近51a來黃河流域農(nóng)業(yè)氣候資源時空變化特征及未來趨勢預(yù)估.pdf

1、農(nóng)業(yè)氣候資源問題是氣候資源的根本問題,氣候的每一異常變化都給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)留下影響的痕跡。農(nóng)業(yè)氣候資源通常概括為熱量、光照、水分三大資源。這些資源數(shù)量的多少、分配的特點及其相互配合的情況等,最終將形成各種農(nóng)業(yè)氣候資源類型。農(nóng)業(yè)氣候資源狀況是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一,直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程。一般來說,農(nóng)業(yè)氣候資源是以其自身的量值、隨時間的變化以及各資源不同量級的組合類型等來表示其質(zhì)量優(yōu)劣的;而以各資源不同量級控制的面積或總量以及各資源不

2、同量級組合類型所控制的面積來表示其數(shù)量多少的。
　　黃河流域?qū)χ袊r(nóng)業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟發(fā)展具有舉足輕重的作用。因此,本文以中國氣象局整編的黃河流域70個氣象站1960~2010a氣象觀測資料為基礎(chǔ),首先,使用氣候傾向率分析法、滑動平均法、Mann-Kell檢驗等數(shù)學方法,對黃河流域以及該流域不同河段近51a來的熱量資源(≥10℃活動積溫)、光照資源、水分資源等農(nóng)業(yè)氣候資源的時空變化特征進行探討;其次,以前人研究為基礎(chǔ),探討黃河流域

3、不同旱作類型區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的差異,并選取典型站點分析黃河流域不同旱作類型區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的變化規(guī)律;再次,應(yīng)用各站點≥10℃活動積溫、同期降水量資料,計算生長期干燥度指數(shù),并統(tǒng)計干燥度指數(shù)時空變化規(guī)律;最后,基于 R/S分析法就黃河流域農(nóng)業(yè)氣候資源的未來變化趨勢進行了預(yù)估。
　　本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)黃河流域≥10℃活動積溫分布地區(qū)差異較大,垂直變化明顯,多年平均活動積溫介于2546.92~3104.37℃之間。該流

4、域≥10℃活動積溫的地區(qū)分布表現(xiàn)出明顯的南北、東西差異;就年際變化而言,自1960a以來,黃河流域≥10℃活動積溫呈逐年增長趨勢。其中,黃河上、中、下游活動積溫均呈逐年增長趨勢,平均增長率分別為60.0℃/10a、58.9℃/10a和45.9℃/10a,由此可見,上游活動積溫年際變化較大;黃河流域不同旱作類型區(qū)活動積溫呈顯著的上升趨勢,氣候傾向率表現(xiàn)為Ⅰ區(qū)>Ⅲ區(qū)>Ⅳ區(qū)>Ⅱ區(qū)>Ⅴ區(qū),以干旱區(qū)(Ⅰ區(qū))的增溫趨勢最為明顯,增溫速率為74.75

5、℃/10a,并且年際變化較大。
　　(2)該流域自1960a來日照時數(shù)整體呈不明顯的減少趨勢,減率為1.88h/10a,與全國日照時數(shù)在1956~2002a間一直呈下降趨勢的研究結(jié)果一致。年日照時數(shù)大致呈緯向分布(即成北高南低的分布形式);全流域生長期多年平全流域平均日照時數(shù)在92.09~1630.06h之間,多年平均日照時數(shù)最多的地區(qū)分布于河套平原、寧夏北部以及下游的零星地區(qū),日照時數(shù)的多年平均值介于1455~1630h,其中濟

6、南最多,多年平均日照時數(shù)為1630.06h,黃河流域生長期平均日照時數(shù)最少的地區(qū)是黃河源區(qū);從氣候變化傾向率來看,黃河流域生長期日照時數(shù)下降的區(qū)域主要集中在流域東部的山西及河南、山東、華北平原區(qū),其次為上游青海湖東部的西寧、民和等地以及河南、銀川、蘭州、興縣等地區(qū);日照時數(shù)呈上升趨勢,主要出現(xiàn)在黃河上游的源區(qū)、河套地區(qū)等。日照時數(shù)年際變化在不同旱作類型區(qū)表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異性,位于北部的干旱區(qū)、半干旱偏旱區(qū)以及半干旱區(qū)近51a來日照時數(shù)

7、均呈增加趨勢,其中以干旱區(qū)的增加最為明顯;東南部的半濕潤偏旱區(qū)和濕潤區(qū)日照時數(shù)表現(xiàn)為減少趨勢。
　　(3)黃河流域全流域生長期多年平均降水量為46.25~798.94mm,降水量的區(qū)域分布既受天氣系統(tǒng)的制約,又受地形等地理環(huán)境的影響,造成明顯的區(qū)域性差異。空間分布的總趨勢是:東南多、西北少,降水量由東南向西北遞減;從總體上來看,黃河流域生長期降水量是向逐年減少的趨勢發(fā)展。就降水量在不同河段的分布而言,黃河上游平均降水量自1960a

8、開始整體變化幅度不大,屬于正常波動并略有上升,其增幅為0.77mm/10a;中游的氣候條件以干旱為主,其生長期降水量呈減少趨勢,減率為7.72mm/10a;下游生長期降水量與上游的變化趨勢一致呈上升趨勢,上升幅度達3.33mm/10a,較上游變化趨勢明顯,51a來降水量大致出現(xiàn)了9次多雨、少雨的循環(huán)。從黃河流域不同旱作類型區(qū)近51a生長期平均降水量變化來看,降水量與≥10℃活動積溫的變化趨勢大致相反,呈不明顯的減少趨勢。除濕潤區(qū)(Ⅴ區(qū))

9、的降水量表現(xiàn)為弱增加趨勢外(增率為1.61mm/10a),其它4個區(qū)域均表現(xiàn)為減少趨勢,以半濕潤偏旱區(qū)(Ⅳ區(qū))降水量的減少最大,平均每10a減少9.28mm,半干旱區(qū)(Ⅲ區(qū))及半干旱偏旱區(qū)(Ⅱ區(qū))次之,分別為-2.63mm/10a、-2.64mm/10a,干旱區(qū)的最小,為-1.18mm/10a。
　　(4)自20世紀60年代以來,全流域生長期干燥度總體上呈平穩(wěn)增大趨勢,即朝逐漸干旱的方向演變。黃河上、中游干燥度變化趨勢與整個流域基

10、本一致,而黃河下游流域干燥度表現(xiàn)為減少趨勢,總體來說,近51a來黃河中游氣候有逐年變干趨勢;下游干燥度除60、80年代平均值高出多年平均值外,其他年代均低于多年平均值,特別是80年代后干燥度表現(xiàn)為逐年代減少的趨勢。黃河流域生長期干燥度的空間變化呈緯向分布,干燥度空間分布表現(xiàn)為:從南向北隨著緯度的增加干燥度也逐漸變大,氣候逐漸變得干旱。
　　(5) R/S分析結(jié)果:不同區(qū)域活動積溫、日照時數(shù)的Hurst指數(shù)的持續(xù)性強度雖有高低起伏變