張 波,于 飛,吳戰(zhàn)平,*,胡家敏
(1.貴州省山地環(huán)境氣候研究所,貴州 貴陽 550002; 2.貴州省山地氣候與資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽 550002)
霜凍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常見的氣象災(zāi)害之一,每年給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大損失,嚴(yán)重影響著農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通常采用無霜凍期的長短來表征作物受霜凍災(zāi)害影響的概率,無霜凍期短,農(nóng)作物生長周期短,農(nóng)作物遭受霜凍害的概率就越高;而無霜凍期的長短是由當(dāng)年的初霜凍日和終霜凍日決定。因此,了解和掌握初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的變化趨勢對減少低溫災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響具有重要的科學(xué)意義[1-4]。
國內(nèi)外關(guān)于初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期已開展一系列相關(guān)研究。Erlat等[5]以日最低氣溫≤0 ℃為霜凍指標(biāo),分析了1950—2010年土耳其地區(qū)霜凍日變化情況,結(jié)果表明,土耳其的霜凍日均呈顯著減少趨勢。Terando等[6]針對北美地區(qū)霜凍日的研究結(jié)果表明,1981—2010年北美中部部分平原區(qū)霜凍日數(shù)呈增加趨勢,而其余地區(qū)則表現(xiàn)為顯著減少趨勢;王國復(fù)等[7]、許艷等[8]、葉殿秀等[9]和寧曉菊等[10]的研究結(jié)果表明,中國大部分地區(qū)初霜日推遲、終霜日提前,無霜期延長,主要與日最低氣溫和地面最低地溫的升高有關(guān);李芬等[11]利用山西逐日最低地溫資料,分析了山西終霜凍日的時(shí)空分布特征;任景全等[12]研究表明,吉林省初霜日顯著推遲,終霜日顯著提前,且無霜期顯著延長;劉靜等[13]分析了秦嶺南北無霜期時(shí)空變化特征,結(jié)果表明,秦嶺南北無霜期隨緯度增加而減少,無霜期呈顯著延長趨勢且發(fā)生增多突變;周曉宇等[14]分析了東北地區(qū)初終霜日和無霜期的氣候變化特征,表明東北地區(qū)自南向北隨緯度的升高和海拔的升高,初霜日提前、終霜日推后、無霜期縮短;張磊等[15]利用逐日最低氣溫資料,研究了寧夏全區(qū)與不同區(qū)域的無霜期基本特征和變化趨勢,發(fā)現(xiàn)寧夏平均無霜期以4.7 d·(10a)-1的速率延長,不同區(qū)域的無霜期均呈延長趨勢;馬尚謙等[16]利用逐日地面0 cm最低氣溫資料,分析了淮河流域異常初、終霜日時(shí)空變化,研究發(fā)現(xiàn),氣候態(tài)的轉(zhuǎn)型促進(jìn)了初霜日的推遲和終霜日的提前。針對貴州霜凍研究也有相關(guān)報(bào)道,郜紅娟等[17]利用1960—2013年逐日最低氣溫格點(diǎn)數(shù)據(jù),分析了貴州霜凍日變化特征,但未對初霜凍日和終霜凍日的氣候特征做定量分析。
本文在前人研究的基礎(chǔ)上,以地面0 cm日最低氣溫≤0 ℃作為霜凍日指標(biāo),系統(tǒng)分析貴州省初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的氣候特征,以期為合理利用氣候資源和農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。也可充分發(fā)揮氣象服務(wù)在脫貧攻堅(jiān)中“趨利避害、減災(zāi)增效”的作用,促進(jìn)貴州省對低溫霜凍敏感的特色產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[18]。
選取1961—2018年貴州省84個(gè)地面觀測站的地面0 cm日最低氣溫?cái)?shù)據(jù),氣象數(shù)據(jù)來自貴州省氣象信息中心。貴陽站點(diǎn)7個(gè),遵義站點(diǎn)14個(gè),安順站點(diǎn)6個(gè),畢節(jié)站點(diǎn)8個(gè),銅仁站點(diǎn)10個(gè),六盤水站點(diǎn)3個(gè),黔東南站點(diǎn)16個(gè),黔南站點(diǎn)12個(gè),黔西南站點(diǎn)8個(gè)。
以地面0 cm日最低氣溫≤0 ℃作為霜凍日指標(biāo),將本年春(秋)季地面0 cm日最低氣溫≤0 ℃的最后1天(第1天)分別定義為終(初)霜凍日,終、初霜凍日之間的間隔日數(shù)為無霜凍期。為了方便統(tǒng)計(jì)和描述,將初霜凍日、終霜凍日均采用自1月1日起的日序列來表示,即1月1日的日序?yàn)?,1月2日的日序?yàn)?,2月1日的日序?yàn)?2,以此類推。同時(shí)將霜凍日按照分級標(biāo)準(zhǔn),分成不同等級:較多年平均初霜凍日提前1~5 d為正常初霜凍日,較多年平均初霜凍日提前6~10 d為偏早初霜凍日,較多年平均初霜凍日提前≥11 d為特早初霜凍日;較多年平均終霜凍日推遲1~5 d為正常終霜凍日,較多年平均終霜凍日推遲6~10 d為偏晚終霜凍日,較多年平均終霜凍日推遲≥11 d為特晚終霜凍日。
霜凍時(shí)間變化特征采用氣候傾向率[19]、Mann-Kendell[20]方法分析;利用ArcGIS技術(shù)分析初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的空間分布特征。
氣候傾向率反映氣候因子的變化趨勢,由一元線性趨勢方程表示,如公式1所示,
xt=att+a0(t=1, 2, 3, …,n)。
(1)
式中:xt為氣象要素的擬合值,at、a0為回歸系數(shù),t為時(shí)間序列,10at稱作氣候傾向率,表示氣象要素每10 a的變化趨勢。
Mann-Kendall是一種非參數(shù)趨勢檢驗(yàn)法,監(jiān)測氣候要素長期變化趨勢,是目前比較常用的趨勢診斷方法。在Mann-Kendall檢驗(yàn)中,原假設(shè)H0為時(shí)間序列數(shù)據(jù)(x1~xn),是n個(gè)獨(dú)立的、隨機(jī)變量同分布的樣本;假設(shè)H1是雙邊檢驗(yàn),對于所有的k,j≤n,且k≠j,xk~xj的分布是不相同的,檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)變量S計(jì)算如下式:
(2)
其中,S為正態(tài)分布;xj為時(shí)間序列的第j個(gè)數(shù)據(jù)值;n為數(shù)據(jù)樣本的長度;Sgn是符號(hào)函數(shù),標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量Z由下式計(jì)算得出:
當(dāng)Z為正值表示增加趨勢,負(fù)值表示減少趨勢。當(dāng)檢驗(yàn)序列是否發(fā)生突變時(shí),常通過下式進(jìn)行計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Sk:
(3)
定義:
(4)
式中:E(Sk)=k(k+1)/4,Var(Sk)=k(k-1)(2k+5)/72,UFk為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。若UFk值大于0,則表明序列呈上升趨勢;小于0則表明呈下降趨勢;當(dāng)它們超過顯著性水平對應(yīng)的臨界值時(shí),表明上升或下降趨勢顯著。
2.1.1 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期時(shí)間變化特征
圖1所示為貴州省1961—2018年初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期時(shí)間變化特征,由圖1-a可以看出,近58 a貴州地區(qū)多年平均初霜凍日為12月2日,最早初霜凍日為11月12日,發(fā)生在1992年,最晚初霜凍日為12月16日,發(fā)生在1991年,相差34 d;初霜凍日隨時(shí)間變化呈顯著推遲的變化趨勢,推遲速率為2.34 d·(10a)-1。從年代際變化趨勢來看,20世紀(jì)60、70年代初霜凍日分別為11月30日和11月28日,80和90年代初霜凍日為12月1日,均早于多年平均值;進(jìn)入21世紀(jì)初霜凍日推遲明顯,21世紀(jì)00年代初霜凍日為12月6日,21世紀(jì)10年代初霜凍日為12月12日。
從終霜凍日時(shí)間變化特征(圖1-b)可以看出,貴州地區(qū)多年平均終霜凍日為2月23日,最早終霜凍日為1月27日,發(fā)生在1973年,最晚終霜凍日為3月17日,發(fā)生在1969年,相差49 d。近58 a終霜凍日隨時(shí)間變化呈顯著提前趨勢,變化率為2.95 d·(10a)-1,終霜凍日平均提前了17.11 d。從年代際來看,終霜凍日呈現(xiàn)延遲-提前-延遲-提前的波動(dòng)變化趨勢,具體為20世紀(jì)60年代終霜凍日為3月4日,晚于多年平均值;70、80年代終霜凍日為2月24日,與平均終霜凍日基本持平;90年代終霜凍日呈提前態(tài)勢,終霜凍日為2月18日;進(jìn)入21世紀(jì)的00年代終霜凍日又回到多年平均終霜凍日水平,到21世紀(jì)10年代終霜凍日為2月15日,又呈提前的變化趨勢。
無霜凍期時(shí)間變化趨勢(圖1-c)表明,多年平均無霜凍期為291 d,最小無霜凍期為253 d,發(fā)生在1969年,最大無霜凍期為325 d,發(fā)生在2015年,相差73 d。無霜凍期隨時(shí)間變化呈顯著延長的變化趨勢,速率為5.76 d·(10a)-1,平均延長了33.41 d。從年代際來看,20世紀(jì)60、70和80年代無霜凍期天數(shù)少于多年平均值,分別為278、285、286 d;90年代到21世紀(jì)10年代無霜凍期天數(shù)均多于多年平均值。
圖1 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期時(shí)間變化特征Fig.1 Variation characteristics of the first frost, the last frost and frost-free period
圖2 初霜凍日(a)、終霜凍日(b)和無霜凍期(c)突變檢驗(yàn)特征Fig.2 Mann-Kendall test of the first frost day(a), the last frost day(b) and frost-free period (c)
2.1.2 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期突變特征
圖2所示為貴州省1961—2018年初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的突變特征。從初霜凍日M-K突變檢驗(yàn)結(jié)果(圖2-a)可以看出,貴州地區(qū)初霜凍日在1994年以前呈上下波動(dòng),1994年以后呈遞增的變化趨勢,并在2005年以后UF統(tǒng)計(jì)量超過顯著性水平0.05的臨界線,表明初霜凍呈顯著推遲趨勢。根據(jù)UF和UB曲線在2條臨界線之間的交點(diǎn),確定2004年為初霜凍日的突變年。
終霜凍日突變檢驗(yàn)結(jié)果(圖2-b)顯示,終霜凍日在1974年以前呈上下波動(dòng)趨勢,1974年以后呈下降趨勢,并在1981年超過顯著性水平0.05的臨界線,1981至1990年呈小幅度的上下波動(dòng),1990年后UF統(tǒng)計(jì)量呈下降趨勢。根據(jù)UF和UB曲線在2條臨界線之間的交點(diǎn),確定1980年為終霜凍日的突變年。
無霜凍期突變檢驗(yàn)結(jié)果(圖2-c)顯示,無霜凍期在1979年之前UF統(tǒng)計(jì)量呈上下波動(dòng),之后呈遞增趨勢,并在1998年后UF統(tǒng)計(jì)量超過顯著性水平0.05的臨界線,表明無霜凍期呈顯著延長趨勢。根據(jù)UF和UB曲線在2條臨界線之間的交點(diǎn),確定1995年為無霜凍期的突變年。
2.2.1 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期空間分布
由圖3可以看出,初霜凍日出現(xiàn)在11月上旬至12月下旬,最早初霜凍日為11月7日,發(fā)生在威寧,最晚初霜凍日為12月20日,發(fā)生在羅甸,兩地初霜凍日天數(shù)相差44 d。在空間分布上呈現(xiàn)東部晚、西部早,南部晚、北部早的變化特征,初霜凍日較早的區(qū)域主要分布在畢節(jié)市大部、六盤水市北部和遵義市局地等地區(qū),初霜凍日在11月7日—11月15日;初霜凍日較晚的地區(qū)主要分布在黔西南州望謨、冊亨、南北盤江流域、黔南州羅甸,以及遵義赤水等低熱河谷區(qū),初霜凍日在12月13日—12月20日;其余大部分地區(qū)初霜凍日多發(fā)生在11月下旬—12月中旬。終霜凍日空間上與初霜凍日呈相反的分布趨勢,西部晚、東部早,北部晚、南部早,終霜凍日期出現(xiàn)在1月下旬—4月上旬,平均終霜凍日為2月23日。最早終霜凍日為1月26日,發(fā)生在望謨,最晚終霜凍日為4月7日,發(fā)生在威寧。
無霜凍期空間分布特征如圖3所示,無霜凍期空間分布特征和初霜凍日空間分布基本一致,自東向西、自南向北呈遞減趨勢,無霜凍期較短的地區(qū)主要分布在畢節(jié)市大部、六盤水市北部和遵義市局地等地區(qū),無霜凍期在215~242 d;無霜凍期較長的地區(qū)主要分布在黔西南州望謨、冊亨、南北盤江流域、黔南州羅甸,以及遵義赤水等低熱河谷區(qū),長度在325~351 d。最短無霜凍期發(fā)生在威寧,為215 d,最長無霜凍期發(fā)生在赤水,達(dá)351 d。
圖3 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期空間分布Fig.3 The spatial distribution of the first frost day, the last frost day and frost-free period
2.2.2 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期氣候傾向率空間分布
從圖4可以看出,近58 a貴州省初霜凍日氣候傾向率變化范圍為-0.64~6.54 d·(10a)-1,平均氣候傾向率為2.56 d·(10a)-1,全省除了仁懷和從江等地的初霜凍日氣候傾向率呈遞減趨勢,其余97%站點(diǎn)氣候傾向率呈遞增趨勢。貴州地區(qū)初霜凍日整體呈推遲的變化趨勢,其中有20%的站點(diǎn)通過0.05顯著性檢驗(yàn),49%的站點(diǎn)通過了0.01顯著性檢驗(yàn);空間上,赤水、黔西、修文、開陽、鎮(zhèn)寧、織金、施秉和平壩等地初霜凍日氣候傾向率較高,變化范圍為4.01~6.54 d·(10a)-1。
終霜凍日氣候傾向率變化范圍在-7.81~0.92 d·(10a)-1,平均氣候傾向率為-3.29 d·(10a)-1,全省除了仁懷和岑鞏等地的終霜凍日氣候傾向率呈遞增趨勢,其余站點(diǎn)氣候傾向率呈遞減趨勢。貴州地區(qū)終霜凍日整體呈提前的變化趨勢,其中有32%的站點(diǎn)通過0.05顯著性檢驗(yàn),37%的站點(diǎn)通過了0.01顯著性檢驗(yàn)。空間上終霜凍日氣候傾向率較高的區(qū)域主要分布在三都、思南、興仁、晴隆、玉屏、清鎮(zhèn)、平壩和荔波等地,變化范圍為-7.82~-5.01 d·(10a)-1(圖4)。
無霜凍期氣候傾向率變化范圍在-5.18~13.82 d·(10a)-1,平均氣候傾向率為5.73 d·(10a)-1,全省除了仁懷、岑鞏、白云和江口等地的無霜凍期氣候傾向率呈遞減趨勢,其余95%站點(diǎn)氣候傾向率呈遞增趨勢。無霜凍期整體呈延長的變化趨勢,82%的站點(diǎn)通過顯著性檢驗(yàn),其中13%的站點(diǎn)通過0.05顯著性檢驗(yàn),69%的站點(diǎn)通過了0.01顯著性檢驗(yàn)??臻g上無霜凍期氣候傾向率較高的區(qū)域主要分布在烏當(dāng)、清鎮(zhèn)、興仁、榕江、三都、思南、黔西、普安和修文等地,變化范圍在9.02~13.82 d·(10a)-1(圖4)。
▲, P<0.01;+, P<0.05.圖4 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期氣候傾向率空間分布特征Fig.4 Spatial distribution of trends of the first frost day, last frost day and frost-free period
圖5 不同準(zhǔn)氣候周期平均初霜凍日(a)、平均終霜凍日(b)和平均無霜凍期(c)的臨界線空間變化Fig.5 Spatial distribution of trends of the first frost day (a), the last frost day (b) and frost-free period (c)
2.2.3 平均初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期臨界線空間分布特征
圖5所示為不同準(zhǔn)氣候周期平均初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期臨界線空間分布特征。從平均初霜凍日(12月2日)臨界線空間位置(圖5-a)可以看出,不同準(zhǔn)氣候周期貴州地區(qū)平均初霜凍日臨界線空間分布差異顯著,隨著準(zhǔn)氣候周期的變化,平均初霜凍日臨界線整體上呈向北偏移的趨勢。1961—1990年平均初霜凍日臨界線主要分布在貴州南部和東南部的安龍、貞豐、長順、平塘、三都、劍河、榕江和從江一線;1971—2000年平均初霜凍日臨界線較1961—1990年變化不大,走勢基本一致,僅黔東南部分區(qū)域略有北偏的趨勢;1981—2010年,平均初霜凍日臨界線向北偏移的趨勢明顯,主要分布在興仁、關(guān)嶺、鎮(zhèn)寧、長順、惠水、麻江、黃平、余慶、鳳岡和正安一線;1991—2018年間平均初霜凍日臨界線整體向北偏移,主要分布在盤州、普定、安順、清鎮(zhèn)、花溪、貴陽、甕安和金沙一線。
平均終霜凍日(2月23日)臨界線空間位置變化特征如圖5-b所示,隨著準(zhǔn)氣候周期的變化,平均終霜凍日臨界線整體呈向北、向西偏移的趨勢。1961—1990年平均終霜凍日臨界線主要分布在安龍、關(guān)嶺、平塘、榕江和從江一線;1971—2000年平均終霜凍日臨界線主要分布在晴隆、鎮(zhèn)寧、惠水、三都、劍河和錦屏一線;1981—2010年與1991—2010年平均終霜凍日臨界線走勢基本一致,主要分布在晴隆、普定、安順、龍里、黃平、余慶和德江一線,其中1991—2010年間平均終霜凍日在銅仁地區(qū)臨界線呈向西偏移趨勢。
平均無霜凍期(291 d)臨界線空間位置變化特征如圖5-c所示,空間分布上和平均初霜凍日臨界線變化趨勢基本一致。1961—1990年平均無霜凍期主要分布在興義、關(guān)嶺、平塘、三都、劍河和錦屏一線;1971—2000和1981—2010年平均無霜凍期臨界線分布基本一致,主要分布在興仁、普定、惠水、貴陽、都勻、雷山、余慶、正安一線,與1961—1990年相比,平均無霜凍期基本覆蓋黔西南州、黔南州、黔東南州和銅仁市;1991—2018年平均無霜凍期臨界線向北和向西偏移趨勢明顯,主要分布在盤州、修文、麻江、福泉、息烽和金沙一線。
2.2.4 不同等級霜凍的概率分布
從圖6可以看出:貴州地區(qū)偏早初霜凍發(fā)生概率在1%~19%,平均概率為7%;空間上整體呈現(xiàn)北部高,南部低的分布特征;偏早初霜凍發(fā)生概率較高的區(qū)域主要分布在東北部的印江、綏陽、岑鞏、凱里、臺(tái)江和西北部的威寧等地,發(fā)生概率在12%~19%;發(fā)生概率較低的區(qū)域分布在西南部望謨、冊亨和興義,以及南部邊緣的羅甸、平塘、荔波和從江等地,發(fā)生概率在4%左右。
如圖6所示,特早初霜凍的發(fā)生概率在2%~29%,平均概率為17%,空間上呈現(xiàn)西北部高,西南部邊緣和南部邊緣低的特征;特早初霜凍發(fā)生概率較高的區(qū)域主要分布在畢節(jié)市的大部、六盤水市北部等區(qū)域,以及中東部的甕安、福泉和麻江等地,發(fā)生概率在23%~29%;發(fā)生概率較低的區(qū)域分布在西南部望謨、冊亨、南部邊緣的羅甸,以及北部的赤水等地,概率在9%左右。
圖6 偏早初霜凍和特早初霜凍概率分布特征Fig.6 Spatial distribution of probability of the earlier first frost and the earliest first frost
從圖7可以看出,貴州地區(qū)偏晚終霜凍發(fā)生概率在2%~22%,平均概率為8%??臻g上,偏晚終霜凍發(fā)生概率較高的區(qū)域主要分布在北部的播州、德江、松桃和東南部雷山、貴定與黎平等地,發(fā)生概率在15%~22%;發(fā)生概率較低的區(qū)域分布在西南部、南部邊緣、東南部從江,以及西北部威寧等地,發(fā)生概率在6%左右。
如圖7所示,特晚終霜凍的發(fā)生概率在7%~38%,平均概率為25%。空間上,特晚終霜凍發(fā)生概率較高的區(qū)域主要分布在西部大部、黔東南州北部、銅仁市西部和遵義市東部等地,發(fā)生概率在27%~38%;發(fā)生概率較低的區(qū)域分布在西南部望謨、冊亨和南部邊緣的羅甸,以及北部的赤水等地,概率在13%左右。
利用初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期分別與緯度和海拔高度,以及氣溫建立相關(guān)性,結(jié)果如表1所示。緯度和海拔高度在不同程度上影響著貴州地區(qū)初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期,緯度和海拔高度與初霜凍日、無霜凍期呈負(fù)相關(guān),與終霜凍日呈正相關(guān),具體表現(xiàn)為,初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期與海拔高度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.74、0.63和-0.64,相關(guān)系數(shù)均通過0.01的信度檢驗(yàn);與緯度的相關(guān)系數(shù)分別為-0.11、0.31和-0.26,表明海拔高度對貴州地區(qū)初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的影響更顯著。
圖7 偏晚終霜凍和特晚終霜凍概率分布特征Fig.7 Spatial distribution of probability of the later last frost and the latest last frost
表1 初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的影響因子
Table 1 Influence factors of the first frost day, the last frost day and frost-free period
因素Factors初霜凍日First frost day終霜凍日Last frost day無霜凍期Frost-free period緯度Latitude-0.110.31??-0.26?海拔高度Altitude-0.74??0.63??-0.64??年平均氣溫Annual average temperature0.92??-0.91??0.91??年平均最低氣溫Annual average minimum temperature0.92??-0.92??0.92??春季平均氣溫Average temperature in spring0.88??-0.93??0.93??春季平均最低氣溫Average minimum temperature in spring0.91??-0.95??0.94??秋季平均氣溫Average temperature in autumn0.92??-0.89??0.89??秋季平均最低氣溫Average minimum temperature in autumn0.93??-0.91??0.91??
*、**分別表示通過0.05和0.01顯著性檢驗(yàn)。
** and ** meant significant correlation atP<0.01 andP<0.05, respectively.
與氣溫的相關(guān)性分析表明,初霜凍日和無霜凍期與氣溫呈顯著正相關(guān),終霜凍日與氣溫呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)均通過了0.01的信度檢驗(yàn)。秋季平均最低氣溫是影響初霜凍日的關(guān)鍵因子,春季平均最低氣溫是影響終霜凍日和無霜凍期的關(guān)鍵因子。
本研究基于貴州省1961—2018年84個(gè)氣象站點(diǎn)地面0 cm日最低氣溫資料,以地面0 cm日最低氣溫≤0 ℃作為霜凍指標(biāo),研究貴州省初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的變化特征,得出如下結(jié)論:(1) 1961—2018年,貴州地區(qū)平均初霜凍日為12月2日,平均終霜凍日為2月23日,平均無霜凍期為291 d,隨時(shí)間變化初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期分別呈推遲、提前和延長的變化趨勢,并且存在明顯突變年。(2) 在空間分布上,初霜凍日和無霜凍期空間分布基本一致,自東向西、自南向北初霜凍日、無霜凍期呈遞減的變化趨勢,初霜凍日較早和無霜凍期較短的地區(qū)主要分布在畢節(jié)市大部、六盤水市北部和遵義市局地等地區(qū),終霜凍日空間上呈西部晚、東部早,北部晚、南部早趨勢。(3) 1961—2018年,貴州地區(qū)偏早初霜凍平均發(fā)生概率為7%,空間上整體呈現(xiàn)北部高、南部低的分布特征;特早初霜凍的平均發(fā)生概率為17%,空間上呈現(xiàn)西北部高,西南部邊緣和南部邊緣低的分布特征;偏晚終霜凍平均發(fā)生概率為8%,特晚終霜凍日的平均發(fā)生概率為25%,空間上特晚終霜凍發(fā)生概率較高的區(qū)域主要為西部大部、黔東南州北部、銅仁市西部和遵義市東部等地。(4)海拔高度是影響貴州地區(qū)初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的關(guān)鍵因子;秋季平均最低氣溫是影響初霜凍日的關(guān)鍵因子,春季平均最低氣溫是影響終霜凍日和無霜凍期的關(guān)鍵因子。
在全球氣候變暖的背景下,貴州地區(qū)初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期分別呈推遲、提前和延長的變化趨勢,這與許艷等[8]對中國西南地區(qū)霜期的分析結(jié)果基本一致,但初霜凍日推遲幅度、終霜凍日提前的幅度和無霜期延長幅度明顯大于山西[11]、陜西[22]、寧夏[15]和東北[12,14]等地區(qū)。寧曉菊等[10]研究得出,全國初霜日推遲幅度、終霜日提前幅度和無霜期延長幅度北方大于南方、東部大于西部,本研究結(jié)果與此不一致。貴州受自身地理位置的影響,海拔高度是影響初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期的關(guān)鍵因子,其結(jié)果與北方高緯地區(qū)的緯度是影響初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期關(guān)鍵因子[14]不一致,這是由于貴州氣候的地域性差異表現(xiàn)為水平距離近但地形起伏較大的山區(qū),氣溫隨海拔高度的升高而降低,立體氣候特征明顯。
此外,本研究僅對貴州地區(qū)初霜凍日、終霜凍日和無霜凍期氣候變化趨勢進(jìn)行了定量分析,未對霜凍危害程度進(jìn)行研究;初霜凍日的推后、終霜凍日的提前和無霜期的延長,為貴州農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了充足的熱量資源,但有可能使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整。因此,霜凍災(zāi)害影響評估及其對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)整方面有待進(jìn)一步研究。