田 苗，郭 璇，向 导

（1.莫索湾气象站，新疆 石河子 832000；2.乌兰乌苏农业气象试验站）

积温是研究农作物生长发育对热量要求和评价热量资源的一种指标，作物的生长发育和产量形成需要一定的热量条件，且直接影响农作物种植区域及生长发育速度、成熟早晚、产量高低和质量优劣。0℃是一切高等生物生命活动的起始温度，10℃是喜温植物适宜生长的起始温度。因此，在气候变暖的背景下，探讨石河子地区积温变化规律，可为当地农业生产提供一些参考依据。

1 石河子地区概况

石河子地区位于 43°20′～ 45°20′N、84°58′～86°24′E之间，地处天山北麓中段，玛纳斯河在其东面，往西500 km可到霍尔果斯口岸，北部是古尔班通古特大沙漠和准噶尔盆地，南部是天山，整个地势由东南向西北倾斜，平均海拔450.8 m，海拔高度差异大，山地、黄土丘陵、山前洪冲积平原、风成沙漠等为其地形地貌特征从南向北的表现形式。

石河子地处温带，气候类型是大陆性气候。冬季气温低，维持时间长，夏季气温较高，维持时间较短，且气温年较差大。整个地区占用面积是6007 km2，用于农业生产的有2449 km2。棉花、油葵、玉米、大豆、冬小麦和春小麦是石河子垦区种植的主要作物，其中棉花的种植面积占整个垦区作物种植面积的一半以上，甚至还多。

表1 1961—2015年石河子地区4站点各级界限温度的积温 ℃

2 分析数据来源

本文所采用的积温资料选自石河子地区1961—2015年石河子站、乌兰乌苏站、炮台站和莫索湾站4个气象台站。其中，乌兰乌苏站从1964年开始有观测记录，故1961—1963年的积温资料用石河子站的资料代替。春季积温是指某界限温度的初日到5月31日的积温，秋季积温是指某界限温度9月1日到终日的积温。

3 研究方法

用yi代表样本量为n的某一气候变量，用ti表示y所对应的时间，建立yi与ti之间的一元线性回归。根据一元一次线性方程来表示某一气候变量随着时间变化而表现出的趋势，即：

其趋势变化率方程为：

其中，方程（1）、（2）中的 b、b1 用最小二乘法求得，y（t）为气象要素，t为时间（1964—2013 年），将 b×10作为气候变化倾向变化率，单位：气温变化率为℃/10 a、降水量变化率为mm/10 a、日照变化率为h/10 a。当b＞0时，表示该气候要素序列随时间递增，当b＜0时，表示该气候要素序列随时间递减，而且绝对值越大，变化趋势越明显。

4 积温变化特征分析

4.1 积温平均变化特征

从表1可以看出，石河子地区4个站点≥0℃的积温在4017.6～4181.2℃之间，≥5℃的积温在3881.6～4070.4℃之间，≥10℃的积温为3569.4～3792.6℃，≥15℃的积温为3011.1～3266.0℃，≥20℃的积温为1897.3～2325.7℃。下野地片区和莫索湾片区的积温较石河子市和安集海片区多。而随着界限温度的变大，北部下野地和莫索湾与南部安集海和石河子市的差值越来越大，其中≥0℃的平均积温南北相差163.6℃，≥5℃的平均积温相差188.8℃，≥10℃的平均积温南北相差223.2℃，≥15℃的平均积温南北相差254.9℃，≥20℃的平均积温南北相差428.4℃。

4.2 积温年际变化特征

图1 1961—2015年石河子地区≥0℃平均积温变化趋势

根据1961—2015年石河子地区≥0℃的平均积温变化特征 （图1）分析得出，近55年中石河子地区≥0℃平均积温为4107.2℃，其中乌兰乌苏≥0℃平均积温为4017.6℃，石河子市≥0℃平均积温为4087.1℃，莫索湾≥0℃平均积温为4142.9℃，炮台≥0℃平均积温为4181.2℃。与平均值比较，有26年较之要少，有29年较之要多；≥0℃平均积温最低为3791.2℃（1964年），最高为4584.5℃（1997年）；≥0℃平均积温≤3900.0℃的年份有12年，≥0℃平均积温≥4200.0℃的年份有20年，其中1995—2015年期间≥0℃平均积温都在4048.2℃以上。近55年石河子地区≥0℃平均积温呈增多趋势，气候倾向率为83.34℃/10 a。

图2 1961—2015年石河子地区≥5℃平均积温变化趋势

根据1961—2015年石河子地区≥5℃平均积温变化特征（图2）分析得出，近55年中石河子地区≥5℃平均积温为3985.1℃，其中乌兰乌苏≥5℃平均积温为3881.6℃，石河子市≥5℃平均积温为3960.9℃，莫索湾≥5℃平均积温为4027.4℃，炮台≥5℃平均积温为4070.4℃。与平均值比较，有27年较之要少，有28较之要多；≥5℃平均积温最低，为3619.2℃（1968年），最高为4532.1℃（1997年）；≥5℃平均积温≤3800.0℃的年份有14年，≥5℃平均积温≥4100.0℃的年份有17年，其中1995—2015年期间≥5℃平均积温除1996年、2002年、2003年和 2010年外，其余 17年都在4035.4℃以上。近55年石河子地区≥5℃平均积温呈增多趋势，气候倾向率为82.04℃/10 a。

图3 1961—2015年石河子地区≥10℃平均积温变化趋势

根据1961—2015年石河子地区≥10℃平均积温变化特征 （图3）分析得出，近55年中石河子地区≥10℃平均积温为3688.8℃，其中乌兰乌苏≥10℃平均积温为3569.4℃，石河子市≥10℃平均积温为3644.7℃，莫索湾≥10℃平均积温为3748.3℃，炮台≥10℃平均积温为3792.6℃，有33个年份≥10℃平均积温距平值为负，有22个年份≥10℃平均积温距平值为正；其中≥10℃平均有效积温最低为3189.2℃（1970年），最高为4390.5℃（1997年）；≥10℃平均积温≤3600.0℃的年份有19年，≥10℃平均积温≥3900.0℃的年份有12年，其中1995—2015年期间≥10℃平均积温除1996年、1998年、2003年和2014年外，其余17年均在3727.9℃以上。近55年石河子地区≥10℃平均积温呈增多趋势，气候倾向率为93.11℃/10 a。

根据1961—2015年石河子地区≥15℃平均积温变化特征（图4）分析得出，近55年中石河子地区≥15℃平均积温为3151.8℃，其中乌兰乌苏≥15℃平均积温为3011.1℃，石河子市≥15℃平均积温为3105.4℃，莫索湾≥15℃平均积温为3224.9℃，炮台≥15℃平均积温为3266.0℃，有28个年份≥15℃平均积温距平值为负，有27个年份≥15℃平均积温距平值为正；≥15℃平均积温最低为2620.0℃（1985年），最高为3766.5℃（2005年）；≥15℃平均积温≤3100.0℃的年份有23年，≥15℃平均积温≥3400.0℃的年份有11年，其中1995—2015年期间≥15℃平均有效积温除1995年、1996年、1998年、2002年和2007年以外，其余16年均在3151.9℃以上，而且2005—2015年≥15℃平均积温为3377.8℃，较55年平均值增多226.0℃。总体来看，近55年石河子地区≥15℃平均积温呈增多趋势，气候倾向率为71.87℃/10 a。

图4 1961—2015年石河子地区≥15℃平均积温变化趋势

根据1961—2015年石河子地区≥20℃平均积温变化特征（图5）分析得出，近55年中石河子地区≥20℃平均积温为2131.7℃，其中乌兰乌苏≥20℃平均积温为1897.3℃，石河子市≥20℃平均积温为2021.3℃，莫索湾≥20℃平均积温为2282.4℃，炮台≥20℃平均积温为2325.7℃，有26个年份≥20℃平均积温距平值为负，有29个年份≥20℃平均积温距平值为正；≥20℃平均积温最低为1395.8℃（1963年），最高为2871.1℃（2008年）；≥20℃平均积温≤2100.0℃的年份有22年，≥20℃平均积温≥2400.0℃的年份有14年，其中1995—2015年期间≥20℃平均有效积温除1995年、1996 年、1999 年、2001 年、2003 年、2009 年和2010年以外，其余14年均在2223.7℃以上，而且2005—2015年≥20℃平均积温为2430.8℃，较55年平均值增多299.1℃。总体来看，近55年石河子地区≥20℃平均积温呈增多趋势，气候倾向率为101.76℃/10 a。

图5 1961—2015年石河子地区≥20℃平均积温变化趋势

表2 1961—2015年石河子地区积温年代变化情况 ℃

4.3 积温年代变化特征

从表2可以发现，从有气象观测资料后≥0℃、≥5℃、≥10℃、≥15℃和≥20℃积温随着时间的发展不断的增多，只是变化幅度不同。≥0℃积温在20世纪60年代到80年代变化较为缓慢，但从20世纪90年代开始变化较为迅速，分析区域变化可以看出，北部比南部增幅要大，其中以莫索湾区域变化最快；≥5℃积温年代际变化特征整体呈上升趋势，在20世纪80年代和90年代升幅较快，整个石河子地区积温增幅达到84.9℃/10 a，从分析区域变化可以看出，北部比南部积温增幅大，炮台和莫索湾的增幅较大；≥10℃积温从20世纪60年代后7年到80年代变化较为缓慢，此时间段内，分析区域变化可以看出，石河子市和炮台平均增幅在30.8～37.0℃/10 a之间，而莫索湾增幅达到了86.2℃/10 a，由此说明，各气象站点≥10℃有效积温年代际变化幅度不一致，其中北部莫索湾增幅最大，石河子地区甚至在20世纪90年代前期出现积温偏少期，但20世纪90年代后期至2010年期间，≥10℃有效积温出现明显增多趋势，其中石河子市和炮台增幅达到了84.5℃/10 a和90.1℃/10 a，莫索湾相对则有所减小，≥10℃有效积温在20世纪90年代后期以后呈增多趋势，增幅达57.2℃/10 a；≥15℃积温在20世纪60到70年代增幅比较缓慢，甚至在20世纪80年代出现了积温偏少期，较20世纪70年代呈负增长趋势，但在2001年以后积温增长比较迅速，整个石河子地区积温呈增多趋势，增幅达73.7℃/10 a，而从区域分析来看，北部地区的增幅较南部地区大，其中炮台和莫索湾增幅较大，炮台增幅最大，达到81.2℃/10 a；≥20℃积温整体呈增多的趋势，平均增幅达109.1℃/10 a，20世纪60年代到80年代增幅较缓慢，在20世纪90年代出现积温下降的趋势，但是在2001年以后积温又开始迅速增长，从区域分析来看，北部地区的增幅要大于南部地区的增幅，其中以炮台增幅较大，达到117.4℃/10 a。

5 小结

（1）石河子地区偏北区域比偏南区域的积温多，随着纬度值的增加而不断增多。界限温度越高，南北间的积温差距不断变大。（2）根据积温年代际变化特征分析来看，从20世纪90年代以后积温增长较为迅速，尤其是≥20℃的积温增幅最为显著，从区域分析来看，北部地区的增幅要大于南部地区的增幅，其中以炮台增幅较大。综上所述，在全球气候变暖的背景下，石河子地区的气候也呈变暖的趋势。各界限温度的积温逐年增多，且垦区南北区域的增长幅度有明显不同，北部积温增长幅度要大于南部，这对石河子垦区以棉花为主的农业生产来说，在选择棉花品种的时候，可以根据积温变化的趋势，由以前的早熟品种向中熟品种转变，有利于提高棉花的产量和品质，增大棉花的衣分。