全 文 ：山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响∗
钱锦霞∗∗　 张建新　 李　 娜　 韩　 普
（山西省气象决策服务中心， 太原 ０３０００６）
摘　 要　 基于山西省境内分布较为均匀的 ７０ 个地面气象观测站 １９７０—２０１２ 年逐日平均气
温和地面最低温度资料，统计了≥０ ℃和≥１０ ℃期间的活动积温、７ 月平均气温以及无霜冻
期等农业热量指标．采用线性倾向估计法和累积距平法分析了农业热量资源的变化及其突变
特征，以及农业热量资源变化对作物种植带和棉花、马铃薯可种植区的影响．结果表明：
≥０ ℃和≥１０ ℃期间的活动积温分别以 ６４． ８ 和 ５７． ９ ℃·ｄ·（１０ ａ） －１的速率增加（Ｐ ＜
０．００１），７月平均气温以 ０．３ ℃·（１０ ａ） －１的速率显著升高，无霜冻期以 ５．９ ｄ·（１０ ａ） －１的速
率显著延长．≥０ ℃和≥１０ ℃期间活动积温的增加幅度西部大于东部，７月平均气温的升高幅
度北、中部大于南部，无霜冻期的延长幅度中部大于南、北部．≥ ０ ℃和≥１０ ℃期间的活动积
温在 １９９６年发生了增加突变，７ 月平均气温在 １９９３ 年发生了升高突变，无霜冻期在 １９９７ 年
发生了延长突变．与突变前相比，≥０ ℃和≥１０ ℃期间的活动积温分别增加了 ２１９．４ 和 １９６．７
℃·ｄ，７月平均气温升高了 ０．８ ℃，无霜冻期延长了 １５ ｄ；与此同时，温热作物带和温暖作物
带的面积向北扩大，扩大面积最大的是温暖作物带，扩大 １７５．７％，而温和作物带、温凉作物
带、温寒作物带和高寒植物区的面积缩小，缩小面积最大的是温寒作物带，缩小 ８７．９％．随着农
业热量资源的丰富，喜温作物可种植面积扩大，其中棉花可种植面积扩大 １．７×１０６ ｈｍ２，扩大
５３．５％；喜凉作物可种植面积缩小，其中马铃薯可种植面积缩小 ８．９×１０６ ｈｍ２，缩小 ３０．５％．
关键词　 农业热量资源； 作物种植带； 棉花； 马铃薯； 山西省
∗山西省科技攻关项目（２０１１０３１１０４０⁃２）和山西省气象局科研项目（ＳＸＫＹＢＮＹ２０１４７８３０）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｑｉａｎｊｘ＠ １２６．ｃｏｍ
２０１４⁃０７⁃０３收稿，２０１４⁃１２⁃２６接受．
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０３－０７８６－０７　 中图分类号　 Ｐ４９　 文献标识码　 Ａ
Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｈｅａｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ． ＱＩＡＮ Ｊｉｎ⁃ｘｉａ， ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ⁃ｘｉｎ， ＬＩ Ｎａ， ＨＡＮ Ｐｕ （ Ｓｈａｎｘｉ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ
Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｍａｋｉｎｇ， Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００６， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（３）：
７８６－７９２．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｍｅａｎ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｏｉｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｍ⁃
ｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ７０ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｆｒｏｍ １９７０ ｔｏ ２０１２， ｔｈｅ ｈｅａｔ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ａｇ⁃
ｒｉｃｕｌｔｕ⁃ｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｂｏｖｅ ０ ℃ ａｎｄ １０ ℃， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒ⁃
ａｔｕｒｅ ｉｎ Ｊｕｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｆｒｏｓｔ⁃ｆｒｅｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ． Ｔｈｅｉｒ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄｓ ａｎｄ ｍｕｔａｔｉｏｎ
ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ａｎｏｍａｌｙ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕ⁃
ｒａｌ ｈｅａｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｏｎ ｃｒｏｐ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｒｅａ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｆｏｒ ａｂｏｖｅ ０ ℃ ａｎｄ １０ ℃ ｈａｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｔ ａ ｒａｔｅ ｏｆ ａｂｏｕｔ ６４．８ ａｎｄ ５７．９
℃·ｄ·（１０ ａ） －１， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ （Ｐ＜０．００１）． Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｊｕｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｆｒｏｓｔ⁃
ｆｒｅｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｈａｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ａ ｒａｔｅ ｏｆ ａｂｏｕｔ ０．３ ℃·（１０ ａ） －１ ａｎｄ ５．９ ｄ·（１０ ａ） －１，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｒａｎｇｅｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｉｎｄｉｃｅｓ ｈａｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ
ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｓｔ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｓｔ．
Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｊｕｌｙ ｗａｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｎｏｒｔｈ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ． Ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ
ｆｒｏｓｔ⁃ｆｒｅｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ ａｎｄ ｎｏｒｔｈ． Ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｔｅｍ⁃
ｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｂｏｖｅ ０ ℃ ａｎｄ １０ ℃ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｃｌｅａｒ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｉｎ １９９６， ｓｏ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｉｎ Ｊｕｌｙ ｉｎ １９９３ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｆｒｏｓｔ⁃ｆｒｅｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｉｎ １９９７． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｂｅｆｏｒｅ ｍｕｔａｔｉｏｎ，
ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｂｏｖｅ ０ ℃ ａｎｄ １０ ℃ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２１９．４ ℃·ｄ ａｎｄ １９６．７ ℃·ｄ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ Ｊｕｌｙ ｂｙ ０．８ ℃ ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｆｒｏｓｔ⁃ｆｒｅｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｂｙ １５ ｄ．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ３月　 第 ２６卷　 第 ３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｍａｒ． ２０１５， ２６（３）： ７８６－７９２
Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｈｏｔ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ ａｎｄ ｗａｒｍ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｎｏｒｔｈｗａｒｄ， ｗｈｉｌｅ
ｔｈｅ ｍｉｌｄ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ， ｃｏｏｌ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ， ｃｏｌｄ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ ａｎｄ ａｌｐｉｎｅ ｐｌａｎｔｓ
ａｒｅａ ｗｅｒｅ ｓｈｒｕｎｋ． Ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｗａｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｒｍ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ （ｂｙ １７５．７％）． Ｔｈｅ
ｍａｘｉｍｕｍ ｓｈｒｉｎｋａｇｅ ｗａｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｄ ａｒｅａ （ｂｙ ８７．９ ％）． Ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｗａｓ ｅｘｐａｎｄｅｄ
ｂｙ １．７×１０６ ｈｍ２（５３．５％）， ａｎｄ ｔｈａｔ ｏｆ ｐｏｔａｔｏ ｗａｓ ｓｈｒｕｎｋ ｂｙ ８．９×１０６ ｈｍ２（３０．５％）．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｈｅａｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅ； ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ； ｃｏｔｔｏｎ； ｐｏｔａｔｏ； Ｓｈａｎｘｉ．
　 　 ＩＰＣＣ 第 ４ 次评估报告指出，最近 １００ 年
（１９０６—２００５年），全球地表平均温度上升了约 ０．７４
℃ ［１］ ．在全球气候变暖背景下，同期中国升温 ０．５ ～
０􀆰 ８ ℃ ［２］ ．山西省的冬、春及秋季增温幅度高于全
国，冬季升温最明显［３］ ．２１ 世纪气候变化趋势预测
表明，中国气候将继续变暖，尤以北方冬半年最为明
显［４］ ．农业是对气候变化非常敏感的行业，气候变化
将改变农业气候资源尤其是热量资源的时空分布，
对农业结构、种植制度和农作物产量都将产生广泛
而深刻的影响［５－６］ ．已有研究表明，气候变暖使东北
地区农作物的有效生长期延长，有利于引进晚熟高
产玉米、大豆品种以及选种冬小麦和水稻等高产作
物，也有利于西北地区越冬作物种植北界向北扩展、
多熟制向北推移、喜温作物面积扩大、复种指数提高
等［７－１１］ ．
山西省位于黄土高原东部，近年来，关于山西省
农业气候资源有较多研究，但主要针对全省范围、单
一作物的区划或关于地市区域的分析研究［１２－１５］，而
对全省农业气候资源尤其农业热量资源变化及其影
响的研究较少．本研究利用山西省境内分布较为均
匀的 ７０ 个气象站 １９７０—２０１２ 年的气象观测资料，
对决定山西省农业种植的主要热量指标（温度、积
温和无霜冻期）的时空变化及其突变特征进行分
析，并以突变点为分界点，比较突变前后农业热量资
源的变化，以及农业热量资源变化可能导致的作物
种植带和喜温作物（以棉花为例）、喜冷凉作物（以
马铃薯为例）可种植区的变化，以期为合理利用农
业热量资源、调整种植制度以及保证粮食安全和稳
产高产提供科学依据．
１　 材料与方法
１􀆰 １　 资料来源
本文采用山西省境内分布较为均匀的 ７０ 个地
面气象站 １９７０—２０１２ 年逐日平均气温和地面最低
温度资料．该资料来自山西省气象信息中心，经过了
严格的质量控制．代表站点分布见图 １．
图 １　 代表气象站点分布
Ｆｉｇ．１　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔａｔｉｏｎｓ．
１􀆰 ２　 热量资源指标
选择日平均气温（􀭵Ｔ）稳定通过 ０ ℃和 １０ ℃的
活动积温（分别以∑􀭵Ｔ≥０、∑􀭵Ｔ≥１０ 表示）、７ 月平均
气温（􀭵Ｔ７）和无霜冻期（Ｄ）作为评价农业热量资源的
指标．
１􀆰 ３　 研究方法
１􀆰 ３􀆰 １资料统计 　 采用五日滑动平均法［１６］确定 􀭵Ｔ
稳定通过 ０ ℃和 １０ ℃的初、终日期，初、终日间的温
度累积为∑􀭵Ｔ≥０ 和∑􀭵Ｔ≥１０ ．春季地面最低温度最后
一次≤０ ℃的次日到秋季第一次地面最低温度
≤０ ℃的前一日之间的持续日数即为 Ｄ．
１􀆰 ３􀆰 ２ 变化趋势和突变分析 　 引入气候倾向率［１７］
分析农业热量资源的变化趋势；根据累积距平曲
线［１８］确定突变点．
１􀆰 ３􀆰 ３农业热量资源变化的影响分析　 根据相关文
献［１９－２１］，并结合山西实际以及参考 ２０世纪 ８０年代初
期山西省农业气候资源区划材料，将分析所用指标归
纳整理如下：以∑􀭵Ｔ≥０和Ｄ为指标分析对作物种植带
的影响；以∑􀭵Ｔ≥１０ ≥３３００ ℃和􀭵Ｔ７≥２３ ℃为指标分析
对棉花可种植区的影响；以∑􀭵Ｔ≥１０≤３６００ ℃和􀭵Ｔ７≤
２４ ℃为指标分析对马铃薯可种植区的影响．
７８７３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 钱锦霞等： 山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响　 　 　 　 　 　
依据突变点将各指标分别划分为前后两个时
段，依据前后时段等值线的变化分析农业资源变化
的影响．农业上确定作物能否种植至少要保证 ８０％
以上年份有比较可靠收成，通常的依据是积温达到
８０％以上保证率，本文所用指标也采用 ８０％保证率
下的值．
１􀆰 ４　 数据处理
用 Ｅｘｃｅｌ结合 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ 编程完成资料统计
计算；用 Ｋｒｉｇｉｎｇ 插值法进行空间插值，借助 ＡｒｃＧＩＳ
软件完成空间显示和面积计算．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 １９７０—２０１２年山西省农业热量资源的逐年变
化及其突变
图 ２为山西省农业热量资源的逐年变化及其累
积距平曲线．从图中可以看出，∑􀭵Ｔ≥０、∑􀭵Ｔ≥１０、􀭵Ｔ７
和 Ｄ的气候倾向率分别为 ６４．８ ℃·ｄ·（１０ ａ） －１、
５７．９ ℃ ·ｄ·（１０ ａ） －１、０． ３ ℃ ·（１０ ａ） －１和 ５􀆰 ９
ｄ·（１０ ａ） －１，相关系数分别为 ０．５６９、０．５０４、０．４８４和
０􀆰 ３９７，４个农业热量指标的倾向率均＞０，即 ４ 个农
业热量指标均表现为增加（升高、延长）趋势，其中，
∑􀭵Ｔ≥０、∑􀭵Ｔ≥１０ 的增加趋势通过了 α＝ ０．００１ 的极显
著性检验，􀭵Ｔ和 Ｄ通过了 α ＝ ０．０１ 的显著性检验．４３
年间，∑􀭵Ｔ≥０、∑􀭵Ｔ≥１０ 分别平均增加了 ２７８．６、２４９．０
℃·ｄ，􀭵Ｔ７ 平均升高了 １．３ ℃，Ｄ平均延长了 ２５．４ ｄ．
∑􀭵Ｔ≥０、∑􀭵Ｔ≥１０ 的累积距平曲线在 １９７０—
１９９６年间呈现明显下降趋势，􀭵Ｔ７ 和 Ｄ 的累积距平
曲线的下降趋势分别持续到 １９９３ 年和 １９９７ 年，之
后则为上升趋势，即 ４ 个指标的累积距平曲线均为
先下降后上升，拐点出现在 １９９３ 年、１９９６ 年或 １９９７
年，据此得出，４ 个指标的突变点分别为 １９９６ 年、
１９９６ 年、 １９９３ 年和 １９９７ 年， 突 变 后，∑􀭵Ｔ≥０、
∑􀭵Ｔ≥１０ 平均分别增加了 ２１９．４、１９６．７ ℃·ｄ，􀭵Ｔ７ 平
均升高了 ０．８ ℃，Ｄ平均延长了约 １５ ｄ．
２􀆰 １　 １９７０—２０１２ 年山西省农业热量资源的空间
分布
∑􀭵Ｔ≥０、∑􀭵Ｔ≥１０、􀭵Ｔ７ 和 Ｄ的气候倾向率分别为
１～１４９．７ ℃·ｄ·（１０ ａ） －１、－１３．５ ～ １３４．８ ℃·ｄ·
（１０ ａ） －１、 － ０． １ ～ ０． ５ ℃ · （ １０ ａ） －１和 ０ ～ １１． ９
ｄ·（１０ ａ） －１ ．区域分布特征明显（图 ３），具体来看，
∑􀭵Ｔ≥０ 和∑􀭵Ｔ≥１０ 主要表现在东西部差异，东部大部
图 ２　 山西省农业热量资源的时间变化
Ｆｉｇ． ２ 　 Ｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｈｅａｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ
Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
分区域的倾向率＜６０ ℃·ｄ·（１０ ａ） －１，西部大部分
区域的倾向率 ＞ ６０ ℃ ·ｄ·（１０ ａ） －１；不同的是，
∑􀭵Ｔ≥０ 在临汾市中部和运城市西北部等局部区域
倾向率＞１００ ℃·ｄ·（１０ ａ） －１；８４％的代表站点通过
了 α＝ ０．０５ 及以上显著性检验． ∑􀭵Ｔ≥１０ 在长治市东
南部的平顺站的气候倾向率＜０，未通过显著性检
验，７３％的代表站点通过了 α ＝ ０．０５ 及以上显著性
检验．
􀭵Ｔ７ 的气候倾向率较为一致，运城市北部⁃临汾市
东部⁃长治市西部⁃晋中市东南部一线以北区域均表
现出升高的趋势，而且大部分区域的升温速率在
０．２～０．４ ℃·（１０ ａ） －１，其中，４０个代表站点的升温
８８７ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ３　 山西省农业热量指标气候倾向率［℃·ｄ·（１０ ａ） －１］的空间分布
Ｆｉｇ．３　 Ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｒａｔｅ ［℃·ｄ·（１０ ａ） －１］ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｈｅａｔ ｉｎｄｉｃｅｓ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
速率通过了 α ＝ ０．０５ 及以上显著性检验，占总代表
站点的 ５７％，只有 ２ 个代表站点（位于运城市西南
部）的气候倾向率＜０，未通过显著性检验．
全省区域的 Ｄ均表现出一致延长的趋势，而且
大部分区域的延长趋势在 ４ ｄ·（１０ ａ） －１以上，以中
部延长最明显，局部可达 １０ ｄ·（１０ ａ） －１以上，９０％
的代表站点通过了 α＝ ０．０５及以上显著性检验．
２􀆰 ３　 山西省农业热量资源变化的影响
２􀆰 ３􀆰 １对作物种植带的影响　 农业热量资源的多少
是合理安排种植制度的最基本依据之一．在 ２０ 世纪
７０年代末期，山西省气象局组织有关专家进行了农
业气候资源的调查，并根据建站后 ２０多年的气候资
料分析了本省农业气候资源的分布状况．本文采用
当时提出的作物种植带划分指标（表 １），并分别绘
制了突变前后作物种植带分布图（图 ４）．
　 　 从图 ４可以看出，突变后各作物种植带均发生
了不同程度的变化．其中，温热作物带由仅包括运城
市北扩到临汾市西南⁃临汾市盆地⁃临汾市东南⁃晋城
市西南一线，温暖作物带的北界由临汾市中部⁃晋中
市西南⁃晋城市中部一线北扩到吕梁市中部⁃太原市
中部⁃晋中市中部⁃长治市西部一线，温和作物带北
界由吕梁市中北部⁃太原市西北部⁃忻州市中部盆地⁃
阳泉市西北部北扩到忻州市西部黄河沿岸⁃吕梁市
东北部⁃忻州市中部⁃大同市东南部区域，温寒作物
带由忻州市西部、朔州市西部以及大同市西部和东
北部缩小到仅剩忻州市和朔州市的局部区域，而高
寒带仅存在于朔州市的右玉附近．
　 　 计算得知，各作物种植带的面积有扩有缩，其中
面积扩大的是温热作物带和温暖作物带，分别扩大
６４．３％和 １７５．７％，其余 ４带面积缩小，温寒作物带缩
小 ８７．９％、高寒植物区缩小 ８２．９％、温和作物带缩小
２９．２％、温凉作物带缩小 １５．１％．
９８７３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 钱锦霞等： 山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响　 　 　 　 　 　
表 １　 作物种植带划分指标
Ｔａｂｌｅ １　 Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ ｆｏｒ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ
种植带名称
Ｚｏｎｅ
指标 Ｉｎｄｅｘ
≥０ ℃积温
≥０ ℃ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （℃·ｄ）
无霜冻期
Ｆｒｏｓｔ⁃ｆｒｅｅ
ｄａｙｓ （ｄ）
主要作物
Ｍａｉｎ ｃｒｏｐｓ
一年两熟
Ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ
温热作物
Ｈｏｔ ｃｒｏｐｓ
≥４５００ ≥１８０ 适宜中早熟棉花、早熟冬小麦；可复种玉米
两年三熟
Ｔｈｒｅｅ ｈａｒｖｅｓｔｓ
温暖作物（稳定）
Ｗａｒｍ ｃｒｏｐｓ （ｓｔａｂｌｅ）
４０００～４５００ １６０～１８０ 适宜特早熟棉花，中熟冬小麦及玉米、高粱；
可复种谷子、黍等
ｉｎ ｔｗｏ ｙｅａｒｓ 温和作物（不稳定）
Ｍｉｌｄ ｃｒｏｐｓ （ ｉｎｓｔａｂｌｅ）
３６００～４０００ １４０～１６０ 棉花种植北界，适宜晚熟冬小麦及玉米、高
粱；可复种糜子、葵花等小秋作物
一年一熟
Ｏｎｅ ｃｒｏｐ ｐｅｒ
温凉作物
Ｃｏｏｌ ｃｒｏｐｓ
３０００～３６００ １２０～１４０ 可种喜温、喜凉作物（玉米、谷子、马铃薯、甜
菜、春小麦），不能种植冬小麦
ｙｅａｒ 温寒作物
Ｃｏｌｄ ｃｒｏｐｓ
２５００～３０００ １００～１２０ 以耐寒作物为主（马铃薯、莜麦、胡麻以及
黍、谷和豆类等）
无粮作区
Ｎｏｎ⁃ｇｒｏｗｉｎｇ ａｒｅａ
高寒作物
Ａｌｐｉｎｅ ｐｌａｎｔｓ
＜２５００ ＜１００ 主要是树草植物，部分河谷、阳坡地可种植
耐寒作物
该表根据 ２０世纪 ８０年代初期农业气候资源区划材料整理 Ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ｗａｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｃｌｉｍａｔｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｒｅｇｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ
ｅａｒｌｙ １９８０ｓ．
图 ４　 山西省各作物种植带分布
Ｆｉｇ．４　 Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｒｏｐ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
Ａ：突变前 Ｂｅｆｏｒｅ ａｂｒｕｐｔ ｃｈａｎｇｅ； Ｂ：突变后 Ａｆｔｅｒ ａｂｒｕｐｔ ｃｈａｎｇｅ． Ⅰ： 温热作物带 Ｈｏｔ ｃｒｏｐｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ； Ⅱ： 温暖作物带Ｗａｒｍ ｃｒｏｐｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ
ｚｏｎｅ； Ⅲ： 温和作物带 Ｍｉｌｄ ｃｒｏｐｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ； Ⅳ： 温凉作物带 Ｃｏｏｌ ｃｒｏｐｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ； Ⅴ： 温寒作物带 Ｃｏｌｄ ｃｒｏｐｓ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ； Ⅵ： 高
寒作物带 Ａｌｐｉｎｅ ｐｌａｎｔｓ ｚｏｎｅ．
２􀆰 ３􀆰 ２对棉花可种植区的影响 　 根据棉花具有喜
温、喜光、生长发育需要较高的温度和较长的生长期
等特性，以及农业热量资源趋于丰富的事实，推测棉
花的可种植面积将在一定程度上扩大．基于这一思
路，利用棉花可种植指标分析农业热量资源变化引
起的山西省棉花种植区域的变化．从图 ５ａ 可以看
出，突变前可种植区域包含运城市全部、临汾市中
部、太原盆地中南部以及晋城市的西南和城区，突变
后可种植区扩大到临汾市西部⁃吕梁市东南部⁃太原
市中部⁃晋中市平川区⁃临汾市东部⁃晋城市中部一线
以南区域．突变前可种植面积为 ３．１×１０６ ｈｍ２，突变
后可种植面积增加 １．７×１０６ ｈｍ２，增加 ５４．５％．
２􀆰 ３􀆰 ３对马铃薯可种植区的影响 　 马铃薯喜冷凉，
在山西省的丘陵、山区广泛种植，是中国传统的马铃
薯种植优势区域之一，种植面积 ３３３３ ｈｍ２以上的主
产县达到 ２０个，基本形成雁门关、太行山、吕梁山三
大马铃薯优势产业带［２２］ ．然而，农业热量资源丰富
的趋势将会对马铃薯的种植产生影响．从图 ５ｂ 可以
看出，突变前临汾市西部⁃吕梁市东南部⁃太原市南
部⁃晋中市东部⁃临汾市东部⁃晋城市中部一线以北区
域均为马铃薯的可种植区域，突变后临汾市西部、吕
梁市中南部、太原市中部成为马铃薯的不宜种植区．
突变前可种植面积为 ８．９×１０６ ｈｍ２，突变后可种植面
积缩小 ２．７×１０６ ｈｍ２，缩小 ３０．５％．
０９７ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ５　 山西省棉花（ａ）和马铃薯（ｂ）可种植区域的变化
Ｆｉｇ．５　 Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｒｅａ ｆｏｒ ｃｏｔｔｏｎ （ａ） ａｎｄ ｐｏｔａｔｏ （ｂ） ｉｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．
Ⅰ： 可种植区 Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ａｒｅａ； Ⅱ： 变化区 Ｃｈａｎｇｅ ａｒｅａ； Ⅲ：不可种植区 Ｎｏ ｇｒｏｗｉｎｇ ａｒｅａ． 变化区表示突变后增加或减少的部分 Ｃｈａｎｇｉｎｇ ａｒｅａ ｒｅ⁃
ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｈｒｉｎｋ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｌｔｉｖａｂｌｅ ａｒｅａ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｍｕｔａｔｉｏｎ．
３　 小　 　 结
在气候变暖背景下，山西省积温增加、无霜期延
长、初霜冻日显著推后［２３］、终霜冻日显著提前［２４］，
农业热量资源趋于丰富．对棉花等喜温作物来说，可
延长其有效花蕾期，一定程度上减少霜后花的比例；
但对于马铃薯等喜冷凉作物，影响马铃薯生长发育
的主导气象因子是气温，高温对块茎的生长具有抑
制作用［２５］ ．因此，为提高热量资源的利用效率，各地
应因地制宜调整作物类型和品种，适当扩大喜温作
物种植面积；针对马铃薯的可种植区域尤其优势种
植区域，可适当调整播种日期，使块茎形成期避开高
温危害，从而达到高产稳产的目的．另外，温度升高
可导致农作物病害发生面积增加［２６］ ．对于这一点应
给以足够的重视，做好农作物病虫害的监测预警工
作，可在适当时候采取必要措施，减轻或避免病虫害
对农作物生长及农业生产的影响．
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ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ． Ⅲ．
Ｓｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌ ｃｈａｎｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｃｌｉ⁃
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１９７３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 钱锦霞等： 山西省农业热量资源变化特征及其对农业的影响　 　 　 　 　 　
ｃｕｌｔｕｒａｌ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ．
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蕾）． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｃｒｏｐ
ｄｉｓｅａｓｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ （生态学
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作者简介　 钱锦霞，女，１９６６ 年生，高级工程师．主要从事应
用气象研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｑｉａｎｊｘ＠ １２６．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
２９７ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷