施 阳，汪进欣

（1.灵武市气象局，宁夏 灵武 751400；2.宁夏回族自治区气象科学研究所，银川 750004）

作为当今世界环境变化的热点问题，全球变暖这一气候变化特征是全社会重点关注的对象，全球变暖在世界经济发展、社会进步、人类生存等方面均产生了较大影响，粮食作为人类生存的必要物质条件，气候变化对农业生产的影响成为各类研究的重点［1-4］。2021 年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第6 次报告指出，全球地表平均温度较工业化前高出约1 ℃，从未来20 年的平均温度变化预估来看，全球温升预计将达到或超过1.5 ℃［5］。在这种气候变化背景下，干旱、霜冻、暴雨等极端天气气候事件在宁夏回族自治区（以下简称宁夏）多发、频发，对宁夏主推的酿酒葡萄、枸杞等特色作物，以及玉米、水稻、小麦等大田作物产生了重要影响，主要表现在春季霜冻使作物在苗期遭受冻害，播种后暴雨使作物发芽出苗受到抑制，甚至出现烂种，导致错过最佳播种时期，影响产量。

永宁县位于宁夏引黄灌区，以种植小麦、水稻、酿酒葡萄等农作物为主。小麦、水稻均在春季播种、出苗，酿酒葡萄亦在春季放条、萌芽。许多学者就气候变化对宁夏农业生产方面的影响进行了研究［6-9］，但对永宁县春季热量条件和降水条件变化特征的研究较少。本研究利用1961—2020 年永宁县逐日气象数据，分析永宁县春季温度、日照和降水资源变化特征，以期为充分利用气候资源，发挥气象防灾减灾第一道防线作用，在预防和减轻春播期气象灾害方面提供参考。

1 资料与方法

1.1 数据资料

通过对1961—2020 年永宁县春季气温、降水量、日照时数逐日资料进行分析，得到平均气温、最高气温、最低气温、≥0 ℃积温、≥10 ℃积温、气温稳定通过0、10 ℃初日出现日期、日照时数、降水量的气候变化特征，资料来源于永宁国家气象观测站。

1.2 研究方法

1.2.1 气候倾向率 采用线性回归方法建立气象要素与时间的一元线性回归方程，其中a、b为回归系数，y为气象要素，t为时间。线性回归方程系数a用来描述气象要素的变化趋势，以线性回归系数a的10 倍作为气候倾向率［10］。

1.2.2 稳定通过界限温度初日日期的确定 采用五日滑动平均法计算稳定通过≥0 ℃、≥10 ℃界限温度初日日期。按日期顺序生成五日滑动平均气温序列，从该序列中选取第一个通过界限温度的五日滑动平均温度，从组成该五日滑动平均温度的5 d 中，选取第一个通过（记作≥）界限温度的日期，即为初日的出现日期。

2 结果与分析

2.1 气温的变化特征

1961—2020 年永宁县春季气温整体呈上升趋势，最低气温上升趋势尤其明显。1961—2020 年永宁县春季平均气温为11.2 ℃，日平均气温年际变化呈上升趋势，气候倾向率达0.6 ℃/10 年。日最高气温、日最低气温年际变化均呈上升趋势，其中日最低气温作为对春季气温上升贡献最大的主要因子，其气候倾向率达0.7 ℃/10 年，并呈年际波动幅度大、上升趋势明显的特征。春季气温日较差为14.3 ℃，气候倾向率为-0.2 ℃/10 年，呈缓慢减小的趋势。从年代际变化看，20 世纪60—80 年代气温波动幅度不大，90 年代以来，平均气温快速上升，1990—1999 年平均气温为10.8 ℃，2010—2019 年平均气温达12.9 ℃，永宁县春季气温明显升高（图1）。

图1 1961—2020 年永宁县春季平均气温（a）、日最高气温（b）、日最低气温（c）、气温日较差（d）年际变化

2.2 积温的变化特征

积温可以作为评价某一地区热量资源的指标，1961—2020 年永宁县春季≥0 ℃积温平均为1 026.3 ℃·d，气候倾向率达56.8 ℃/10 年，呈较明显的增加趋势，≥0 ℃积温最高达1 386.8 ℃·d，出现在2018 年；最低为788.1 ℃·d，出现在1962 年。≥10 ℃积温平均为758.1 ℃·d，气候倾向率为38.2 ℃/10 年，年际变化同样呈增加趋势，≥10 ℃积温最高达1 117.9 ℃·d，出现在2014 年；最低为454.8 ℃·d，出现在1976 年（图2）。90 年代之前，≥0 ℃积温在915.7～993.2 ℃·d，≥10 ℃积温在676.4～728.5 ℃·d，2010—2019 年，≥0 ℃积温和≥10 ℃积温平均值分别达1 179.4、931.0 ℃·d，春季热量资源年代际变化增加趋势明显。

图2 1961—2020 年永宁县春季≥0 ℃（a）、≥10 ℃积温（b）年际变化

2.3 界限温度

作为热量资源的一种表达形式，界限温度对农业生产的安排具有很好的指导意义，常用的界限温度有日平均气温稳定通过0、5、10、20 ℃等［11］。日均气温≥0 ℃，土壤开始解冻，农业生产进入适合耕作时段；日均气温≥5 ℃，白菜等早春作物即可开始种植；平均气温稳定通过8 ℃，小麦等大田作物适合开始播种；平均气温稳定通过10 ℃，水稻等喜湿作物应该开始种植［12-15］。

1961—2020 年，永宁县五日滑动平均气温≥0 ℃和≥10 ℃的初日出现日期呈波动式提前趋势，且≥0 ℃初日提前趋势较≥10 ℃初日更为明显。1961—2020 年，永宁县日均气温≥0 ℃初日出现日期在1 月30日至3月25日波动，平均出现日期为3月6日，波动幅度为54 d，呈提前趋势，气候倾向率为-2.4 d/10年；日均气温≥10 ℃初日出现日期在3 月23 日至5 月5日波动，平均出现日期为4月16日，波动幅度为43 d，也呈提前趋势，气候倾向率为-1.6 d/10 年。≥0 ℃初日日期平均比≥10 ℃初日日期早41 d（图3）。从年代际变化看，1961—1999 年，≥0 ℃和≥10 ℃的初日分别出现日期在3 月8—10 日和4 月15—18 日。2000年以来，≥0 ℃和≥10 ℃的初日出现日期则分别提前到3 月1 日和4 月8 日左右，≥0 ℃和≥10 ℃的初日出现日期提前十分明显。

图3 1961—2020 年永宁县春季气温≥0 ℃（a）、≥10 ℃（b）初日日序年际变化

2.4 光照条件的变化特征

永宁县春季日照时数为年日照时数的28.7%，是全年中日照最充足的季节。1961—2020 年，永宁县春季日照时数为782.33 h，年际变化总体呈增多趋势，气候倾向率为7.4 h/10 年（图4）。从年代际变化看，永宁县春季光照资源较为充足，20 世纪60—70 年代，日照时数在760 h 左右波动；80—90 年代较之前有所增加，在790 h 左右波动；21 世纪以来，春季光照资源持续增加，日照时数在800 h 左右波动。

图4 1961—2020 年永宁县春季日照时数年际变化

2.5 水分条件的变化特征

1961—2020 年永宁县春季降水量为34.5 mm，降水时段分布不均，3月平均降水量最少，仅为1.8 mm；4 月中旬后降水量逐渐增加（图5）。由图6 可知，春季降水量年际变化趋势总体略有增加，但趋势不明显，气候倾向率为0.8 mm/10 年，其中4 月降水量呈减少趋势，3 月、5 月降水量呈增加趋势。从年代际变化来看，20 世纪60 年代春季降水量波动幅度较大，平均降水量为38.4 mm；70、80 年代波动幅度明显减小，平均降水量分别为22.1、37.1 mm；90 年代波动幅度最大，1992 年出现最大值，为83.7 mm，1995年春季甚至没有降水，平均降水量为41.7 mm，为6个年代中的最大值；21 世纪10 年代相较00 年代，波动幅度减小，但平均降水量由29.7 mm增加至40.8 mm。由此可见，永宁县春季降水异常偏多或偏少年份较多，极端性较强。

图5 1961—2020 年永宁县春季逐旬降水量分布

图6 1961—2020 年永宁县春季3—5 月（a）及各月（b、c、d）降水量年际变化

3 小结与讨论

在全球气候变暖背景下，1961—2020年，永宁县春季气温呈上升趋势，最低气温的显著上升对平均气温上升的贡献较大；春季热量资源、光照资源明显增加；气温≥0 ℃、≥10 ℃初日出现日期均有明显提前；春季降水时间分布不均，3 月、4 月较少，5 月较多，春季总体略有增加，但趋势不明显，降水的气候极端性较强，降水量显著偏少和偏多的异常年份较多。

农业气候资源的变化对永宁县农业生产的影响有利有弊，春季气温上升，热量资源增加，光照资源充足，气温稳定通过0、10 ℃的初日提前都使春播期提前，作物生长期延长，有利于喜温优质特色农业的发展；但气候变暖也会使病虫害等风险出现的可能性增加；由于降水的气候极端性增强，春季旱涝有频发的趋势，并将影响农业的生产和可持续发展，导致粮食生产的不稳定。为降低气候变化带来的不利影响，应考虑适当调整产业结构，提高复种指数，调整耕作制度，栽培耐旱节水高产质优的作物品种，同时加强基础农业设施建设力度，多措并举，应对气候变化带来的不利影响，合理利用优势气候资源［16，17］。