建平縣日照時數(shù)變化特征分析及對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

李海闊，徐天偉

建平縣氣象局，福建建平 122400

日照時數(shù)是指太陽光直接照射地面的實際時數(shù)，也是反映氣候變化的主要氣象要素之一[1]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實質(zhì)就是綠色植物利用光能進行光合作用，在一定的溫度、水分、土壤等條件的配合下將太陽能轉(zhuǎn)化為可食用、富有營養(yǎng)的物質(zhì)的過程。但是，近一個世紀(jì)以來，全球氣候變暖趨勢愈演愈烈，氣象要素也發(fā)生了極大的變化，并且給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一定的影響[2]。探析氣候要素變化規(guī)律，掌握氣候變化趨勢，能夠為局部區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來針對性的指導(dǎo)。吉奇等[3-6]均分析了我國局部地區(qū)氣象要素變化對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來的影響，并提出了相關(guān)建議。

建平縣隸屬于遼寧省朝陽市，地處遼西山地丘陵區(qū)，地理坐標(biāo)處于119°1′E～120°2′E，40°17′N～42°21′N之間，總面積4 838 km2。境內(nèi)群山起伏，主要地貌類型為山地、丘陵，氣候為中溫帶亞干旱季風(fēng)型大陸性氣候，當(dāng)?shù)胤N植的主要農(nóng)作物包括谷子、小麥、玉米、高粱、大豆等。在全球氣候變暖的大背景下，建平縣日照時數(shù)出現(xiàn)了不同程度的變化，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了不同程度的影響。因此，選用1971—2021年建平縣日照時數(shù)數(shù)據(jù)，對建平縣近51年來日照時數(shù)變化特征展開分析，并探究了日照時數(shù)變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，為更好地應(yīng)對日照時數(shù)異常變化，科學(xué)合理地開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動具有重要的意義。

1 研究資料與方法

所用日照時數(shù)資料主要來源于遼寧省建平縣，涵蓋建平縣1971—2021年逐月日照時數(shù)的觀測資料。主要通過線性趨勢的數(shù)理統(tǒng)計方法分析1971—2021年建平縣日照時數(shù)的變化特征。

2 建平縣日照時數(shù)的變化特征

2.1 建平縣日照時數(shù)的年際變化特征

通過探究1971—2021年建平縣日照時數(shù)年際動態(tài)變化趨勢可以得出結(jié)果（圖1），近51年來建平縣日照時數(shù)總體呈減少的變化趨勢，建平縣日照時數(shù)線性回歸方程：y=-2.8203x+2 845.5（R2=0.0591），線 性 傾 向 率 為-28.203 h/10年，平均每10年建平縣日照時數(shù)減少約28.2 h，平均每年減少2.8 h。由日照時數(shù)統(tǒng)計資料可知，近51年建平縣年平均日照時數(shù)為2 772.1 h,年日照時數(shù)最大值是3 612.9 h（2020年），年日照時數(shù)最小值為2 398.2 h(1998年)。此外，通過建平縣日照時數(shù)5年滑動平均曲線變化情況可知，建平縣在1971—2009年間日照時數(shù)均比較平穩(wěn)，除了1998遠(yuǎn)低于多年平均值之外，其他年份日照時數(shù)均在多年平均線上下波動幅度較小；2009—2016年日照時數(shù)呈減少趨勢，2016—2020年呈大幅增加趨勢，2021年建平縣日照時數(shù)又再次大幅度減少，日照時數(shù)減至2 495.3 h。

圖1 1971—2021年建平縣年日照時數(shù)的年際變化

2.2 建平縣日照時數(shù)的年代際變化特征

通過表1不難發(fā)現(xiàn)，建平縣在20世紀(jì)70—80年代日照時數(shù)相差不大，70年代和80年代年平均日照時數(shù)分別為2 830.0、2 832.1 h，與1971—2021年年平均值差值分別為57.9、60.0 h；而從20世紀(jì)80年代開始到2021年，日照時數(shù)整體上呈減少的趨勢；20世紀(jì)90年代比20世紀(jì)80年代日照時數(shù)平均減少了96.4 h/年，相對51年平均值而言減少了36.4 h；21世紀(jì)00年代日照時數(shù)相對20世紀(jì)90年代有所增加，較20世紀(jì)80年代平均減少了49.5 h/年，但比51年平均值多10.5 h；2010—2021年日照時數(shù)較20世紀(jì)70年代、80年代、90年代、21世紀(jì)00年代平均分別減少了129.6、131.7、35.3、82.2 h/年，比51年平均值少71.7 h。由此可知，21世紀(jì)以來，建平縣日照時數(shù)整體呈減少趨勢，尤其是近10年來減少趨勢比較顯著。

表1 1971—2021年建平縣日照時數(shù)的年代際變化

2.3 建平縣日照時數(shù)的月際變化特征

通過表2可知，建平縣5月日照時數(shù)最多，月平均日照時數(shù)為269.9 h，4月次之，月平均日照時數(shù)為250.6 h；11月日照時數(shù)最少，為194.8 h。除了1、2、12月這3個月份日照時數(shù)呈增加的趨勢，建平縣3—10月各個月份的日照時數(shù)均呈減少的趨勢，其中6、9、10月相關(guān)系數(shù)通過了0.05的信度檢驗，11月通過0.01的信度檢驗，這幾個月減少趨勢均比較顯著，其他月份日照時數(shù)減少趨勢并不顯著。

表2 1971—2021年建平縣月平均日照時數(shù)以及各月日照時數(shù)的變化傾向率

2.4 建平縣四季日照時數(shù)的變化特征

通過剖析1971—2021年建平縣各季的日照時數(shù)年際變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，建平縣從春、夏、秋3季日照時數(shù)均表現(xiàn)為減少的變化規(guī)律，變化傾向率分別為-3.154、-15.248、 -14.933 h/10年，夏季的減少幅度最大；冬季日照時數(shù)呈略增加趨勢，變化傾向率為5.132 h/10年。由表3可見，建平縣近51年來春季日照時數(shù)氣候平均值為763.8 h，日照時數(shù)最大值是1 001.4 h（2020年），最小值是575.1 h（1998年）；建平縣夏季日照時數(shù)氣候平均值為726.2 h，日照時數(shù)最大值為1 053.3 h（2020年），最小值為565.7 h（2021年）；建平縣秋季日照時數(shù)氣候平均值為671.0 h，最大值為801.5 h（2020年），最小值為475.8 h（2016年）；建平縣冬季日照時數(shù)氣候平均值611.2 h，最大值為756.7 h（2020年），最小值為535.9 h（1991年）。由此可知，四季中，建平縣日照時數(shù)最多的季節(jié)為春季，夏季次之，秋季第三，冬季最少。

表3 1971—2021年建平縣日照時數(shù)四季變化統(tǒng)計表

3 建平縣日照時數(shù)變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

1971—2021年建平縣日照時數(shù)總體呈減少變化趨勢，特別是21世紀(jì)減少趨勢比較顯著；春季、夏季、秋季日照時數(shù)也呈減少變化趨勢。這里著重闡述了建平縣日照時數(shù)的減少對糧食作物和設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。

3.1 對糧食作物生產(chǎn)的影響

建平縣的糧食作物主要包括谷子、玉米、小麥等作物，春季寡照，并不適宜大田作物的播種與出苗，谷子播種之后出苗比較慢，影響谷子的正常生長發(fā)育；日照時數(shù)偏少還會導(dǎo)致玉米播期推延遲，影響玉米的正常出苗和發(fā)育，并且因為玉米播期較晚，錯過適播的時間，極易使得玉米、小麥作物授粉不良，從而影響作物的正常生長發(fā)育。7月正值谷子拔節(jié)孕穗階段、玉米抽雄至吐絲階段，陰雨寡照天氣會影響作物正常光合作用和干物質(zhì)積累，影響作物品質(zhì)和產(chǎn)量的提升[7]。

3.2 對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

建平縣種植的設(shè)施農(nóng)產(chǎn)品既有包豆角、番茄、黃瓜、西葫蘆等蔬菜，也有草莓、西瓜、甜瓜等特色水果。11月是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵時期，也屬于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最需要光照的時間，日照的減少，會導(dǎo)致黃瓜、豆角等作物生長停滯或者植株出現(xiàn)枯萎的現(xiàn)象，給設(shè)施作物生長造成不利影響，這時需要及時為設(shè)施作物增溫補光。

4 結(jié)論

（1）1971—2021年建平縣日照時數(shù)總體呈減少的變化趨勢特征，線性傾向率為-28.203 h/10年；21世紀(jì)以來，建平縣日照時數(shù)整體上呈減少趨勢，尤其是近10年來減少趨勢比較顯著。建平縣3—10月各個月份的日照時數(shù)均呈減少變化趨勢。建平縣從春、夏、秋3個季度日照時數(shù)均表現(xiàn)出減少的變化規(guī)律，變化傾向率分別為-3.154、-15.248、-14.933 h/10年，夏季減少幅度最大；冬季日照時數(shù)呈略增加趨勢，變化傾向率為5.132 h/10年。

（2）建平縣日照時數(shù)的減少會對當(dāng)?shù)毓茸?、玉米、小麥等糧食作物，以及豆角、番茄、黃瓜、西葫蘆、草莓、西瓜、甜瓜等設(shè)施作物的健康生長造成不利影響，會影響作物的正常光合作用，使得作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。