5 ℃,最高氣溫在17.5~21.3 ℃,最低氣溫在4.5~7.1 ℃,氣溫日較差在13.1~16.4 ℃,而其氣候傾向率在0.19~0.59、0.14~0.52、0.15~0.72、-0.46~0.07 ℃/10年,各站平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫的增溫趨勢均通過了0.05以上顯著性檢驗(yàn),平均氣溫和最低氣溫上升速率最快均在西部的小灶火站,上升速率最小在東部的都蘭站,最高氣溫升溫速率最快和最慢分別在諾木洪和德令哈,氣溫日較差各站變化趨勢差異明顯,格爾木、都蘭和小灶火3個(gè)站呈下降趨勢,均通過0.05以上的顯著性檢驗(yàn),其中,格爾木下降最明顯,都蘭和諾木洪呈上升趨勢,諾木洪站未通過0.05的顯著性檢驗(yàn)。

        從柴達(dá)木盆地枸杞生長季各月平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和氣溫日較差的變化趨勢(表2)來看,各月平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫均呈現(xiàn)顯著的增溫趨勢,氣溫日較差為顯著的降溫趨勢。各月平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫最大增溫速率和氣溫日較差最大降溫速率出現(xiàn)月份不一致,平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫最大增溫速率分別出現(xiàn)在10、9、8月,氣溫日較差最大降溫速率出現(xiàn)在6月。

        正負(fù)異常次數(shù)用來判斷氣溫偏高、偏低出現(xiàn)階段。從表3看出,20世紀(jì)60年代至80年代平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫正異常次數(shù)偏少,20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)10年代偏多;平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫負(fù)異常次數(shù)在20世紀(jì)60年代至80年代分別出現(xiàn)12、10、11次,其中,60年代出現(xiàn)最多,分別為8、4、10次,氣溫日較差正異常次數(shù)20世紀(jì)60年代至80年代出現(xiàn)9次,負(fù)異常次數(shù)出現(xiàn)4次,20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)10年代沒有出現(xiàn)正異常,負(fù)異常次數(shù)為6次。

        綜合上述,柴達(dá)木盆地枸杞生長季整體及各月氣溫整體變暖趨勢明顯,而且最高氣溫的增溫率均低于平均最低氣溫的增溫率, 表明柴達(dá)木盆地枸杞生長季最高氣溫和最低氣溫存在著非對(duì)稱性變化的特點(diǎn)[25-26],這與全國[2-3]、青藏高原[4]和柴達(dá)木盆地及周邊[9-16]的增暖現(xiàn)象一致,但增暖速率明顯大于全國,與青藏高原和柴達(dá)木盆地及周邊地區(qū)大致相同。

        氣候突變是普遍存在于氣候變化中的一個(gè)重要現(xiàn)象,是氣候預(yù)測與模擬要考慮的重要因素。圖3為1961―2018年柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和氣溫日較差M-K突變檢驗(yàn)曲線。由圖3可知,柴達(dá)木盆地平均溫度從1970年后持續(xù)上升,1972年之后氣溫均在0 ℃以上,1961―1970年呈減—增—減—增的趨勢,1989年開始UF超過3.29(0.001信度檢驗(yàn))臨界值,表明1989年之后柴達(dá)木盆地氣溫呈明顯上升趨勢,UF和UB 曲線交點(diǎn)位于1986―1987年(圖3-a)。最高氣溫呈減—增—減—增的趨勢,1986年開始上升趨勢,1994年開始UF超過1.96(0.05信度檢驗(yàn))臨界值,表明1994年開始?xì)鉁爻拭黠@上升趨勢,UF和UB曲線在1990―1991年相交,表明最高氣溫在1991年發(fā)生了突變現(xiàn)象(圖3-b),平均氣溫和最高氣溫發(fā)生了由冷向暖的突變。最低氣溫在1970年前大多數(shù)年份在0 ℃以下,1974年開始UF大于3.29,超過了臨界值,氣溫呈明顯上升趨勢,UF和UB 曲線交點(diǎn)均位于臨界線范圍外,利用滑動(dòng)t檢驗(yàn)再次進(jìn)行突變檢測(圖略),沒有檢測到突變點(diǎn),表明最低氣溫沒有發(fā)生突變,表明近58年來枸杞生長季最低氣溫上升趨勢顯著,但沒有出現(xiàn)突變(圖3-c)。氣溫日較差UF線基本上呈下降趨勢,1976年UF超過-2.58(0.01信度檢驗(yàn))臨界值,UF和UB曲線在2003和2004年相交,表明最低氣溫在2003―2004年發(fā)生了由高到低的突變現(xiàn)象(圖3-d)。

        2.2 高溫和低溫日數(shù)變化趨勢

        夏季高溫天氣增多,果實(shí)生長與高溫相伴,加速了夏果發(fā)育,在一定程度上延長了夏眠期,對(duì)果實(shí)產(chǎn)量形成不利,早期低溫日數(shù)對(duì)枸杞發(fā)芽有延緩,后期低溫日數(shù)造成果實(shí)提前脫落,影響產(chǎn)量[27]。圖4給出了柴達(dá)木盆地枸杞生長季高溫日數(shù)和低溫日數(shù)的變化。從圖4、表1和表4可以看出,柴達(dá)木盆地枸杞生長季高溫日數(shù)整體均呈現(xiàn)增多趨勢,而低溫日數(shù)呈減少趨勢,氣候傾向率分別為1.1、-1.7 d/10年,均通過信度0.01顯著性檢驗(yàn),低溫日數(shù)變化速率是高溫日數(shù)的1.5倍,表明柴達(dá)木盆地枸杞生長季高溫日數(shù)極顯著增多趨勢,低溫日數(shù)極顯著減小趨勢。58年來柴達(dá)木盆地枸杞生長季高溫日數(shù)增加近7 d、低溫日數(shù)減少了近10 d。高溫日數(shù)多年平均值為 3.6 d,最大值出現(xiàn)在 2010 年(15 d),1968、1974年未出現(xiàn)高溫日數(shù),低溫日數(shù)多年平均值為8.7 d,最大值出現(xiàn)在1967年(17.8 d),最小值出現(xiàn)在2014年(1.6 d)。從9點(diǎn)滑動(dòng)曲線來看,高溫日數(shù)在20世紀(jì)60年代至90年代中期緩慢上升,90年代末呈現(xiàn)快速增多趨勢,而低溫日數(shù)在20世紀(jì)60年代至80年代呈現(xiàn)快速減少,80年代至90年代在多年平均值附近緩慢波動(dòng),進(jìn)入21世紀(jì)00年代后低溫日數(shù)再次呈現(xiàn)下降趨勢。從累積距平曲線來看,高溫日數(shù)累積距平曲線在20世紀(jì)60年代至90年代末呈下降趨勢,為高溫日數(shù)偏少期,之后轉(zhuǎn)入上升趨勢,為高溫日數(shù)偏多期,低溫日數(shù)累積距平曲線在20世紀(jì)60年代至70年代初呈上升趨勢,為低溫日數(shù)偏多期,70年代中期到90年代初期為緩慢波動(dòng)階段,為低溫日數(shù)持續(xù)期,進(jìn)入90年代中期進(jìn)入下降趨勢,為低溫日數(shù)偏少期。從高溫日數(shù)和低溫日數(shù)的距平(表4)來看,高溫日數(shù)和低溫日數(shù)距平20世紀(jì)90年代比60年代分別偏多2.2 d和偏少6.2 d,高溫日數(shù)和低溫日數(shù)21世紀(jì)10年代比00年代偏多2.1 d和偏少1.7 d,整體表現(xiàn)出高溫日數(shù)(低溫日數(shù))逐漸增多(減少)趨勢。

        從柴達(dá)木盆地枸杞生長季各月高溫日數(shù)和低溫日數(shù)來看,高溫日數(shù)出現(xiàn)在6―9月,主要為7月(2.1 d),而低溫日數(shù)出現(xiàn)在5、9、10月,主要在10月(8.3 d),高低溫日數(shù)變化最明顯的月份與出現(xiàn)月份相一致,分別為0.68 d/10年和-1.49 d/10年。

        從柴達(dá)木盆地枸杞生長季各站高溫日數(shù)在 0.6~6.8 d,氣候傾向率在0.14~2.5 d/10年,最多和增多最明顯均為諾木洪站,最少和減少不明顯出現(xiàn)在都蘭。低溫日數(shù)在5.8~16.5 d,最多出現(xiàn)在小灶火站,最少出現(xiàn)在格爾木站,氣候傾向率在 -0.3~-2.6 d/10年,低溫日數(shù)減少最多和最小分別為格爾木站和都蘭站。

        2.3 ≥ 0 ℃積溫及積溫日數(shù)變化

        圖5給出了柴達(dá)木盆地枸杞生長季 ≥ 0 ℃積溫及積溫日數(shù)變化趨勢。表5給出了各站≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)變化趨勢??梢钥闯?,≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)均呈現(xiàn)增加趨勢,≥0 ℃積溫、積溫日數(shù)氣候傾向率分別為66.6 ℃/10年和 0.7 d/10年,均通過信度0.01顯著性檢驗(yàn),表明柴達(dá)木盆地枸杞生長季≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)增加趨勢明顯?!? ℃積溫多年平均值為2 292.7 ℃,最大值均出現(xiàn)在2016年(2 598.0 ℃),最小值均出現(xiàn)在1967年(2 041.7 ℃),≥0 ℃積溫日數(shù)多年平均值為180 d,最大值分別出現(xiàn)在1979年(184 d),最小值分別出現(xiàn)在1972年(174 d),從9點(diǎn)滑動(dòng)曲線來看,≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)的階段變化基本一致,在20世紀(jì)60年代至70年代快速上升,80年代緩慢下降,90年代后再次進(jìn)入快速上升階段,21世紀(jì)00年代上升趨勢有所減緩。從累積距平曲線來看,≥0 ℃積溫和積溫日數(shù)累積距平曲線在20世紀(jì)60年代至90年代初期呈下降趨勢,90年代中期累積距平曲線轉(zhuǎn)入上升趨勢,表明 ≥ 0 ℃積溫和積溫日數(shù)在80年代以前為偏冷偏少期,90年代后為偏暖偏多期。從≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)的距平(表4)來看,≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)隨年代增加而增加,特別是20世紀(jì)90年代增加明顯,≥0 ℃積溫比80年代增加了110.2 ℃,≥0 ℃積溫日數(shù)增加了1.1 d。

        從各站(表5)來看,≥0 ℃積溫多年平均在1975.4~2492.8 ℃,氣候傾向率在34.3~106.6 ℃/10年,≥0 ℃積溫最多均在格爾木站,最少在都蘭站,積溫增多最明顯均為小灶火站,增多最少在都蘭,≥ 0 ℃積溫日數(shù)多年平均在178.2~182.2 d,氣候傾向率在0.3~1.4 d/10年,≥0 ℃積溫日數(shù)最多均在格爾木站,≥0 ℃積溫日數(shù)最少在小灶火站,≥0 ℃積溫日數(shù)增多最明顯均為小灶火站,≥0 ℃積溫日數(shù)增多最少在都蘭站。

        2.4 柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)量和面積變化

        圖6給出了柴達(dá)木盆地1991―2017年枸杞產(chǎn)量和種植面積的變化趨勢。1991―2018年柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)量和種植面積均呈增加趨勢,產(chǎn)量變化在1 492.5~2 244.4 kg/hm2,種植面積變化在80.0~34 398.6 hm2,產(chǎn)量和種植面積氣候傾向率分別為331.5 kg/(hm2·10年)、12 254.0 hm2/10年,通過0.01的顯著性檢驗(yàn),增加趨勢明顯。

        2.5 枸杞產(chǎn)業(yè)對(duì)氣溫變化的響應(yīng)

        為了分析氣溫對(duì)柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)量和種植面積變化的成因,同時(shí)考慮氣溫因子之間存在共線性,主要選擇了氣溫日較差、高溫日數(shù)、低溫日數(shù)、≥0 ℃積溫和積溫日數(shù)5個(gè)氣溫因子,根據(jù)相對(duì)貢獻(xiàn)率公式計(jì)算出柴達(dá)木盆地各氣溫因子對(duì)枸杞產(chǎn)量和種植面積的相對(duì)貢獻(xiàn)率(表6),結(jié)果表明柴達(dá)木盆地枸杞產(chǎn)量復(fù)相關(guān)系數(shù)較大(0.86),其貢獻(xiàn)率在73%以上,枸杞種植面積復(fù)相關(guān)系數(shù)較大(0.677),其貢獻(xiàn)率在46%以上,這主要是產(chǎn)量受氣象因子的影響為住,而種植面積不僅受氣象因子的影響,而且受市場行情的調(diào)節(jié)。氣溫日較差對(duì)枸杞產(chǎn)量和種植面積的變化影響最大,貢獻(xiàn)率分別為57.6%和26.4%,其他氣溫因子對(duì)產(chǎn)量的影響相對(duì)較小,影響種植面積的次要因子為高溫日數(shù)(23.1%)和≥0 ℃積溫日數(shù)(24.4%),表明柴達(dá)木盆地受氣溫升高影響,區(qū)域內(nèi)宜增加農(nóng)地,在一定程度上有利于枸杞面積的增加和產(chǎn)量的提高。

        3 結(jié)論和討論

        通過對(duì)1961―2018年柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、氣溫日較差、高低溫日數(shù)、≥0 ℃積溫及積溫日數(shù)進(jìn)行分析得出以下結(jié)論:(1)近58年來柴達(dá)木盆地枸杞生長季氣溫整體變暖趨勢明顯,而且夜間增溫速率高于白天的增溫速率,存在著非對(duì)稱性變化。平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫分別以0.37、0.33、0.54 ℃/10年的速率呈顯著上升趨勢,氣溫日較差以-0.21 ℃/10年的速率呈顯著下降趨勢。平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫負(fù)異常次數(shù)均出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代至80年代,正異常次數(shù)均出現(xiàn)在21世紀(jì)00年代至10年代。(2)柴達(dá)木盆地枸杞生長季高溫日數(shù)整體以氣候傾向率1.1 d/10年呈現(xiàn)增多趨勢,而低溫日數(shù)以 1.7 d/10年 呈減少趨勢。生長季≥0 ℃積溫、積溫日數(shù)的增加趨勢明顯,氣候傾向率分別為66.6 ℃/10年和 0.7 d/10年。(3)柴達(dá)木盆地枸杞生長季平均氣溫、最高氣溫和氣溫日較差分別于1994、1995、2000年發(fā)生突變。最低氣溫沒有發(fā)生突變。(4)柴達(dá)木盆地1991―2017年枸杞產(chǎn)量和種植面積的增加趨勢明顯,氣候傾向率分別為 331.5 kg/(hm2·10年)和12 254.0 hm2/10年,氣溫日較差對(duì)枸杞產(chǎn)量和種植面積的變化影響最大,其他氣溫因子對(duì)產(chǎn)量的影響相對(duì)較小,影響種植面積的次要因子為高溫日數(shù)和≥0 ℃積溫日數(shù)。(5)氣候變暖提高了柴達(dá)木盆地的農(nóng)業(yè)氣候資源與優(yōu)勢。光照資源十分豐富,為枸杞的生長發(fā)育提供充足的條件,氣溫的升高對(duì)枸杞生長發(fā)育十分有利,使枸杞順利開花,為結(jié)果期提供充足的熱量。但降水偏少,且相對(duì)集中,枸杞果熟期降水會(huì)對(duì)產(chǎn)量影響較大。本研究僅對(duì)柴達(dá)木盆地枸杞生長季的氣溫、積溫及積溫日數(shù)和高(低)溫日數(shù)的特征及長期變化趨勢進(jìn)行了初步分析,這對(duì)于指導(dǎo)柴達(dá)木盆地生態(tài)特色農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃布局,合理開發(fā)和利用當(dāng)?shù)貧鉁刭Y源具有一定的參考作用。氣溫升高,蒸騰量加大,氣候變化導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定性增加,引起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局及結(jié)構(gòu)發(fā)生變動(dòng),使種植制度發(fā)生改變,成為枸杞特色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要威脅。因此,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)采取節(jié)水措施,興修水利,合理開發(fā)及使用水資源,保證特色枸杞農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。氣候變化因子包括的氣象要素很多,為徹底了解該研究區(qū)域的氣候變化特點(diǎn),今后還需要在氣候因子(如日照、風(fēng)速、蒸發(fā)等)、極端氣候事件(如高溫、暴雨、干旱)對(duì)枸杞生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響等方面進(jìn)一步深入研究。

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