朱漢青，王 鵬

1.濟(jì)南章丘區(qū)氣象局，山東濟(jì)南 250200；2.濟(jì)寧兗州區(qū)氣象局，山東兗州 272100

國(guó)際氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)第三次國(guó)家氣候變化評(píng)估報(bào)告指出，近百年來(lái)全球地表平均氣溫增加了0.56℃~0.92℃[1]。與此同時(shí)，我國(guó)地表氣溫的升溫速率遠(yuǎn)高于同期其他國(guó)家[2]。在全球氣候變暖的背景下，氣候的變化會(huì)改變農(nóng)業(yè)氣候資源，進(jìn)而增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，不僅影響農(nóng)業(yè)作物的生產(chǎn)布局及其產(chǎn)量，還會(huì)影響作物的能耗，從而導(dǎo)致作物的經(jīng)濟(jì)效益存在差異。氣候變暖會(huì)促進(jìn)農(nóng)作物光合作用，延長(zhǎng)作物的生長(zhǎng)期，會(huì)導(dǎo)致一些作物無(wú)法適應(yīng)該變化而減產(chǎn)，對(duì)農(nóng)業(yè)的影響總體上弊大于利[3]。

中國(guó)地域廣闊、緯度跨度大，農(nóng)業(yè)氣候資源具有明顯的地域分布差異特征，該資源的改變將對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大的影響[4]。氣候變暖對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)氣候資源的影響在各尺度層面引起了廣泛關(guān)注，包括局地尺度、區(qū)域尺度和全國(guó)尺度[5-7]。胡琦等[8]研究近50年中國(guó)熱量資源變化特征指出，全國(guó)平均氣溫每10年上升2.7℃，積溫每10年增加趨勢(shì)約為 70℃·d，增暖趨勢(shì)顯著。

濟(jì)南位于山東省中部，華北平原東南邊緣。地處魯中南低海拔丘陵與魯西北沖積平原交界處。地形可分為北部為黃河流域區(qū)、中部平原區(qū)、南部盆地區(qū)。濟(jì)南屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫為13.7℃[9]。選取濟(jì)南7個(gè)具有代表性的氣象站1967—2017年的常規(guī)氣象觀測(cè)資料，研究了濟(jì)南近50年來(lái)農(nóng)業(yè)氣候資源變化特征，為充分利用當(dāng)?shù)責(zé)崃亢凸庹召Y源、因地制宜合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供農(nóng)業(yè)氣候方面的依據(jù)。

1 熱量資源變化

1.1 氣溫

近50年濟(jì)南平均氣溫總體趨勢(shì)自東向西逐漸下降，西部的濟(jì)陽(yáng)、商河、萊蕪低于東部的長(zhǎng)清、平陰、本站。位于濟(jì)南中心區(qū)域的本站地區(qū)氣溫最高，分析原因?yàn)橹行某鞘谢l(fā)展水平最高，城市熱島效應(yīng)最嚴(yán)重，導(dǎo)致該區(qū)域氣溫明顯高于其他地區(qū)。

經(jīng)分析，1957—2015年濟(jì)南年平均氣溫為13.7℃，極端最高氣溫為42.0℃，出現(xiàn)在2002年；極端最低氣溫為-26.8℃，出現(xiàn)在1985年。從圖1可看出，近50年濟(jì)南年平均氣溫呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，平均每10年氣溫上升0.27℃。50 年氣溫升高了近1.6℃，氣溫變幅較大，升溫趨勢(shì)顯著，對(duì)全球氣候變暖有積極的響應(yīng)。近年來(lái)，濟(jì)南城鎮(zhèn)化的加劇和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使得地面表層發(fā)生變化，也是濟(jì)南氣溫升高的重要影響因子。

圖1 近50年濟(jì)南年平均氣溫變化

分析濟(jì)南近50年各季的氣溫變化特征，季節(jié)按氣象學(xué)意義上的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至翌年2月為冬季。從季變化特征來(lái)看（圖2），濟(jì)南除夏季平均氣溫變化呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其他季節(jié)平均氣溫變化趨勢(shì)均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中冬季升溫趨勢(shì)最顯著（通過(guò)0.01水平的顯著檢驗(yàn)），其次是春、秋季。

圖2 近50年濟(jì)南各季平均氣溫變化

1.2 積溫

作為農(nóng)業(yè)氣候資源的重要指標(biāo)之一，積溫變化特征和空間分布規(guī)律對(duì)分析地區(qū)熱量資源變化特征、編制氣候區(qū)劃及預(yù)報(bào)物候期具有重要的指導(dǎo)意義。春季日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)10℃以后，大部分作物進(jìn)入播種與生長(zhǎng)期，因此在以往的熱量資源鑒定中，將日平均氣溫≥10℃的日期作為大田作物的播種期。

圖3為濟(jì)南近50年平均≥10℃積溫歷年變化，可見(jiàn)濟(jì)南平均≥10℃積溫呈顯著增加趨勢(shì)，增幅為27.6℃·d/10年（通過(guò)0.05水平的顯著檢驗(yàn)），該變化特征反映了熱量資源的增加，對(duì)喜溫作物如水稻、玉米、棉花的生長(zhǎng)有利。同時(shí)，平均≥10℃積溫與氣溫的相關(guān)系數(shù)為0.84，通過(guò)了0.05顯著性水平檢驗(yàn)，反映出兩者具有較好的相關(guān)性。

圖3 近50年濟(jì)南平均≥10℃積溫變化

2 光照

濟(jì)南光照資源充足，各地區(qū)的日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)出一定的地域性差異。除商河、長(zhǎng)清，其余地區(qū)月平均日照時(shí)數(shù)均偏少。濟(jì)南月平均日照時(shí)數(shù)為203.97 h，位于最北端的商河月平均日照時(shí)數(shù)最多，為219.20 h，位于東部的章丘最少，為197.58 h。

統(tǒng)計(jì)分析月平均日照時(shí)數(shù)的年際變化，由圖6可以看出總體呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率為9.3 h/10年（通過(guò)0.05水平的顯著檢驗(yàn)），日照時(shí)數(shù)從1967年的232.37 h降至2017年的198.87 h。分析該變化的原因在于一方面濟(jì)南近年來(lái)工業(yè)發(fā)展迅速，排放工廠廢棄物的增多導(dǎo)致大氣中固體顆粒物濃度上升；另一方面濟(jì)南城市化進(jìn)程不斷加快，地表覆蓋類(lèi)型的改變，導(dǎo)致近地表日照時(shí)數(shù)在近50年間逐漸減少，該趨勢(shì)反映了濟(jì)南光照資源的減少，不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。

近50年來(lái)，日照時(shí)數(shù)最高值為239.28 h，出現(xiàn)在1968年7月，最低日照時(shí)數(shù)為169.21 h，出現(xiàn)在2003年12月（圖4）。

圖4 近50年濟(jì)南月均日照時(shí)數(shù)變化

從日照時(shí)數(shù)季變化特征來(lái)看，1967—2017年，濟(jì)南各季的日照時(shí)數(shù)總體上均呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，其中夏季日照時(shí)數(shù)減少態(tài)勢(shì)最顯著（通過(guò)0.01水平的顯著檢驗(yàn)），其次依次為秋季、冬季、春季（圖5）。近50年濟(jì)南冬季日照時(shí)數(shù)最少，春季最多。

圖5 近50年濟(jì)南各季平均日照時(shí)數(shù)變化

3 結(jié)論

（1）濟(jì)南近50年氣溫總體地域分布上自東向西逐漸下降。近50年氣溫總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，50年間氣溫變幅較大，升溫趨勢(shì)顯著，對(duì)全球氣候變暖有積極的響應(yīng)。從季節(jié)變化特征來(lái)看，近50年濟(jì)南有3個(gè)季節(jié)氣溫總體上呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)，其中冬季氣溫上升趨勢(shì)最顯著。分析原因?yàn)槎臼褂萌細(xì)馊∨趸嫉葴厥覛怏w排放比其他季節(jié)多，由此引起的熱島效應(yīng)對(duì)升溫貢獻(xiàn)度更高。平均≥10℃積溫呈顯著增加趨勢(shì)，增幅為27.6℃·d/10年，該變化特征對(duì)喜溫作物的播種生長(zhǎng)有利，且該積溫的變化特征與氣溫的變化特征具有較好的相關(guān)性。

（2）隨著濟(jì)南近年來(lái)城市化進(jìn)程加快、污染物的增加引起大氣氣溶膠含量增加的影響，近地面接收太陽(yáng)輻射減弱導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)年均值呈下降趨勢(shì)。各季日照時(shí)數(shù)總體上也均呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，該趨勢(shì)反映了濟(jì)南光照資源的減少，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)不利。

在全球氣候變暖的背景下，近50年濟(jì)南熱量資源的增長(zhǎng)趨勢(shì)有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使作物播種期提前、生長(zhǎng)期變長(zhǎng)，當(dāng)?shù)丶Z食及棉花產(chǎn)量提高。光照資源的減少趨勢(shì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育不利。在今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要趨利避害，加強(qiáng)氣象災(zāi)害的防御建設(shè)，同時(shí)，種植高產(chǎn)中晚期農(nóng)作物，以提高產(chǎn)量。為詳細(xì)分析農(nóng)業(yè)氣候資源的空間差異，有必要對(duì)濟(jì)南進(jìn)行進(jìn)一步的區(qū)域劃分，并結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主要?dú)夂蛱卣鬟M(jìn)行有針對(duì)性的氣候變化影響評(píng)估。