沈阳东陵区降水变化特征对农业的影响

沈阳东陵区降水变化特征对农业的影响 安徽农业科学,JournalofAnhuiAgri.Sci.2010,38(10):5173—5175责任编辑姜丽责任 校对张士敏 沈阳东陵区降水变化特征对农业的影响 田鹏波,赵凤,魏晓琳,刘亚林,刘长波 (1.辽宁省沈阳市东陵区气象局,辽宁沈阳110168;2.辽宁省东港市气象局,辽宁东 港118000) 摘要[目的]研究1951,2008年沈阳东陵区降水趋势变化,为地方农业结构调整提 供依据.[方法]在Excel程序支持下,应用降水变 率,线性回归和偏差系数等方法分析降水趋势变化.[结果]58年年降水量减少 155mm;作物生长季降水量减少160mnl;夏季,秋 季分别减少95,50nl/n;1980年之后降水量偏少概率增大.降水日趋势变化与降水量 具有一致性,降水日数减少15d,有效降水日数减 少5d.[结论]降水量,降水日数趋势减少增加了干旱的概率,给现有农作物结构提出 了新的课,适应气候变化调整农业布局势在 必行 关键词降水特征;农业;线性回归;标准偏差;跃变 中图分类号S161.6文献标识码A文章编号0517—6611(2010)10—05173—03 EffectsofPrecipitationChangeCharacteristicsonAgricultureinDonglingDistrictofShenyang TIANPeng-boetal(DonglingDistrictMeteorologicalBureauofShenyang,Shenyang,Liaoning110168) Abstract[Objective]TheresearchaimedtostudythechangesinprecipitationtrendsinDonglingDistrictofShenyangduring1951—2008 andprovidebasisfortheadjustmentofthelocalagriculturalstructure.[Method]Underthesuppo~ofExcelprogram,usingprecipitationvari— ability,linearregressionandstandarddeviationcoefficientandothermethods,thetrendsinch angesinprecipitationwereanalyzed.[Result】 During58years,theannualrainfallreduced155innl,therainfallincropgrowingseasonreduced160nln1.Andthatinsummerandautumn reducedby95and50mmrespectively.Atier1980.theprobabilityofbelow— normalprecipitationincreased.Thetrendchangesofprecipitation dayswereconsistentwithprecipitation.Theprecipitationdaysreduced15dandtheeffectiveprecipitationdaysreduced5d.1Conclusion] Thetrendreductionofprecipitationandprecipitationdaysincreasedtheprobabilityofdrought,whichbroughtnewissuesforthecurrentcrop structure.Itwasiinperativetoadjustthelayoutofagriculturefortheadaptationtoclimatechan ge. KeywordsPrecipitationcharacteristics:Agriculture;Linearregression:Standarddeviation;Jump 在全球变暖的大环境下,气温升高和降水量减少成为人 们关注的焦点j.东陵区隶属沈阳市,位于辽河平原中北 部,自然条件较为优越,年平均气温7.9?,热量资源丰富, ?10积温3400qC,光照充足,年日照时数2480h,作物生 长期达168d,年平均降水量在700/nnq以上.由于降水波动 较大,造成农业旱涝灾害频繁,尤其近年代降水量的减少使 得农业干旱日趋严重.降水特征的变化,直接影响到当地农 业结构.为此,笔者研究当地降水趋势变化及降水特征的改 变,以期为地方农业结构调整提供依据. 1资料来源与分析方法 1.1资料来源以沈阳东陵区气象局近58年(1951—2008 年)各月,四季,年的降水量,降水日数(?0.11DIYI),有效降 水日数(t>5.0mllq)为基础资料,研究多年降水趋势变化和 降水特征. 1.2分析方法 1.2.1降水变率.降水变率体现了降水量的不稳定性,降 水变率绝对值越大出现早涝灾害几率越高,其计算公式为: = (,R)/R×100% 式中,代表降水变率;代表某时段降水量;尺代表样本平 均降水量. 1.2.2线性回归.用一元线性回归拟合,判别历年降水量 变化趋势,根据回归系数a和Excel程序绘制降水量变化趋 势曲线解析计算出多年降水增减幅度(量值).解析式为: D(Y)=B(Y2)一A(Y) 式中,D代表两点间距离;,日代表趋势线两端点;代表降 水量. 作者简介田鹏波(1969一),男,辽宁辽中人,工程师,从事基础气象探 测方面的研究. 收稿日期2009—12-28 一 元线性回归表达式为: Y=+b 式中,Y代表降水量趋势方程估计量;代表年号序列;用最 小二乘法求a,b的值.把一阶系数a乘以10称降水量趋势 变化倾向率,单位为:mm/10a.降水趋势减少还是增加取决 于a的符号,正为上升,负为下降. 1.2.3标准偏差.降水标准偏差为量度数据分布的分散程 度的标准,用以衡量数据值偏离算术平均值的程度.标准偏 差越小,这些值偏离平均值就越少,反之亦然.标准偏差的 大小可通过标准偏差与平均值的倍率关系来衡量,其计算公 式为: S= 式中,S代表标准偏差;—Y代表历年值减总体平均数;N 代表样本数.在农业实践巾,在S等于1的状态下,降水 量通常为正常年景. 2结果与分析 2.1降水量趋势变化 2.1.1年降水特征与趋势变化.东陵区年降水量历年平均 为706mm,1953年最多达到1055Bin,1989年最少为408 mm,降水变率在一42.4%一49.4%.趋势方程为:Y= 一 2.6447x+5941.3(R=0.0883),降水倾向率a= 一 26.447mm/10a<0,58年降水趋势减少155I/lm.由图1 可知,1980年左右降水量变化平稳,将1980年作为"跃变" 的分界线,分析其跃变前后降水量的变化情况(下同).当标 准偏差S=1时,正常降水量在560,860mm/a,这样的年降 水量有41年,占70.7%;多雨年有10年,占17.2%,少雨年 有7年,占12.1%.跃变之前30年(1951,1980年),多雨年 簿 安徽农业科学 比少雨年多,为7:2;跃变之后28年(19812008年),多雨年 比少雨年少,为3:5.多雨年在减少,而少雨年在增多. 重 g = 暑 '邑' 巴 潮 盘 图11951,2OO8年沈阳东陵区年降水量趋势变化 Fig.1ThetrendchangesofannualprecipitationinDongling DistrictofShenyangdudng1951-2008 2.1.2作物生长季降水特征及趋势变化.作物生长季(4, 9月)降水量历年平均为609film,是年降水量的86.3%;1953 年最多达到971mm,1999年最少达330mm,降水变率在 一 45.8%一59.4%.趋势方程为:Y=一2.7896x+6131(R = 0.0932)),降水倾向率?:一27.896mm/lOa<0,58年降 水趋势减少160mm.当标准偏差S=1时,作物生长季正常 降水量在470,770mm,这样的年降水量有40年,占69.0%; 多雨年有11年,占19.0%;少雨年有7年,占12.0%.由网2 可知,跃变之前30年(1951,1980年),多雨年比少雨年多, 为6:2;跃变之后28年(1981,2008年),多雨年与少雨年相 同,为5:5,表现出年际间变率在加大,少雨年在增多. 2.1.3四季降水特征及趋势变化.由于季节的不同,各个 季节降水量分配也不均衡,为了掌握四季降水量变化状况, 计算四季降水量的基本特征和趋势走向,结果见表1.由表 重 暑 '邑' 2 .一 睦} 年份Year 图21951,2008年沈阳东陵区作物生长季降水量趋势变化 Fig.2Thetrendchangesofprecipitationincropgrowingmn inDonglingDistrictofShenyangdu~ng1951—20鸺 1可知,春季降水量趋势有所增加,夏季,秋季和冬季降水量 均呈下降趋势,其中夏季降水量减少最为明显. 2.1.3.1春季(3,5月).春季降水量呈现增加趋势,并以 1.026mm/lOa的速率在增加.当降水标准偏差S=1时,降 水量在70,140i/lm为正常年景,有37年,占63.8%;少雨年 有11年,占19.0%;多雨年有lO年,占17.2%.跃变之前30 年(1951,1980年),多雨年与少雨年比为4:4,占多雨少雨 年的38.0%;跃变之后28年(1981,2008年),多雨年与少雨 年比为7:6,占62.0%;说明近年代春季旱,涝概率在增加. 2.1.3.2夏季(6,8月).夏季降水量呈下降减少趋势,并 以一16.107mm/lOa的速率减少.当降水标准偏差S=1时, 降水量在300,580mm为正常年景,有41年,占70.7%;少 雨年有6年,占10.3%,多雨年有11年,占19.0%;跃变之前 30年(1951—1980年),少雨年与多雨年比为2:7,占53.0%; 跃变之后28年(1981,2008年),少雨年与多雨年比为4:5, 占47.O%;说明夏季旱涝年概率变化较为平稳. 2.1.3.3秋季(9,11月).秋季降水量呈下降减少趋势,并 表11951,2008年沈阳东陵区四季降水量特征值与降水趋势 Table1TherainfalleigenvalueandprecipitationtrendinfourseasonsinDonglingDistrictofS henyangduring1951—20O8 以7.991mm/10a的速率较少.当降水标准偏差S=1时,降 水量在8O,190mm为正常年景,有44年,占75.9%;少雨年 有6年,占10.3%,多雨年有8年,占13.8%;跃变之前30年 (1951—1980年),少雨年与多雨年比为4:7,占79.0%,跃变 之后28年(1981,2008年),少雨年与多雨年比为2:1,占 21.O%;说明近年代秋季旱,涝概率在减少. 2.1.3.4冬季(12,2月).冬季降水量下降趋势不明显. 当降水标准偏差S=1时,降水量在1O一40『1u11为正常年景, 有44年,占75.9%;少雨年有6年,占10.3%,涝年有8年, 占13.8%;跃变之前30年(1951—1980年),少雨年与多雨年 比为3:4,占50.O%;跃变之后28年(1981,2008年),早年 与涝年比为3:4,占50.0%;说明近年代冬季少雨多雨的概率 变化平稳. 2.2降水日数趋势变化 2.2.1降水/>0.1inm日数.由图3可知,东陵区降水量? 0.1nlITl的日数年平均89d,1959年最多112d,1997年最少 69d,变率在一22.5%一25.8%,趋势方程为:Y=一n2637x+ 610.62(R=0.2283),0=一2.637d/lOa<0,?0.1mm的 日数呈趋势下降,58年减少15d.当标准偏差S=1时,正常 年年降水?0.1mm的日数在78,98d/a,有39年,占 67.3%;日数偏多有10年,占17.2%;日数偏少有9年,占 15.5%.跃变之前30年(1951,1980年),降水日数偏多与 偏少比例为10:1,跃变之后28年(1981,2008年),降水日数 偏多与偏少比例为0:8;说明近年代降水日数在极具减少. 2.2.2降水/>5.0mm日数.由图4可知,在农业实践中,日 降水量I>5.0lllm一般为有效降水.东陵区日降水量>15.0 38卷1O期田鹏波等沈阳东陵区降水变化特征对农业的影响 图31951,2008年沈阳东陵区降水(d/>1.0nnn)日数趋势变化 及标准偏差 Fig.3Thetrendchangesandstandarddeviationofprecipitati- on(d?0.1nnnJdaysinDonglingDistrictofShenyang during1951-2008 mill的日数年平均34d,1954年最多46d,1997年最少17d, 极差29d,变率在一50.0%,35.3%.趋势方程为:Y= 一 0.085lx+201.7(R=0.0554),a=一0.851d/lOa?0,? 5.0nnn日数趋势下降,58年减少5d.当标准偏差S=1时, 正常年降水?5.0lnlTl的日数存27,39d/a,有36年,占 62.0%;有效降水日数偏多的有11年,占19.0%;日数偏少 的有11午,占19.0%.跃变之前30年(1951,1980年),降 水日数偏多与偏少比例为7:5;跃变之后28年(1981,2008 年),降水日数偏多与偏少比例为4:6;有效降水13数仍然呈 下降减少趋势,但"跃变"点位不明显. "0 哪l二 墓 逝 互份Year 图41951—2008年沈阳东陵区降水(d/>5.0nnn)日数趋势变化 及标准偏差 Fig.4Thetrendchangesandstandarddeviationofprecipitati— on(d?5.0mil1)daysinDonglingDistrictofShenyang during1951—2008 (上接第5050页) 广东:汕头市澄海区樟林村,2009年11月10日,曾宪锋 8206(CANT),生于海拔6113的公路旁荒地. 分布:香港,台湾,海南省.世界热带地区广布.广东省 为首次记录. 本种与同属的狼尾草(Pennisetumalo.ecuroides)的区别 是:本种节上分枝,叶鞘与叶片连接处毛,小穗刚毛羽毛 状:而后者基部分枝,叶鞘光滑无毛,小穗下刚毛粗糙,不呈 羽毛状. 参考文献 [1]曾宪锋.铜鼓嶂产4种广东省新记录髓物[J].广东教育学院, 3结论与讨论 沈阳东陵区58年降水量在1980年左右呈平缓期,也是 多雨,少雨"跃变"的分界线.降水量总体趋势下降,年降水 量减少155mill;正常降水年占70.7%.1980年之前多雨年 比少雨年多,而1981年之后多雨年比少雨年少;多雨,少雨 年"跃变"前后之比,多雨年减少40.0%,少雨年增加 60.0%. 作物生长季降水量减少更为明显,58年减少约160mm, 正常降水年69.0%.多雨,少雨"跃变"前后之比,多雨年减 少67.0%,少雨年增加43.0%. 四季降水趋势变化有较大的差别,春季降水呈增加趋 势;冬季降水呈减少趋势,减少量值并不明显;夏季降水趋势 减少最为明显,减少95nun;秋季降水趋势减少为其次,减少 50mm.在四季里,夏秋季是农作物乍长发育的主要时期,此 阶段降水的减少对农业生产影响较大. 58年降水日数减少15d,尤其1980年之后,降水日数 偏少年占91.0%;有效降水(>15.0nlin)日数也呈减少趋势, 58年减少约5d.降水日数的减少给人T增雨带来了较大的 难度. 东陵地区作物生长季的降水量减少,使得阶段性干旱明 显增加,特别是1980年之后,经常出现春旱,夏旱或秋吊的 情况,对作物生长和生物产量产生了直接或间接的影响.降 水量和降水日数逐年减少,不仅增加了十早发生频率,也使 水资源短缺,地下水位下降,生态环境逐步恶化.因此,沈阳 地区的农业生产要提高抵御干旱灾害影响的能力,必须采取 优化种植业结构,改良品种,科学种田等方式,减少干旱造成 的损失;要大力提倡开发利用宅中云水资源,增加有效自然 降水量,同时还要大力提倡科学『fJ水,节约用水.降水量,降 水日数趋势减少增加了干旱的概率,给现有农作物结构提出 了新的课题,适应气候变化调整农业布局势在必行. 参考文献 [1]隋景跃,张国林,梁群.朝阳地区热量资源趋势变化及对农业生产的影 响[J].安徽农_l蝌学,2009,37(20):9732—9734. 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