芮城县日照时数变化特征及其对苹果花期的影响

作者:未知

  摘要    利用芮城国家一般站1960—2017年的逐日日照时数观测资料及农业气象物候数据,研究分析芮城县日照时数变化特征及其对苹果花期的影响。结果表明,1960—2017年芮城县年日照时数呈下降趋势,除4月日照时数呈上升趋势外,其余月份均为下降趋势;春季为上升趋势,夏、秋、冬季为下降趋势,其中夏季下降最明显,其次是冬季;日照时数与苹果开花盛期成负相关,即日照时数多,苹果花期提前,2—3月日照时数是影响芮城县苹果花期的主要气象因子。
  关键词    日照时数;变化特征;苹果花期;山西芮城
  中图分类号    P422.11;S661.1        文献标识码    A        文章编号   1007-5739(2019)09-0049-02
  日照时数定义为在一定时间段内太阳直接辐照度达到或超过120 W/m2的时间总和,以小时为单位,取1位小数[1]。日照是太阳辐射最直观的表现,也是表征当地气象状况和气候特点的重要气象要素之一,与农业生产和人类活动息息相关[2]。
  范晓辉等[3]对山西省1959—2008年日照时数时空变化特征进行研究,得出1959—2008年山西省年平均日照时数、四季日照时数均呈显著减少趋势;赵永强等[4]对山西省日照时数的时空变化特征進行分析,得出1961—2010年山西省平均日照时数在年代、年、季尺度上都呈减少趋势,且空间差异明显表现为南部到北部逐渐增加。芮城县位于山西省西南端,平均海拔505.7 m,有“山西的南大门”之称,是农业大县,苹果种植面积占农业总种植面积的比例很大。气温、降水对苹果发育期影响的研究已经有很多,本文着重分析日照时数的变化特征及其对苹果花期的影响,旨在为当地农业生产及物候预测提供一定的依据。
  1    资料来源与研究方法
  资料选取芮城国家一般站1960—2017年的逐日日照时数,苹果发育期的物候资料选取1984—2012年苹果开花盛期日期。采用线性倾向估计分析日照时数年、月、季等的变化特征。物候日期采用日序换算法[5],即将苹果开花盛期日期转化为距离1月1日的实际日数,利用SPSS软件计算出日照时数和苹果花期之间的Pearson相关系数,并采用t检验进行显著性检验。
  2    日照时数变化特征
  2.1    年变化
  从图1可以看出,1960—2017年芮城县年日照时数整体呈下降趋势,变化倾向率为-51.19 h/10 a,下降趋势比较明显,其中2007年年日照时数最少(1 902.5 h),1965年最多(2 583.9 h),二者相差681.4 h。58年年日照时数平均值为2 224.5 h,对比多年平均值来看,日照时数变化主要存在2个阶段,一是1960—1980年,年日照时数基本多于多年平均值;二是20世纪80年代以后,年日照时数基本小于多年平均值。
  2.2    月变化
  从表1可以看出,1960—2017年月日照时数中4月呈上升趋势,变化倾向率为4.34 h/10 a;其余月份全部为下降趋势,月日照时数的整体变化规律与年日照时数一致。其中,8月的下降趋势最明显,变化倾向率为-9.27 h/10 a;其次是1月,变化倾向率为-7.96 h/10 a;下降最少的是3月,变化倾向率为-0.06 h/10 a。1960—2017年芮城县月平均日照时数也呈下降趋势,变化倾向率为-4.56 h/10 a,与年日照时数的变化规律一致。其中,6月的平均日照时数最多,达到230.9 h;1月的平均日照时数最少,仅为147.8 h,两者相差83.1 h。
  2.3    季变化
  从图2(a)可以看出,1960—2017年芮城县春季日照时数整体呈上升趋势,变化倾向率为1.31 h/10 a,1962年春季日照时数最多,达735.7 h;最小值出现在1964年,为451.7 h。由图2(b)可以看出,夏季日照时数呈下降趋势,且下降趋势较明显,基本呈波动状态,变化倾向率为-20.53 h/10 a,最大值为865.3 h,出现在1969年;最小值为490.2 h,出现在2007年。由图2(c)可以看出,秋季日照时数整体呈下降趋势,变化倾向率为-13.05 h/10 a,最大值为653.6 h,出现在1972年;最小值为338.1 h,出现在2011年。由图2(d)可以看出,冬季日照时数整体也呈下降趋势,变化倾向率为 -19.07 h/10 a,最大值为634.5 h,出现在1963年;最小值为300.7 h,出现在1989年。总之,除春季外,夏、秋、冬季的日照时数变化趋势与年日照时数变化趋势一致,呈减少趋势,夏季减少的最多,其次是冬季,最后是秋季。
  3    日照时数与苹果花期的相关性
  有关文献研究表明,花期预报一般要提前20 d以上[6],由于芮城苹果多年平均开花盛期在4月16日,从预报的时效角度考虑,将苹果花期的日照时数统一统计到3月30日。从图3可以看出,苹果开花盛期序列整体呈下降趋势,且下降趋势较为明显,说明1984—2012年苹果花期整体表现为提前。其中,1986年开花序列最多,为116 d;2004年开花序列最少,为97 d。
  以1—3月日照时数和2—3月日照时数分析日照时数苹果花期的相关性,从表2可以看出,1—3月日照时数与苹果花期的Peason值为-0.320,成负相关,说明日照时数多、开花期提前,日照时数少、开花期推迟;但是从显著性检验结果来看,P值为0.091,没有通过显著性检验;2—3月日照时数与苹果花期的Peason值为-0.410,成负相关;从显著性检验结果来看,P值为0.027,在0.05水平上显著相关。由此可以得出,1月苹果树处于冬眠期,日照时数对其生长发育影响不大,2—3月日照时数是影响苹果花期的主要气象因子之一。
  4    结论与讨论
  分析结果表明,芮城县1960—2017年年日照时数呈下降趋势,变化倾向率为-51.19 h/10 a;除4月日照时数为上升趋势外,其余月份均为下降趋势,月平均日照时数也呈下降趋势;除春季外,夏、秋、冬季的变化趋势与年日照时数变化趋势一致,也呈减少趋势,夏季减少的最多,其次是冬季,最后是秋季。总之,1960—2017年芮城县日照时数变化趋势与山西省大范围的变化趋势一致。导致芮城县日照时数的原因,有待深入研究。
  苹果开花盛期序列整体呈下降趋势,且下降趋势较为明显,1—3月日照时数和2—3月日照时数与苹果开花盛期均成负相关关系,即日照时数多,苹果花期提前,1—3月日照时数与苹果花期相关性没有通过显著性检验,2—3月日照时数与苹果花期在0.05水平上显著相关。这说明1月日照时数与苹果花期影响不大,2—3月日照时数是影响苹果花期的主要气象因子之一。
  5    参考文献
  [1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:北京气象出版社,2003.
  [2] 刘义花,汪青春,王振宇,等.1971—2007年青海省日照时数的时空分布特征[J].资源科学,2011,33(5):1010-1016.
  [3] 范晓辉,郝智文,王孟本.山西省近50年日照时数时空变化特征研究[J].生态环境学报,2010,19(3):605-609.
  [4] 赵永强,王志伟,李海涛.山西省日照时数的时空变化特征[J].中国农学通报,2017,33(15):124-128.
  [5] 白洁,葛全胜,戴君虎.贵阳木本植物物候对气候变化的响应[J].地理研究,2009,28(6):1606-1614.
  [6] 金美玉,赵晶,付强.龙井市苹果梨始花期预报模型研究[J].安徽农业科学,2017,45(25):189-192.
  作者简介   李苏霞(1988-),女,山西平陆人,工程师,从事综合气象业务工作。
  收稿日期   2019-01-09
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