中圖分類號:S572 文獻標(biāo)志碼:B 文章編號:2095-3305(2025)05-0091-03
湘西自治州(以下簡稱湘西州)是湖南第三大煙葉產(chǎn)區(qū)、湖南中煙最重要的原料供應(yīng)基地。在全球氣候變化背景下,湘西州氣候波動變化較為顯著,溫度、降水量、日照時數(shù)、濕度等均有不同程度的變化,極端天氣氣候事件頻發(fā),對煙草生長造成不利影響。因此,研究湘西州長期氣候變化對煙草種植的影響意義重大。
胡穎梅等[研究顯示,陜西各產(chǎn)區(qū)烤煙生育期間降水量年際波動較大,是烤煙種植的主要限制因素,多數(shù)產(chǎn)區(qū)氣溫適宜度呈顯著升高趨勢;胡雪瓊等[2利用氣候模擬數(shù)據(jù)和氣象站實測數(shù)據(jù)分析了云南烤煙種植氣候適宜性分布的變化,結(jié)果顯示,未來氣候背景下,云南烤煙種植氣候適宜區(qū)分布將呈北抬東擴的趨勢;黃中艷等[3分析了云南1961—2010年烤煙種植氣候變化及其影響;陸魁東等4在進行湖南煙草種植區(qū)劃時選取大田期日照時數(shù)、大田期降水量、成熟期降水量及成熟期連續(xù)5d最高氣溫 ?35% 高溫?zé)岷Πl(fā)生概率等4個氣候因子作為煙草種植區(qū)劃指標(biāo);張超等[5]著重分析1961—2010年來氣候因子對湖南煙草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響;向世鵬等[分析了近30年寧鄉(xiāng)烤煙氣候變化特征及適宜性。由此可見,氣溫、降水和光照對煙葉種植及煙葉品質(zhì)影響顯著,由于湘西州山區(qū)氣候的差異性,氣候變化對煙葉種植的影響也將不同,通過對湘西州長期氣候變化特征的統(tǒng)計,分析氣候變化對湘西州煙草種植的影響,并預(yù)測未來5年湘西州氣候變化,為湘西州的煙草農(nóng)業(yè)規(guī)劃、適應(yīng)氣候變化和煙草業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
1資料與方法
采用氣象大數(shù)據(jù)云平臺“天擎”湖南1994一2023年氣溫、降水量和日照時數(shù)數(shù)據(jù),應(yīng)用線性分析和小波分析等方法統(tǒng)計分析1994—2023年1—10月8縣(市)逐年各旬的平均氣溫、降水量、日照時數(shù)年際變化和周期變化特征。建立預(yù)報模型,利用線性分析結(jié)果與小波周期分析結(jié)論,通過加權(quán)方法對2024年的熱水光進行檢驗,試驗多種加權(quán)系統(tǒng)組合,選取最優(yōu)加權(quán)系數(shù),根據(jù)最優(yōu)加權(quán)系數(shù),生成2025一2029年的熱水光預(yù)報結(jié)果。
2 結(jié)果與分析
2.1主要氣象因子的變化趨勢
1994—2023年湘西州8縣(市)1—10月平均氣溫在 16.5~19.5‰ (圖1),吉首、瀘溪的整體平均氣溫偏高,龍山平均氣溫偏低,平均氣溫年際變化趨勢一致,整體上呈上升趨勢,每10年平均氣溫上升變化在 ,其中花垣、龍山上升趨勢明顯,分別為 0.454C/10 年、 0.423°C/10 年,保靖、吉首上升趨勢不顯著,分別為 0.149C/10 年、 0.209‰ 年。
鳳凰苗床期均溫為 10% 左右,大田期均溫為25 C 左右,與1一10月平均氣溫變化特征相一致,其中花垣、龍山的上升趨勢明顯些,但整體變化趨勢不如1一10月平均氣溫變化趨勢顯著(圖2)。
過去30年湘西州8縣(市)1一10月累計降水量的波動較大,變化范圍為 700-2000mm (圖3a)。其中2020年8縣(市)1—10月累計降水量均較大,達到了 1700mm 以上,2011年8縣(市)1—10月累計降水量均較小,在1000mm 以下,其他年份各縣(市)降水量變化不一致。苗床期累計降水量在 200mm 以下,波動不大;大田期累計降水量波動較大,無明顯趨勢變化特征。
過去30年湘西州8縣(市)1一10月累計日照的年際變化波動較大(圖3b)。瀘溪的整體累計日照時數(shù)偏多,保靖的整體累計日照時數(shù)偏少,累計日照年際變化趨勢存在差異,其中古丈、保靖累計日照時數(shù)整體呈上升趨勢,其他縣(市)累計日照時數(shù)整體呈下降趨勢。
2.2氣象要素的小波分析
由圖4可知:1994—2023年湘西州8縣(市)1—10月平均氣溫小波變化特點較一致,平均氣溫變化主周期為28年,即從28年的時間尺度上才可以發(fā)現(xiàn)氣溫變化的周期變化特點(圖4a)。此外,煙葉苗床期和大田期同樣表現(xiàn)出以上周期變化特點(圖略)。
1994—2023年湘西州8縣(市)1—10月累計降水量小波變化特點較一致,降水變化要比氣溫變化復(fù)雜些,依然存在一定的周期變化特點,累計降水量變化主周期為28年,即從28年的時間尺度上才可以發(fā)現(xiàn)累計降水量的周期變化特點,另外累計降水量還存在5\~7年(次周期)時間尺度上的周期變化特點(圖4b)。煙葉大田期累計降水變化同1一10月累計降水呈同樣變化周期,而煙葉苗床期無周期變化特點(圖略)。
1994—2023年湘西州8縣(市)1—10月日照時數(shù)變化比氣溫變化同樣復(fù)雜些,但8縣(市)累計日照時數(shù)小波變化特點較一致,累計日照時數(shù)變化主周期為28年,即從28年的時間尺度上才可以發(fā)現(xiàn)累計日照時數(shù)的周期變化特點(圖4c)。煙葉大田期同樣表現(xiàn)出以上周期變化特點,苗床期無周期變化規(guī)律(圖略)。
2.3預(yù)報結(jié)果與檢驗
最優(yōu)預(yù)報方法試驗:氣溫總體是線性變化的,如果完全按方程計算,效果不理想,小波分析表明氣溫年際變化存在一定的周期,使用兩者結(jié)合的方法更合理。綜合預(yù)報使用加權(quán)平均,方法如下:
T(預(yù)報) ∣= 線性預(yù)報 T1× 加權(quán) 1+ 周期預(yù)報 T2× 加權(quán)2利用2024年的趨勢預(yù)測結(jié)果和周期預(yù)測結(jié)果進行檢驗。
試驗方法:加權(quán)1,加權(quán)2分組,分別為(0.7,0.3)(0.6,0.4)、(0.5,0.5)、(0.4,0.6)(0.7,0.3),計算各地1—10月的平均氣溫,再與實況進行對比,選取最優(yōu)組合。
最終氣溫預(yù)測從用以下計算公式確定:預(yù)測氣溫 趨勢預(yù)測氣溫 ×0.4+ 周期預(yù)測氣溫 ×0.6 ,吉首、花坦、龍山預(yù)報誤差在 1.2°C 以內(nèi),其他站在 1.0°C 以內(nèi),考慮到2024年1一10月平均氣溫是有觀測記錄以來的第2高值,該預(yù)報誤差在可接受范圍內(nèi)(表1)。
溫度預(yù)報結(jié)果:根據(jù)最優(yōu)權(quán)重組合,2025一2029年1一10月及煙葉生長期的平均氣溫預(yù)測結(jié)果見表2。
3結(jié)論
對湘西州煙區(qū)過去30年平均氣溫、降水量和日照時數(shù)的統(tǒng)計分析表明,過去30年湘西州8縣(市)1—10月平均氣溫在 16.5~19.5‰ ,平均氣溫年際變化趨勢一致,整體呈出上升趨勢,每10年平均氣溫上升變化在 0.149~0.454°C ,過去30年湘西州8縣(市)1—10月累計降水量的波動較大,變化范圍為 700~2000mm ,其中2020年累計降水量偏高,達到了 1 700mm 以上,2011年累計降水量偏低,不足 1000mm ,過去30年湘西州8縣(市)1一10月累計日照的年際變化波動較大。小波分析結(jié)果表明過去30年1一10月氣溫、降水量和日照時數(shù)存在28年主周期變化特點,降水變化較氣溫變化復(fù)雜些,存在5-7年次周期變化特點,大田期小波分析特點和1一10月較一致,苗床期無明顯周期變化特征。
未來5年的氣候預(yù)測表明,在全球氣候變暖背景下,湘西州各縣(市)煙區(qū)氣溫總體呈上升趨勢,但波動仍較大,未來5年的1一10月份平均氣溫波動在1 C 以內(nèi),極端高溫天氣可能增多,冬季低溫時段也可能出現(xiàn),如類似2024年初的階段性低溫雨雪冰凍天氣仍有發(fā)生可能。
參考文獻
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