湟源县30年0℃活动积温变化特征分析
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摘要 本文探索了湟源县30年0 ℃活动积温的变化特征，一是对年际变化特征、高积温年、低积温年进行特征分析;二是将湟源县1987—2016年的0 ℃活动积温划分为3个10年际进行分析。详细分析内容为不同尺度下的积温最高值、最低值、平均值、极差和距平差。结果表明，30年0 ℃活动积温整体呈上升趋势，前期11年（1987—1997年）积温均为负距平;中期8年（1998—2005年）积温小幅震荡，后期11年（2006—2016年）积温均为正距平。30年的0 ℃活动积温平均值为2 209.49 ℃·d，1987年0 ℃活动积温为最低值1 953.00 ℃·d;2013年0 ℃活动积温为最高值2 496.40 ℃·d。
关键词 0 ℃活动积温;变化特征;青海湟源;1987—2016年
中图分类号 S161.2 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）04-0191-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
Abstract This paper explored the variable characteristics of 0 ℃ active accumulated temperature of 30 years in Huangyuan County.The first was the analysis of annual variation characteristics of 0 ℃ active accumulated temperature，high accumulated temperature year and low accumulated temperature year.The second was the analysis of three 10-year periods of 0 ℃ active accumulated temperature in Huangyuan County from 1987 to 2016.The maximum value，minimum value，average value，range and anomaly of accumulated temperature at different scales were analyzed in detail.The results showed that active accumulated temperature was generally increasing in the 30 years.The accumulated temperature in the first 11 years（1987-1997） was negative anomaly;the accumulated temperature in the middle 8 years（1998-2005） fluctuated slightly，and the accumulated temperature in the later 11 years（2006-2016） was positive anomaly.The average temperature of the 0 ℃ active accumulated temperature in 30 years was 2 209.49 ℃·d;the 0 ℃ active accumulated temperature in 1987 was the lowest（1 953.00 ℃·d） and the 0 ℃ active accumulated temperature in 2013 was the highest（2 496.40 ℃·d）.
Key words 0 ℃ active accumulated temperature;variation characteristic;Huangyuan Qinghai;1987-2016
農业是气候变化最敏感的领域之一[1]。任何偏离平均值的气候条件都会导致农业的损失和减产[2-3]。安 昕等[4]通过对沈阳近半个世纪的10 ℃活动积温不同尺度的研究，解释了具有不同农业潜力、不同热量潜势及不同类型、不同气候组合的、多极化的年份及其变化特点;邓振镛等[5]分析了我国北方气候暖干化对粮食作物的影响，并且从5个方面提出相应的技术措施;蒲金涌等[6]建立了干旱影响粮食产量的风眼评估指数，并对不同冬小麦、玉米在不同季节受不同等级干旱的影响风险进行了分析。王远皓等[7]介绍了我国的作物低温冷害指标，并对比分析了其优缺点，同时介绍了国内外有关低温冷害风险评估的研究进展。
积温对于农业发展具有重要意义，积温能有效反映农作物与热量之间的关系。在全球变暖的趋势下，对积温的变化特征分析能在一定程度上预测未来积温发展趋势，对于农作物品种的选择、种植期、生长期、成熟期、产量和质量等都有一定的指导作用[8]。本文分析了湟源县30年0 ℃活动积温的变化特征，对当地农业发展有一定参考意义。 1 材料与方法
1.1 研究地概况
湟源县位于湟水上游，东经100°54′～101°25′，北纬36°20′～36°52′之间。东临湟中县，西接共和县，南连贵德县，北邻海晏县。湟源县地处我国著名地理分界线日月山东麓，青藏高原和黄土高原的结合部。湟源县属祁连山系，境内山峦重叠，河流沟岔纵横，全境地势由北、西、南向東倾斜，全境海拔在2 470～4 898 m之间。地貌主要由河谷阶地、低山丘陵和中高山地构成。
湟源县地处内陆，属大陆性季风气候，主要特点是日照时间长，太阳辐射强，春季干旱多风，夏季短促凉爽，秋季阴湿多雨，冬季漫长干燥;气温日较差大，年较差小，垂直变化明显;冻结期长，无霜期短，冰雹频繁。
湟源县全县总耕地面积为1.49万hm2，以马牙蚕豆、马铃薯、优质油菜、特色蔬菜、优质牧草为主要农作物[9]。
1.2 数据来源
1987—2016年共30年的湟源县0 ℃积温活动数据均来源于湟源县气象局。
1.3 研究方法
本文主要利用Excel 2016和SPSS 24.0对湟源县1987—2016的0 ℃活动积温数据进行分析。
其中SPSS 24.0用于分析湟源县1987—2016年0 ℃活动积温的变化趋势。根据线性回归分析建立一元一次线性方程来表示积温随时间变化的趋势，即：
y=β0+β1x
其中y为积温，x为时间，β0和β1为非标准化系数[10]。
2 结果与分析
2.1 积温年际特征分析
2.1.1 年积温变化特征。根据计算得知湟源县30年的积温累年均值为2 209.49 ℃·d，以2 209.49 ℃·d为积温均线，由图1和表1可以看出，前期11年（1987—1997年）积温均为负距平，1987年为最低值，仅为1 953.00 ℃·d;中期8年（1998—2005年）积温小幅震荡，后期11年（2006—2016年）积温均为正距平，2013年达到最高值2 496.40 ℃·d。
利用SPSS 24.0对1987—2016年湟源县0 ℃活动积温进行一元线性回归分析，其相关系数R=0.838，说明时间和积温有一定的线性相关关系，根据回归方程中的非标准化系数，得出相应模型为：
y=-2 4006.200+13.098x
2.1.2 高积温年特征。对湟源县1987—2016年共计30年的0 ℃活动积温数值进行降序排列，并由高到低选择10年作为高积温年，10年高积温年均值为2 354.67 ℃·d，以2 354.67 ℃·d为中值得到的距平称为10年高积温距平;以30年均值2 209.49 ℃·d为界，正距平为17年，正距平的17年积温均值为2 305.51 ℃·d，以2 305.51 ℃·d为中值得到的距平称为17年高积温距平。
位居第一的高积温年为2013年，积温2 496.40 ℃·d，比10年高积温距平高141.73 ℃·d，比17年高积温距平高187.89 ℃·d，比累年均值高286.91 ℃·d。
湟源县高积温年主要集中在2007—2016年区间，仅有1998年和2000年不在此区间。
2.1.3 低积温年特征。对湟源县1987—2016年共计30年的0 ℃活动积温数值进行升序排列，并由低到高选择10年作为低积温年，10年低积温年均值为2 054.03 ℃·d，以2 054.03 ℃·d为中值得到的距平称为10年低积温距平;以30年均值2 209.49 ℃·d为界，负距平为13年，负距平的13年积温均值为2 080.00 ℃·d，以2 080.00 ℃·d为中值得到的距平称为13年低积温距平。
位居第一的低积温年为1987年，积温1 953.00 ℃·d，比10年低积温距平低101.03 ℃·d，比13年低积温距平低127.00 ℃·d，比累年均值低256.49 ℃·d。
湟源县低积温年主要集中在1987—1996年区间，仅有1997年不在此区间（表2）。
2.2 湟源县积温10年际特征分析
2.2.1 1987—1996年湟源县0 ℃积温特征。1987—1996年积温均值为2 066.69 ℃·d，在3个10年际里最低。比1997—2006年积温均值低148.43 ℃·d，比2007—2016年积温均值低279.96 ℃·d。1987—1996年积温最高值为2 172.70 ℃·d，比其均值高106.01 ℃·d;1987—1996年积温最低值为1 953.00 ℃·d，比其均值低113.69 ℃·d。1987—1996年积温最高值与最低值差为219.70 ℃·d。1987—1996年积温均值、最高值、最高值与其均值差、最低值和极差在3个10年际里均为最低，最低值与其均值差在3个10年际里居中。
2.2.2 1997—2006年湟源县0 ℃积温特征。1997—2006年积温均值为2 215.12 ℃·d，在3个10年际里居中。比1987—1996年积温均值高148.43 ℃·d，比2007—2016年积温均值低131.53 ℃·d。1997—2006年积温最高值为2 341.60 ℃·d，比其均值高126.48 ℃·d;1997—2006年积温最低值为2 046.10 ℃·d，比其均值低169.02 ℃·d。1997—2006年积温极差为295.50 ℃·d。1997—2006年积温均值、最高值、最高值与其均值差、最低值在3个10年际里居中，最低值与其均值差在3个10年际里最小、极差在3个10年际里最大。 2.2.3 2007—2016年湟源县0 ℃积温特征。2007—2016年积温均值为2 346.65 ℃·d，在3个10年际里最高。比1987—1996年积温均值高279.96 ℃·d，比1997—2006年积温均值高131.53 ℃·d。2007—2016年积温最高值为2 496.40 ℃·d，比其均值高149.75 ℃·d;2007—2016年积温最低值为2 269.30 ℃·d，比其均值低77.35 ℃·d。2007—2016年积温最高值与最低值差为227.10 ℃·d（图2、3，表3）。
2007—2016年积温均值、最高值、最高值与其均值差、最低值、最低值与其均值差在3个10年际里均为最高，极差在3个10年际里居于中间位。
3 结论
（1）1987—2016年，湟源县0 ℃活动积温在2013年达到最高值，为2 496.40 ℃·d，湟源县0 ℃活动积温在1987年达到最低值，为1 953.00 ℃·d，累年均值为2 209.49 ℃·d。1987—1997年0 ℃活动积温均低于累年均值，1998—2005年0 ℃活动积温在积温均线上下波动，2006—2016年0 ℃活动积温均高于累年均值。
（2）湟源县高积温年主要集中在2007—2016年区间，仅有1998年和2000年不在此区间;湟源县低积温年主要集中在1987—1996年区间，仅有1997年不在此区间。
（3）湟源县10年际0℃活动积温最高值由低到高分别为1987—1996年（2 172.70 ℃·d）、1997—2006年（2 341.60 ℃·d）、2007—2016年（2 496.40 ℃·d）;湟源县10年际0 ℃活动积温最低值由低到高分别为1987—1996年（1 953.00 ℃·d）、1997—2006年（2 046.10 ℃·d）、2007—2016年（2 269.30 ℃·d）;湟源县10年际0 ℃活动积温平均值由低到高分别为1987—1996年（2 066.69 ℃·d）、1997—2006年（2 215.12 ℃·d）、2007—2016年（2 346.65 ℃·d）。
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