全 文 ：气候变化背景下中国农业气候资源变化
吁.宁夏农业气候资源变化特征*
袁海燕1,2 摇 张晓煜1,2,3 摇 徐华军3,4 摇 杨晓光3**
( 1 宁夏气象防灾减灾重点实验室, 银川 750002; 2 宁夏气象科学研究所, 银川 750002; 3 中国农业大学资源与环境学院, 北
京 100193; 4 宁夏大学农学院, 银川 750021)
摘摇 要摇 基于 1961—2009 年宁夏 21 个气象站点的气象资料,分析了宁夏各区农业气候资源
的时空变化趋势.结果表明:研究期间,宁夏各地气温逐渐升高,呈北高南低的空间分布特征,
年均气温的气候倾向率为 0郾 4 益·(10 a) -1;大部分地区年降水量呈逐渐减少趋势,年降水量
的气候倾向率为 4郾 26 mm·(10 a) -1;无霜期和作物生长季天数随着气候变暖逐渐延长;
逸10 益积温在 3200 益·d以上的区域向南扩展,宁夏适宜种植中晚熟水稻的区域有所扩大;
2001—2009 年,宁夏大部分地区适宜种植冬小麦,全区各地几乎都适宜种植春小麦;宁夏南部
山区各地 7 月平均气温臆20 益的区域面积逐渐缩小,适宜种植马铃薯的地域也随之缩小.
关键词摇 宁夏摇 农业气候资源摇 气候倾向率摇 气候变化
文章编号摇 1001-9332(2011)05-1247-08摇 中图分类号摇 S162. 3摇 文献标识码摇 A
Changes of China agricultural climate resources under the background of climate change.
吁. Change characteristics of agricultural climate resources in Ningxia. YUAN Hai鄄yan1,2,
ZHANG Xiao鄄yu1,2,3, XU Hua鄄jun3,4, YANG Xiao鄄guang3 ( 1Ningxia Key Laboratory for Meteoro鄄
logical Disaster Prevention and Reduction, Yinchuan 750002, China; 2Ningxia Institute of Meteoro鄄
logical Science, Yinchuan 750002, China; 3College of Resources and Environment, China Agricul鄄
tural University, Beijing 100193, China; 4College of Agronomy, Ningxia University, Yinchuan
750021, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(5): 1247-1254.
Abstract: Based on the 1961-2009 weather data from 21 meteorological stations in Ningxia, this
paper analyzed the spatiotemporal variation trend of regional agricultural climate resources in Ningx鄄
ia, Northwest China. In 1961-2009, the air temperature in Ningxia increased gradually from south
to north, with the mean annual temperature increased by 0郾 4 益·(10 a) -1, while the annual pre鄄
cipitation in most regions decreased gradually, with a decrement 4郾 26 mm·(10 a) -1 . Both the
frost鄄free period and the duration of crop growth season prolonged. The regions with 逸10 益 accu鄄
mulated temperature being 逸3200 益·d extended southwardly, and thereby, the regions adaptive
for planting mid and late rice increased. In 2001-2009, most regions were adaptive for plating win鄄
ter wheat, and the whole Ningxia was adaptive for plating spring wheat. In the southern mountain
regions, the region with mean temperature in July being 臆20 益 decreased gradually, and accord鄄
ingly, the regions adaptive for planting potato decreased.
Key words: Ningxia; agricultural climate resources; climate trend rate; climate change.
*国家重点基础研究发展计划项目(2010CB951502)、公益性行业科
研专项(200903003,GYHY200806021)和国家科技基础性工作专项
(2007FY120100)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yangxg@ cau. edu. cn
2010鄄10鄄15 收稿,2011鄄02鄄26 接受.
摇 摇 气候变化是当今全球最严峻的环境问题之一,
引起了世界各国政府和学术界的极大关注.据统计,
1906—2005 年间全球平均气温上升了 0郾 74 益,
1956—2005 年间的升温幅度是 1906—2005 年间的
2 倍[1] . 20 世纪,中国年均气温的升幅略高于全球
平均水平[2] .气候变化将对大多数发展中国家的农
业产生不利影响[3],因此,气候变化对农业生产的
影响程度和范围以及应对措施等是目前国内外学者
研究的热点[4-7] . 近年来,在气候变化背景下,宁夏
境内极端天气气候事件(如干旱、暴雨、高温、持续
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 5 月摇 第 22 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2011,22(5): 1247-1254
低温阴雨 /雪等)频繁发生,对小麦、水稻、玉米等作
物的生长、发育和产量以及种植制度、作物品种和作
物病虫害等均产生了重大影响. 许多学者就气候变
化对宁夏气候[8-12]、农牧业[13-17]等方面的影响进行
了大量研究.
农业生产是一个对自然条件尤其是对气候条件
依赖性很强的系统[18],而农业气候资源(主要包括
光、热、水三大部分)又是农业生产中极其重要的自
然资源.了解气候变化对农业气候资源的影响,从而
分析农业生产中可能发生的各种变化及后果,是气
候变化影响农业生产研究的首要问题[19] . 为此,本
文在分析 1961—2009 年宁夏农业气候资源变化趋
势的基础上,研究了该区作物适宜种植区界限年代
际变化特点,以期为作物的科学布局提供参考.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
宁 夏 回 族 自 治 区 ( 35毅 25忆—39毅 25忆 N,
104毅10忆 —107毅30忆 E)地处中国西北东部,南接甘
肃,东连陕西,西、北部与内蒙古相邻,面积 6郾 64 伊
104 km2 .该区属温带大陆性半干旱气候,干旱少雨、
风大沙多、日照充足、蒸发强烈,冬寒长、春暖快、夏
热短、秋凉早,气温年、日较差大,无霜期短而多变.
年均气温 5郾 4 益 ~ 10郾 0 益,年降水量 169郾 5 ~
611郾 8 mm,降水分布不均,由南向北递减;年日照时
数2800 h,无霜期148 d,是中国日照和太阳辐射最
充足的地区之一. 主要气象灾害有干旱、霜冻、干热
风和冰雹等.
1郾 2摇 数据来源
本文数据包括 1961—2009 年宁夏 26 个气象台
站(其中,2 个高山站略去,3 个站点资料不全舍去)
中 21 个站点(图 1)的逐日气象资料(包括平均气
温、地温、降水量等).这 21 个气象站点被划分为引
黄灌区(11 个站点)、中部干旱带(6 个站点)和南部
山区(4 个站点).
1郾 3摇 研究方法
1郾 3郾 1 稳定通过界限温度的起止日期的确定摇 界限
温度起止日期的求算采用五日滑动平均法[20] .本文
将日均气温稳定通过 0 益的持续日数定义为气候学
的作物生长季,即某地区一年内作物可能生长的时
期[21];将日最低地温稳定通过 2 益的持续日数定义
为无霜期;日均气温稳定通过 10 益的持续日数为喜
温作物温度生长期.
1郾 3郾 2 气候倾向率 摇 用 X i 表示样本量为 n 的某一
气候变量,用 t 表示 X i 所对应的时间,建立 X i 与 t
之间的一元线性回归方程[22-23]:
x^i = a + bti 摇 ( i = 1,2,…,n ) (1)
式中:a为回归常数;b为回归系数. a 和 b 可用最小
二乘法进行估计.以 b的 10 倍作为气候要素气候倾
向率.
1郾 4摇 数据处理
整理 21 个站点 1961—2009 年年均气温、1 月
(最冷月)和 7 月 (最热月)平均气温、逸0 益 和
逸10 益活动积温、年降水量、作物生长季天数和无
霜期,然后以10 a为界限算出年代平均值,再采用反
距离权重插值法( inverse distance weighted interpola鄄
tion,IDW)对气象数据进行插值并形成空间分布图,
分别作出 20 世纪 60 年代、70 年代、80 年代、90 年
代以及 2001—2009 年各气象要素分布图,最后分
析、比较各要素的时空变化情况(为比较明显地区各
要素的年代变化,本文所有分布图只选用 20 世纪 60
年代、80年代和 2001—2009 年进行比较),将各要素
的年均值进行线性回归分析得出其气候倾向率.
由于宁夏山地丘陵较多,所用数据均先通过海
拔订正.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 年均气温的变化
热量资源是农业生产的主要决定因素,直接决
定作物的分布和生长季的长短.由表 1 可以看出,随
着时间的推移,宁夏各地气温逐渐升高,且呈北高南
图 1摇 研究区及其气象站点分布
Fig. 1摇 Study area and distribution of meteorological stations.
8421 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
表 1摇 研究区 1961—2009 年不同年代的年均气温变化
Table 1摇 Changes of mean annual temperature of different
years from 1961 to 2009 in the study area(益)
年 代
Years
引黄灌区
Yellow river
basin
中部干旱带
Central
arid zone
南部山区
Southern
mountain area
1960s 8郾 5 6郾 4 5郾 6
1970s 8郾 6 7郾 6 5郾 6
1980s 8郾 9 7郾 8 5郾 6
1990s 9郾 5 8郾 4 6郾 2
2001—2009 10郾 2 8郾 8 6郾 8
低分布. 20 世纪 60 年代宁夏年均气温在5郾 6 益 ~
8郾 5 益;20 世纪 80 年代引黄灌区年均气温较 60 年
代增加了 0郾 4 益,中部干旱带升温明显,增加了
1郾 4 益;2001—2009 年全区各地气温持续升高,与
20 世纪 80 年代相比,引黄灌区平均增温1郾 3 益,中
部干旱带平均升温1郾 0 益,南部山区增温1郾 2 益 .
摇 摇 1961—2009 年,宁夏年均气温的气候倾向率为
0郾 4 益·(10 a) -1,其中,位于中部干旱带的韦州升
温最明显,气候倾向率为 0郾 83 益·(10 a) -1,而灵武
的升温幅度最小,气候倾向率为 0郾 18 益·(10 a) -1
(表 2).
2郾 2摇 最冷月、最热月平均气温的变化
2郾 2郾 1 最冷月平均气温 摇 随着年代的推进,受全球
气候变暖的影响,研究区最冷月平均气温逐渐升高
(表 3),其中, 20 世纪 60 年代,宁夏全区最冷月呈
南暖北冷趋势,月平均气温在-8郾 2 益 ~ -8郾 7 益;20
世纪 80 年代,全区最冷月平均气温在-7郾 8 益 ~
-7郾 3 益,与 20 世纪 60 年代相比,灌区最冷月平均
气温上升了 1郾 2 益,中部干旱带增温1郾 4 益,南部山
区增温0郾 4 益;进入 21 世纪后,气候继续增暖,与 20
世纪 80 年代相比,灌区最冷月平均气温增加
0郾 9 益,中部干旱带升温 0郾 3 益,南部山区增温
0郾 8 益 .研究期间,全区最冷月年均气温的气候倾向
率为 0郾 4 益·(10 a) -1(表 2).
摇 摇 1 月平均气温是影响冬小麦正常生长和产量形
成的主要因素之一. 有研究表明,1 月平均气温
逸-8郾 0 益时,冬小麦越冬成活率较高,能够获得较
表 2摇 研究区 1961—2009 年农业气候资源的气候倾向率
Table 2摇 Climate trend rate of agricultural climate resources from 1961 to 2009 in the study area
研究区
Study area
气象站
Meteorological
station
气候倾向率 Climate trend rate
年均气温
Mean annual
temperature
[益·
(10 a) -1]
1 月均温
Mean
temperature
in January
[益·
(10 a) -1]
7 月均温
Mean
temperature
in July
[益·
(10 a) -1]
年降水量
Annual
precipitation
[mm·
(10a) -1]
逸0 益积温
逸0 益
accumulated
temperature
[益·d·
(10 a) -1]
逸10 益积温
逸10 益
accumulated
temperature
[益·d·
(10 a) -1]
无霜期天数
Days of
frost鄄free
period
[d·
(10 a) -1]
生长季天数
Days of
growth
season
[d·
(10 a) -1]
引黄灌区 陶乐 Taole 0郾 40 0郾 55 0郾 20 2郾 11 130郾 07 108郾 85 5郾 34 6郾 19
Yellow river 惠农 Huinong 0郾 43 0郾 51 0郾 30 1郾 59 100郾 37 84郾 40 5郾 24 2郾 72
basin 平罗 Pingluo 0郾 54 0郾 65 0郾 39 3郾 06 134郾 31 123郾 13 6郾 15 3郾 73
贺兰 Helan 0郾 45 0郾 61 0郾 32 -3郾 79 112郾 75 97郾 84 4郾 20 2郾 85
银川 Yinchuan 0郾 43 0郾 55 0郾 27 -1郾 84 94郾 32 78郾 63 2郾 71 1郾 61
永宁 Yongning 0郾 50 0郾 54 0郾 42 -5郾 05 177郾 56 149郾 94 3郾 87 6郾 42
灵武 Lingwu 0郾 18 0郾 29 0郾 01 -4郾 13 27郾 18 111郾 90 0郾 74 1郾 00
吴忠 Wuzhong 0郾 56 0郾 48 0郾 46 -1郾 82 160郾 89 144郾 19 4郾 04 4郾 00
青铜峡 Qingtongxia 0郾 44 0郾 47 0郾 32 -1郾 45 128郾 67 109郾 01 3郾 79 3郾 33
中宁 Zhongning 0郾 35 0郾 32 0郾 21 -9郾 40 79郾 11 70郾 53 2郾 45 2郾 31
中卫 Zhongwei 0郾 33 0郾 28 0郾 18 -1郾 32 78郾 33 65郾 61 4郾 60 2郾 05
中部干旱带 盐池 Yanchi 0郾 33 0郾 26 0郾 26 2郾 50 76郾 41 67郾 94 3郾 79 3郾 51
Central arid 同心 Tongxin 0郾 43 0郾 54 0郾 20 -7郾 34 89郾 81 85郾 60 5郾 06 3郾 10
zone 韦州 Weizhou 0郾 83 0郾 45 0郾 09 15郾 23 97郾 25 103郾 81 4郾 95 2郾 13
兴仁 Xingren 0郾 37 0郾 42 0郾 19 -3郾 99 75郾 93 58郾 66 7郾 50 4郾 07
海原 Haiyuan 0郾 36 0郾 22 0郾 28 -8郾 44 103郾 49 100郾 13 -0郾 75 3郾 85
麻黄山 Mahuangshan 0郾 31 0郾 24 0郾 26 -10郾 50 83郾 45 68郾 06 2郾 27 3郾 91
南部山区 固原 Guyuan 0郾 38 0郾 29 0郾 32 -19郾 58 113郾 54 105郾 02 5郾 20 4郾 82
Southern 西吉 Xiji 0郾 32 0郾 25 0郾 27 -14郾 91 74郾 85 84郾 21 6郾 25 2郾 93
mountain 隆德 Longde 0郾 28 0郾 31 0郾 21 -14郾 41 70郾 65 63郾 59 5郾 33 4郾 23
area 泾源 Jingyuan 0郾 26 0郾 20 0郾 17 -5郾 89 96郾 37 80郾 62 3郾 54 7郾 24
平均值 Mean 0郾 40 0郾 40 0郾 25 -4郾 26 100郾 25 93郾 41 4郾 11 3郾 62
94215 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 袁海燕等: 气候变化背景下中国农业气候资源变化吁.宁夏农业气候资源变化特征摇 摇 摇 摇
表 3摇 研究区 1961—2009 年不同年代的 1 月和 7 月平均气温的变化
Table 3摇 Changes of mean temperature in January and July of different years from 1961 to 2009 in the study area(益)
年 代
Years
引黄灌区 Yellow river basin
1 月 January 7 月 July
中部干旱带 Central arid zone
1 月 January 7 月 July
南部山区 Southern mountain area
1 月 January 7 月 July
1960s -8郾 7 23郾 2 -8郾 7 21郾 6 -8郾 2 17郾 7
1970s -8郾 2 23郾 0 -8郾 0 21郾 3 -8郾 2 17郾 6
1980s -7郾 5 23郾 3 -7郾 3 21郾 7 -7郾 8 17郾 5
1990s -7郾 4 23郾 8 -7郾 2 21郾 9 -7郾 8 18郾 3
2001—2009 -6郾 6 24郾 2 -7郾 0 22郾 2 -7郾 0 18郾 6
高产量;当 1 月平均气温臆-9郾 0 益时,冬小麦越冬
死苗严重,产量锐减[24] .受气候变暖影响,研究期间
宁夏最冷月月平均气温-8郾 0 益等温线北界和海拔
高度上界均明显扩大,海拔高度上界上升了 600 ~
800 m;20 世纪 80 年代以后,宁夏大部分地区 1 月
平均气温高于-8郾 0 益;2000 年后,宁夏绝大部分地
区都适宜种植冬小麦(图 2A).
2郾 2郾 2 最热月平均气温 摇 1961—2009 年,宁夏各地
7 月平均气温在17郾 7 益 ~ 23郾 2 益,呈上升趋势,其
中,引黄灌区的升温幅度最大,达1郾 0 益(表 3),7 月
平均气温的气候倾向率为 0郾 25 益·(10 a) -1(表
2). 20 世纪 60 年代,中部干旱带的麻黄山、海原南
部和南部山区 7 月平均气温不足20 益;80 年代以
后,全区大部分地区气温呈增加趋势,麻黄山一带 7
月平均气温上升至 20 益 以上,使中部干旱带
逸20 益的区域较 20 世纪 60 年代向南略有推进;
2001—2009 年全区 7 月平均气温增至18郾 6 益 ~
24郾 2 益,逸20 益的区域面积比 20 世纪 80 年代明显
扩大(图 2B).
7 月是水稻孕穗抽穗的关键时期,7 月平均气温
逸22 益有利于中晚熟水稻生长,可获得较高产量;
当 7 月平均气温臆18 益时,水稻抽穗、灌浆将受到
严重影响,空秕率增加,产量降低[24] . 由图 2B 可以
看出,研究期间,宁夏引黄灌区均适宜种植中晚熟水
稻.马铃薯块根膨大期的适宜温度在15 益 ~ 20 益 .
2000 年以后,宁夏南部山区 7 月平均气温臆20 益的
区域明显缩小,导致适宜种植马铃薯的区域从海原
西南大部收缩到中部(图 2B).
2郾 3摇 积温的变化
积温是表征地区热量的标尺,常被作为气候区
图 2摇 20 世纪 60 年代(a)、80 年代(b)、2001—2009 年(c)宁夏最冷月(A)和最热月(B)平均气温(益)的空间分布
Fig. 2摇 Spatial distribution of mean temperature in the coldest month (A) and the hottest month (B) during the 1960s (a), 1980s
(b) and 2001-2009 (c) in Ningxia.
0521 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
划和农业气候区划的热量指标,以衡量该地区的热
量条件能否满足作物生长发育的需要.
2郾 3郾 1 逸0 益积温摇 1961—2009 年,研究区逸0 益积
温呈持续升高趋势(表 4). 20 世纪 60 年代,宁夏各
地逸0 益 积温在 2645郾 6 ~ 3706郾 0 益 ·d,2001—
2009 年增至 3029郾 9 ~ 4156郾 1 益·d. 研究期间,宁
夏逸0 益积温逸2800 益·d的区域在空间分布上呈
明显扩大趋势(图 3). 20 世纪 60 年代,除南部山区
的中南大部外,其他各地逸0 益积温均逸2800 益·
d;20 世纪 80 年代,逸0 益积温逸2800 益·d 的区
域较 20 世纪 60 年代略呈南移东扩趋势;2001—
2009 年,除南部山区的隆德地区逸0 益积温略低于
2800 益·d外,其他各地均高于 2800 益·d,且向南
推移了150 km左右.研究期间,宁夏逸0 益积温的气
候倾向率为 100郾 3 益·d·(10 a) -1(表 2).
当逸0 益积温逸2800 益·d 时,春小麦生长较
好,产量较高. 1961—2000 年,宁夏南部山区的西南
大部不适宜种植春小麦;随着气候变暖,2001—2009
年,除隆德外,其他地区均可种植春小麦.
2郾 3郾 2 逸10 益积温摇 1961—2009 年,研究区逸10 益
积温同样呈南低北高的分布特征(图 3). 20 世纪 60
年代,宁夏各地逸10 益 积温在 1969郾 3 ~ 3203郾 7
益·d,80 年代后逐渐增加, 2001—2009 年增至
2276郾 6 ~ 3601郾 9 益·d(表 4).研究期间,逸10 益积
温的气候倾向率为 93郾 4 益·d·(10 a) -1(表 2).
有研究表明 ,宁夏灌区水稻生育期间所需
表 4摇 研究区 1961—2009 年不同年代的逸0 益和逸10 益积温的变化
Table 4摇 Changes of accumulated temperature of 逸0 益 and 逸10 益 of different years from 1961 to 2009 in the study area
(益·d)
年 代
Years
引黄灌区 Yellow river basin
逸0 益积温
逸0 益 accumulated
temperature
逸10 益积温
逸10 益 accumulated
temperature
中部干旱带 Central arid zone
逸0 益积温
逸0 益 accumulated
temperature
逸10 益积温
逸10 益 accumulated
temperature
南部山区 Southern mountain area
逸0 益积温
逸0 益 accumulated
temperature
逸10 益积温
逸10 益 accumulated
temperature
1960s 3706郾 0 3203郾 7 3407郾 2 2783郾 1 2645郾 6 1969郾 3
1970s 3707郾 8 3186郾 3 3405郾 8 2757郾 6 2702郾 8 1925郾 1
1980s 3814郾 1 3280郾 6 3456郾 2 2813郾 9 2701郾 7 2010郾 1
1990s 3947郾 5 3346郾 5 3550郾 2 2910郾 7 2828郾 5 2156郾 9
2001—2009 4156郾 1 3601郾 9 3719郾 2 3031郾 1 3029郾 9 2276郾 6
图 3摇 20 世纪 60 年代(a)、80 年代(b)、2001—2009 年(c)宁夏逸0 益和逸10 益积温的空间分布
Fig. 3摇 Spatial distribution of 逸0 益, 逸10 益 accumulated temperature during the 1960s (a), 1980s (b) and 2001-2009 (c) in Ningxia.
15215 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 袁海燕等: 气候变化背景下中国农业气候资源变化吁.宁夏农业气候资源变化特征摇 摇 摇 摇
逸10 益积温在 3000 益 ·d 左右;当逸10 益积温
3200 益·d时,水稻产量较高;当逸10 益积温<2800
益·d时,水稻不能正常成熟[24] .研究期间,宁夏中
部干旱带和南部山区热量条件不能满足水稻的正常
生长,不适宜种植水稻;逸10 益积温逸2800 益·d
和逸3200 益·d 的分布区域随年代变化均呈南移
东扩、逐年代增加的变化趋势,尤其是 3200 益·d
积温带明显南移,说明研究区适宜种植中晚熟水稻
的面积明显扩大(图 3).
2郾 4摇 年降水量的变化
降水是农业水资源的主要来源.研究期间,宁夏
各地年降水量在 174 ~ 529 mm,降水年际变化较大,
地域分布不均匀;年降水量呈南多北少,且总体呈减
少趋势(表 5). 20 世纪 60 年代,全区年均降水量在
189 ~529 mm;20世纪 70 年代在 177 ~ 468 mm;20 世
纪 80年代在 179 ~499 mm,较 20世纪 60年代有所减
少,但多于 20 世纪 70 年代;20 世纪 90 年代,年均降
水量在 174 ~462 mm;2001—2009年在180 ~468 mm,
除中部干旱带与 20世纪 90 年代持平外,其他地区均
略高于 20 世纪 90 年代.研究期间,宁夏全区年降水
量的气候倾向率为4郾 26 mm·(10 a) -1,与陈晓光
等[25-26]的研究结果一致.
表 5摇 研究区 1961—2009 年不同年代的年降水量变化
Table 5摇 Changes of annual precipitation of different years
from 1961 to 2009 in the study area (mm)
年 代
Years
引黄灌区
Yellow river
basin
中部干旱带
Central
arid zone
南部山区
Southern
mountain area
1960s 189 303 529
1970s 177 266 468
1980s 179 296 499
1990s 174 296 462
2001—2009 180 284 468
摇 摇 小麦为喜凉作物,其全生育期要求有较好的水
分条件.年降水量逸450 mm能够满足小麦种植的水
分需求;年降水量<350 mm,不能保证小麦正常生长
发育及产量形成.自然条件下,研究区只有南部山区
的年降水可以满足春小麦生长,但由于引黄灌区有
充足的灌溉条件,加之中部干旱带部分地区(固海
扬灌区)也有较便利的灌溉条件,因此,仅宁夏北部
非灌区、中部干旱带大部和南部山区的阴湿带等地
区不适宜春小麦种植.
在干旱少雨的宁夏地区,当年降水量逸350 mm
时,土壤水分能满足牧草的生长需要;当年降水量
逸450 mm时,则可满足所有作物和牧草生长对水分
的需求.从图 4 可以看出, 与 20 世纪 60 年代相比,
2001—2009 年研究区年降水量逸350 mm的区域没
有明显变化,年降水量逸450 mm的区域则向南推
进,北界已从原州区北部推进到原州区南部和彭阳
中部,向南推进约 60 ~ 70 km,使宁夏年降水量高值
区面积明显缩小.
2郾 5摇 无霜期的变化
与气温变化趋势相似,宁夏各地无霜期天数随
着时间的推移呈增加趋势,且表现出南短北长的分
布(表 6). 20 世纪 60 年代,研究区年均无霜期在
115 ~ 153 d;20 世纪 70 年代略有缩短;20 世纪 80
年代,无霜期日数明显增加;2001—2009 年,无霜期
延长至 134 ~ 166 d.研究期间,宁夏年无霜期的气候
倾向率为 4郾 11 d·(10 a) -1(表 2).
2郾 6摇 作物生长季天数的变化
宁夏作物生长季日数受气候变暖影响较明显,
表现为南短北长的分布趋势(表 7). 20 世纪 60 年
代,作物生长季日数为 220 ~ 245 d,2001—2009 年
延长至 244 ~ 260 d.研究期间,宁夏作物生长季日数
的气候倾向率为 3郾 62 d·(10 a) -1(表 2).
图 4摇 20 世纪 60 年代(a)、80 年代(b)、2001—2009 年(c)宁夏年降水量的空间分布
Fig. 4摇 Spatial distribution of annual precipitation during the 1960s (a), 1980s (b) and 2001-2009 (c) in Ningxia.
2521 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
表 6摇 研究区 1961—2009 年不同年代的无霜期天数的变化
Table 6 摇 Changes of days of frost鄄free period of different
years from 1961 to 2009 in the study area (d)
年 代
Years
引黄灌区
Yellow river
basin
中部干旱带
Central
arid zone
南部山区
Southern
mountain area
1960s 153 145 115
1970s 146 138 118
1980s 157 152 132
1990s 157 151 131
2001—2009 166 152 134
表 7摇 研究区 1961—2009 年不同年代的作物生长季日数的
变化
Table 7摇 Changes of days of crop growth season of differ鄄
ent years from 1961 to 2009 in the study area (d)
年 代
Years
引黄灌区
Yellow
river basin
中部干旱带
Central
arid zone
南部山区
Southern
mountain area
1960s 245 238 220
1970s 248 241 229
1980s 250 243 232
1990s 254 245 231
2001—2009 260 254 244
3摇 结摇 摇 论
1961—2009 年,在全球气候变暖的背景下,宁
夏大部分地区的热量资源和降水资源都发生了明显
变化,主要表现为:气温(年均气温和最冷、最热月
的月均气温以及积温)逐渐升高,且呈北高南低分
布;大部分地区年降水量逐渐减少;无霜期、作物生
长季日数自南向北不断延长,且持续时间逐渐增加;
最热月逸20 益平均气温的区域以及逸10 益积温
逸3200 益·d区域面积的扩大,使引黄灌区有更多
区域可能种植中晚熟水稻;2001—2009 年,宁夏 1
月平均气温 >-8郾 0 益,大部分地区适宜种植冬小
麦,春小麦基本遍及全区;宁夏南部山区各地 7 月平
均气温臆20 益区域面积逐渐缩小,适宜种植马铃薯
的地域也随之减小,由海原西南大部收缩到中部.
研究期间,宁夏气候要素的变化对农业生产有
利有弊.热量资源更加丰富,积温增加、生长季和无
霜期的延长,不仅有利于喜温作物水稻种植区的扩
大,还有助于提高宁夏作物复种指数和喜温作物产
量.冬季温度升高有利于冬小麦北移、冬麦收获后茬
移栽或种植水稻及其他粮食、蔬菜、油料、青贮作物
等,在宁夏引黄灌区实现了“一年两熟冶,为研究区
探索新的种植制度提供了契机. 但温度升高不利于
马铃薯等喜凉作物生长和高产,导致宁夏适宜马铃
薯生产的区域面积逐渐缩小. 年降水量的持续偏少
使宁夏干旱化加剧,水资源形势严峻.水分将成为宁
夏南部山区农业发展的主要限制性因素,如何在保
护和节约水资源的基础上推动农业的可持续发展,
将成为宁夏农业生产面临的新课题.目前,宁夏日照
时数和蒸发量的降低以及大气 CO2 浓度的增加对
作物生长发育的影响还有很多不确定性,尚需深入
研究.
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作者简介摇 袁海燕,女,1978 年生,工程师.主要从事旱地农
业、作物气象、遥感应用研究. E鄄mail: yhysnow@ yahoo. com.
cn
责任编辑摇 杨摇 弘
4521 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷