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摘要 根据恭城县1971—2020年的逐月平均气温、降水和日照时数资料，采用线性倾向估计法、累积距平法、M-K突变检验法，对恭城县近50年的气候变化特征进行了统计分析。结果表明，近50年来，恭城县年平均气温上升趋势明显，其中春、冬季增温尤为显著。年降水量呈现波动趋势，年际变化较大，年代际变化明显，以9～13年的周期旱涝交替为主要特征，其中夏季降水量增多趋势明显。年日照时数明显减少，突变点在1980—1981年，其中夏、秋季日照时数减少趋势显著。
关键词 恭城;气候变化;分析
中图分类号：P461 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）05–0028–03
恭城瑶族自治县（简称恭城县）位于广西东北部，桂林市东南部，地处北纬24°37′～25°17′，东经110°36′～111°10′之间。恭城县属中亚热带季风气候，温暖湿润，热量充足，无霜期长，雨量丰沛，干湿分明，夏长冬短，春秋期长。近年来，广西暴雨洪涝、干旱灾害频率增加，高温热害、极端强降水、强对流等天气事件增多，气象灾害造成的损失日趋严重[1-4]。通过对1971—2020年恭城县平均气温、降水和日照的气候资料进行统计分析，找出近50年恭城县气候变化的主要特征和规律，确定其对当地农业生产的利弊影响，以期为农业生产提供气候方面的科学依据。
1 资料与方法
采用一元线性回归、累积距平、M-K突变检验等气候统计方法，选用1971—2020年恭城县逐月平均气温、逐月降水量、逐月日照时数等气象资料作为研究对象，对平均气温、降水量、日照时数的年变化规律以及四季变化规律作出分析。季节划分标准为春季3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月、冬季12月—次年2月。
2 结果与分析
2.1 气温变化特征分析
2.1.1 平均气温年际变化特征分析 1971—2020年恭城县年平均气温为20.0℃，其中2007年、2009年、2017年、2020年平均气温并列最高，为20.9℃，1984年平均气温最低，为18.8℃，两者相差2.1℃。近50年恭城县年平均气温呈波动上升趋势，且上升分段情况明显：1971—1997年平均气温基本低于历年平均值，1998—2020年平均气温基本高于历年平均值，前后两时段的平均气温分别为19.7 ℃、20.4 ℃，两者相差0.7℃（图1）。对近50年来的年平均气温进行线性拟合，得到恭城县年平均气温以 0.236℃/10 a的速率上升，通过0.05水平显著性检验，明显高于1961—2015年广西年平均气温变化速率0.143℃/10 a。由M-K突變检验结果可知，除了1976年、1977年、1984—1986年，其余年份UF值始终大于0值，且在2003年以后，UF值始终超过0.05显著性水平临界线，说明恭城县年平均气温呈现显著上升趋势。
2.1.2 平均气温季节变化特征分析 由表1可知，1971—2020年四季的平均温度均呈上升趋势，气候倾向率分别为 0.307℃/10 a、0.115℃/10 a、0.245℃/10 a、0.324℃/10 a，均通过0.05水平显著性检验，春、冬季增温趋势十分显著，秋季次之，夏季增温趋势较小。
2.2 降水变化特征分析
2.2.1 降水年际变化特征分析 1971—2020年恭城县年平均降水量为1 517.5 mm，其中年降水量最大值为2 133.2 mm，出现在2015年，年降水量最小值为1 002.9 mm，出现在2011年，二者相差1 130.3 mm。从图2可以看出，近50年恭城县年降水量整体趋势不明显，趋势方程的相关系数r只有0.05，未通过0.05水平显著性检验，说明近50年恭城县年降水量呈现波动趋势，年际变化较大。1971—2020年恭城县年降水量累积距平具有明显的周期性变化，经历了增多-减少-增多-减少-增多的变化趋势，以9～13年的周期旱涝交替为主要特征，年代际变化明显。1971—1983年、1993—2002年、2012—2020年累积距平呈波动上升趋势，为降水偏多期;1984—1992年、2003—2011年累积距平呈下降趋势，为降水偏少期;此变化规律与罗红磊[5]、何洁琳[6]等研究结果基本一致。
2.2.2 降水量季节变化特征分析 1971—2020年四季的平均降水量分别为589.1、568.5、176.6、182.5 mm，春、夏季平均降水量十分相近，秋、冬季平均降水量相当。四季降水量的气候倾向率分别为-4.863 mm/10 a、11.264 mm/10 a、-2.59 mm/10 a、2.844 mm/10 a，均未通过0.05水平显著性检验，夏季降水量的增多趋势最为明显，其次冬季降水有略微增长趋势，而春、秋季降水量有小幅减少趋势。
2.3 日照时数变化特征分析
2.3.1 日照时数年际变化特征分析 1971—2020年恭城县年平均日照时数为1 479.4 h，其中1971年日照时数为1 910.5 h，为历年最高值，1997年日照时数仅为1 075.3 h，为历年最低值，两者相差835.2 h。由图3看出，近50年恭城县年日照时数呈波动减少趋势，气候倾向率为-57.6 h/10 a，通过了0.05水平显著性检验。由M-K突变检验结果可知，UF值均维持在0值以下，20世纪70年代UF值波动较大，1981—1992年UF值在0.05显著性水平临界线上下波动，1993年以后UF值始终超过了0.05显著性水平临界线，说明恭城县年日照时数减少趋势显著。在显著性水平0.05的临界线之间，UF和UB曲线相交，突变点位于1980—1981年。突变前，1971—1980年平均日照时数为1 666.4 h，突变后，1981—2020年平均日照时数为1 432.7 h，前后相差233.7 h。 2.3.2 日照时数季节变化特征分析 对近50年四季的日照时数进行线性拟合，结果如表2所示，夏、秋、冬季日照时数均随年份增加呈减少趋势，气候倾向率分别为-24.837 h/10 a、-20.746 h/10 a、-7.313 h/10 a，且夏、秋季日照时数减少趋势显著，冬季减幅较小，春季日照时数随年份增加呈略微增长趋势，气候倾向率为1.079 h/10 a。
3 结论与讨论
3.1 结论
（1）近50年恭城县年平均气温显著升高，气候倾向率为 0.236℃/10 a，2003年以来增温尤为显著。四季的平均气温均呈上升趋势，春、冬季增温最为明显，秋季次之，夏季增温幅度较小。
（2）年降水量呈现波动趋势，年际变化较大，年代际变化明显，以9～13年的周期旱涝交替为主要特征。1971—1983年、1993—2002年、2012—2020年为降水偏多期，1984—1992年、2003—2011年为降水偏少期。夏季降水量增多趋势明显，冬季小幅增多，而春、秋季降水量有小幅减少趋势。
（3）年日照时数明显减少，气候倾向率为-57.6 h/10 a，突变点在1980—1981年，突变后與突变前年日照时数相差233.7 h。夏、秋季日照时数减少趋势显著，冬季减幅较小，春季日照时数呈略微增长趋势。
3.2 讨论
恭城县年平均气温显著升高，热量资源增加，光照资源减少，而水资源年际变化较大，时空分布不均匀，气候变化对农业生产有利有弊。春季气温偏高，降水略减少，春播期的低温阴雨天气可能减少，晴好天气有利于春收作物、水果采收上市及蔬菜作物生长。夏季降水增多、时空分布不均，持续高温、强对流天气、暴雨洪涝等极端天气事件频率可能增加，将导致作物品质和产量下降，不利于农业生产发展[7]。秋季气温偏高、降水减少，可能使干旱加剧，不利于月柿果实膨大和着色，影响作物品质和产量，但对月柿采收晾晒有利[8]。冬季增温明显，且降水量呈小幅增多趋势，良好的光温条件和充足的降水将为冬作物提供适宜的生长环境，减少低温冷害损失，但暖冬气候也适合病虫害繁殖，会使病虫害的地理范围扩大， 危害期延长[9-11]。总之，近50年恭城县的气候变化对农业生产有较大影响，还需要进一步研究。
参考文献
[1] 陆虹，陈思蓉，郭媛，等.近50年华南地区极端强降水频次的时空变化特征[J].热带气象学报， 2012， 28（2）： 219-227.
[2] 黎琮炜，覃卫坚，高安宁.1961-2013年广西洪涝灾害时空分布特征及成因[J].气象研究与应用， 2015， 36（1）： 80-85.
[3] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].第二版.北京：气象出版社， 2007.
[4] 周广胜.气候变化对中国农业生产影响研究展望[J].气象与环境科学， 2015， 38（1）： 80-94.
[5] 罗红磊，何洁琳，李艳兰，等.气候变化背景下影响广西的主要气象灾害及变化特征[J]. 气象研究与应用， 2016， 37（1）： 10-14.
[6] 何洁琳，谢敏，黄卓，等.广西气候变化事实[J]. 气象研究与应用， 2016， 37（3）： 11-15.
[7] 廖雪萍，黄梅丽，雍阳阳，等.气候变化对广西农业影响的研究进展与展望[J].气象研究与应用， 2020， 41（4）： 72-80.
[8] 范方福.恭城县月柿生长气象条件分析及气象灾害防御[J]. 农业灾害研究， 2019， 9（1）： 27-29， 94.
[9] 廖雪萍，刘一江，李耀先，等.未来气候情景下广西冬季农业气候生产潜力的变化特征[J]. 西南农业学报， 2017， 30（2）： 438-443.
[10] 孙华，何茂萍，胡明成.全球变化背景下气候变暖对中国农业生产的影响[J].中国农业资源与区划， 2015， 36（7）： 51-57.
[11] 李祎君，王春乙，赵蓓，等.气候变化对中国农业气象灾害与病虫害的影响[J].农业工程学报， 2010， 26（S1）： 263-271.
责任编辑：黄艳飞
关键词 恭城;气候变化;分析
中图分类号：P461 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）05–0028–03
恭城瑶族自治县（简称恭城县）位于广西东北部，桂林市东南部，地处北纬24°37′～25°17′，东经110°36′～111°10′之间。恭城县属中亚热带季风气候，温暖湿润，热量充足，无霜期长，雨量丰沛，干湿分明，夏长冬短，春秋期长。近年来，广西暴雨洪涝、干旱灾害频率增加，高温热害、极端强降水、强对流等天气事件增多，气象灾害造成的损失日趋严重[1-4]。通过对1971—2020年恭城县平均气温、降水和日照的气候资料进行统计分析，找出近50年恭城县气候变化的主要特征和规律，确定其对当地农业生产的利弊影响，以期为农业生产提供气候方面的科学依据。
1 资料与方法
采用一元线性回归、累积距平、M-K突变检验等气候统计方法，选用1971—2020年恭城县逐月平均气温、逐月降水量、逐月日照时数等气象资料作为研究对象，对平均气温、降水量、日照时数的年变化规律以及四季变化规律作出分析。季节划分标准为春季3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月、冬季12月—次年2月。
2 结果与分析
2.1 气温变化特征分析
2.1.1 平均气温年际变化特征分析 1971—2020年恭城县年平均气温为20.0℃，其中2007年、2009年、2017年、2020年平均气温并列最高，为20.9℃，1984年平均气温最低，为18.8℃，两者相差2.1℃。近50年恭城县年平均气温呈波动上升趋势，且上升分段情况明显：1971—1997年平均气温基本低于历年平均值，1998—2020年平均气温基本高于历年平均值，前后两时段的平均气温分别为19.7 ℃、20.4 ℃，两者相差0.7℃（图1）。对近50年来的年平均气温进行线性拟合，得到恭城县年平均气温以 0.236℃/10 a的速率上升，通过0.05水平显著性检验，明显高于1961—2015年广西年平均气温变化速率0.143℃/10 a。由M-K突變检验结果可知，除了1976年、1977年、1984—1986年，其余年份UF值始终大于0值，且在2003年以后，UF值始终超过0.05显著性水平临界线，说明恭城县年平均气温呈现显著上升趋势。
2.1.2 平均气温季节变化特征分析 由表1可知，1971—2020年四季的平均温度均呈上升趋势，气候倾向率分别为 0.307℃/10 a、0.115℃/10 a、0.245℃/10 a、0.324℃/10 a，均通过0.05水平显著性检验，春、冬季增温趋势十分显著，秋季次之，夏季增温趋势较小。
2.2 降水变化特征分析
2.2.1 降水年际变化特征分析 1971—2020年恭城县年平均降水量为1 517.5 mm，其中年降水量最大值为2 133.2 mm，出现在2015年，年降水量最小值为1 002.9 mm，出现在2011年，二者相差1 130.3 mm。从图2可以看出，近50年恭城县年降水量整体趋势不明显，趋势方程的相关系数r只有0.05，未通过0.05水平显著性检验，说明近50年恭城县年降水量呈现波动趋势，年际变化较大。1971—2020年恭城县年降水量累积距平具有明显的周期性变化，经历了增多-减少-增多-减少-增多的变化趋势，以9～13年的周期旱涝交替为主要特征，年代际变化明显。1971—1983年、1993—2002年、2012—2020年累积距平呈波动上升趋势，为降水偏多期;1984—1992年、2003—2011年累积距平呈下降趋势，为降水偏少期;此变化规律与罗红磊[5]、何洁琳[6]等研究结果基本一致。
2.2.2 降水量季节变化特征分析 1971—2020年四季的平均降水量分别为589.1、568.5、176.6、182.5 mm，春、夏季平均降水量十分相近，秋、冬季平均降水量相当。四季降水量的气候倾向率分别为-4.863 mm/10 a、11.264 mm/10 a、-2.59 mm/10 a、2.844 mm/10 a，均未通过0.05水平显著性检验，夏季降水量的增多趋势最为明显，其次冬季降水有略微增长趋势，而春、秋季降水量有小幅减少趋势。
2.3 日照时数变化特征分析
2.3.1 日照时数年际变化特征分析 1971—2020年恭城县年平均日照时数为1 479.4 h，其中1971年日照时数为1 910.5 h，为历年最高值，1997年日照时数仅为1 075.3 h，为历年最低值，两者相差835.2 h。由图3看出，近50年恭城县年日照时数呈波动减少趋势，气候倾向率为-57.6 h/10 a，通过了0.05水平显著性检验。由M-K突变检验结果可知，UF值均维持在0值以下，20世纪70年代UF值波动较大，1981—1992年UF值在0.05显著性水平临界线上下波动，1993年以后UF值始终超过了0.05显著性水平临界线，说明恭城县年日照时数减少趋势显著。在显著性水平0.05的临界线之间，UF和UB曲线相交，突变点位于1980—1981年。突变前，1971—1980年平均日照时数为1 666.4 h，突变后，1981—2020年平均日照时数为1 432.7 h，前后相差233.7 h。 2.3.2 日照时数季节变化特征分析 对近50年四季的日照时数进行线性拟合，结果如表2所示，夏、秋、冬季日照时数均随年份增加呈减少趋势，气候倾向率分别为-24.837 h/10 a、-20.746 h/10 a、-7.313 h/10 a，且夏、秋季日照时数减少趋势显著，冬季减幅较小，春季日照时数随年份增加呈略微增长趋势，气候倾向率为1.079 h/10 a。
3 结论与讨论
3.1 结论
（1）近50年恭城县年平均气温显著升高，气候倾向率为 0.236℃/10 a，2003年以来增温尤为显著。四季的平均气温均呈上升趋势，春、冬季增温最为明显，秋季次之，夏季增温幅度较小。
（2）年降水量呈现波动趋势，年际变化较大，年代际变化明显，以9～13年的周期旱涝交替为主要特征。1971—1983年、1993—2002年、2012—2020年为降水偏多期，1984—1992年、2003—2011年为降水偏少期。夏季降水量增多趋势明显，冬季小幅增多，而春、秋季降水量有小幅减少趋势。
（3）年日照时数明显减少，气候倾向率为-57.6 h/10 a，突变点在1980—1981年，突变后與突变前年日照时数相差233.7 h。夏、秋季日照时数减少趋势显著，冬季减幅较小，春季日照时数呈略微增长趋势。
3.2 讨论
恭城县年平均气温显著升高，热量资源增加，光照资源减少，而水资源年际变化较大，时空分布不均匀，气候变化对农业生产有利有弊。春季气温偏高，降水略减少，春播期的低温阴雨天气可能减少，晴好天气有利于春收作物、水果采收上市及蔬菜作物生长。夏季降水增多、时空分布不均，持续高温、强对流天气、暴雨洪涝等极端天气事件频率可能增加，将导致作物品质和产量下降，不利于农业生产发展[7]。秋季气温偏高、降水减少，可能使干旱加剧，不利于月柿果实膨大和着色，影响作物品质和产量，但对月柿采收晾晒有利[8]。冬季增温明显，且降水量呈小幅增多趋势，良好的光温条件和充足的降水将为冬作物提供适宜的生长环境，减少低温冷害损失，但暖冬气候也适合病虫害繁殖，会使病虫害的地理范围扩大， 危害期延长[9-11]。总之，近50年恭城县的气候变化对农业生产有较大影响，还需要进一步研究。
参考文献
[1] 陆虹，陈思蓉，郭媛，等.近50年华南地区极端强降水频次的时空变化特征[J].热带气象学报， 2012， 28（2）： 219-227.
[2] 黎琮炜，覃卫坚，高安宁.1961-2013年广西洪涝灾害时空分布特征及成因[J].气象研究与应用， 2015， 36（1）： 80-85.
[3] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].第二版.北京：气象出版社， 2007.
[4] 周广胜.气候变化对中国农业生产影响研究展望[J].气象与环境科学， 2015， 38（1）： 80-94.
[5] 罗红磊，何洁琳，李艳兰，等.气候变化背景下影响广西的主要气象灾害及变化特征[J]. 气象研究与应用， 2016， 37（1）： 10-14.
[6] 何洁琳，谢敏，黄卓，等.广西气候变化事实[J]. 气象研究与应用， 2016， 37（3）： 11-15.
[7] 廖雪萍，黄梅丽，雍阳阳，等.气候变化对广西农业影响的研究进展与展望[J].气象研究与应用， 2020， 41（4）： 72-80.
[8] 范方福.恭城县月柿生长气象条件分析及气象灾害防御[J]. 农业灾害研究， 2019， 9（1）： 27-29， 94.
[9] 廖雪萍，刘一江，李耀先，等.未来气候情景下广西冬季农业气候生产潜力的变化特征[J]. 西南农业学报， 2017， 30（2）： 438-443.
[10] 孙华，何茂萍，胡明成.全球变化背景下气候变暖对中国农业生产的影响[J].中国农业资源与区划， 2015， 36（7）： 51-57.
[11] 李祎君，王春乙，赵蓓，等.气候变化对中国农业气象灾害与病虫害的影响[J].农业工程学报， 2010， 26（S1）： 263-271.
责任编辑：黄艳飞