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摘要 利用崇仁烟区1981—2011年烤烟生育期（3—7月）气温资料，分析了该区域烤烟生育期气温的空间特征和气候变化趋势，同时利用累计距平法和滑动t检验法进行突变检验。结果表明：整个生育期内移栽期气温的变异程度最大，而成熟期气温的变异系数最小。31年内崇仁烟区气温呈逐年上升的趋势，其趋势系数为0.3 ℃/10年。突变分析表明，崇仁烟区烤烟生育期的气温在1997年发生突变。
关键词 气温；趋势分析；突变检验；江西崇仁；1981—2011
中图分类号 P423 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）14-0231-02
Temperature Variation Characteristics Analysis of Chongren Tobacco-growing Areas During the Years 1981-2011
ZHANG Li-ying 1 XIE Bang-jin 1 WANG Quan-jin 2 YANG Qi-bing 1
（1 Chongren Branch of Fuzhou Tobacco Company in Jiangxi Province，Chongren Jiangxi 344200； 2 The People′s Government of Chongren County）
Abstract Using tobacco growth period（from March to July） temperature data of the years of 1981—2011 in Chongren，the spatial distribution and variation trend of temperature in Chongren tobacco-growing areas were analyzed.At the same time，adopted the methods of accumulative anomaly analysis and slide T detection methods. The results indicated that the extent of variation of temperature in transplanting period was the most remarkable during tobacco growth period，and variance coefficient of temperature in maturing stage was the minimum. The changes of temperature in Chongren had an increasing trend in last 31 years，with the trend-coefficient was 0.3 ℃ per 10 years. Mutation analysis showed that the saltation of temperature at tobacco growth period in Chongren occurred in 1997.
Key words temperature；trend analysis；mutation check；Chongren Jiangxi；1981—2011
作为喜温作物之一，烟草的分布、生长发育及产量品质均在很大程度上受温度影响[1]。一般认为，优质烟叶生长发育最适温度为缓苗期与伸根期18～28 ℃、旺长期20～28 ℃、成熟期20～25 ℃[2]。气候因子影响烟草适宜移栽期的确定[3]、烟草生长发育[1]、烤烟化学成分[4-6]、烤烟产量和品质[7-8]、烤烟评吸质量[9-10]等方面都得到了比较详尽的研究。本研究基于崇仁烟区1981—2011年的气温，对该区域气温的特点及变化趋势进行分析，为崇仁烤烟种植区划与布局提供依据。
1 材料与方法
1.1 资料来源
本文选用崇仁地区1981—2011年的气温数据，数据来源于崇仁县气象局。
1.2 统计方法
烤烟生育期气温变化趋势采用线性趋势[11]、三次多项式曲线拟合法[12]进行分析。气候突变检验采用累积距平法和滑动t检验法。
1.2.1 气候倾向率。气象要素的趋势变化采用 i=a0 a1ti，i=1，2，…，n的一次线性方程表示。式中，i为气象要素的拟合值，ti为时间（1981—2011年），a1线性趋势项，a1×10则为气象要素每10年的趋势系数，r为 i和ti之间的相关系数，超过α=0.05显著性水平则认为趋势显著。
1.2.2 三次多项式曲线拟合。气候要素与时间的关系可以用Cubic函数的非线性函数表示：y=b0 b1t b2t2 b3t3，式中b0，b1，b2，b3为经验常数，用最小二乘法通过实际资料计算得出。Cubic上的阶段性极值可对气象要素变化的转型特征进行分析；Cubic函数拟合曲线可对较短或较长时间尺度的气候变化特征进行较好反映。
1.2.3 突变检验。累计距平（CA）。CAJ=（xi-x），（j≤n，n）为序列长度，CAJ为第1年到第j年的累积距平，x为整个序列平均值。CAJ的正负极值点可能出现突变，对每一个序列只提取信号最强的1～3个极值点，且不从首尾各4年处提取。
滑动t检验即用2组样本平均值之间的差异显著性来检验突变。对于样本总数为n的序列X，某一时刻为序列基准点，取前后长度为n1、n2的2个子序列，通过计算得到t的统计量序列。通过给定的显著性水平α，确定临界值tα，如果|t| 2 结果与分析
2.1 崇仁烟区烤烟大田期气温的空间分布
分析崇仁烟区近31年气温在大田期各个月份空间分布，结果如表1所示。可以看出，随生育期的推进，气温呈上升趋势，且各个月份气温差异均达显著水平。在烤烟生育期，崇仁烟区以移栽期3月气温最低（11.4 ℃），7月气温最高（29.2 ℃）。从变异程度上看，3月气温变异程度最大，而成熟期（6月、7月）气温的变异系数最小。除4月、7月气温的峰度系数大于0，为尖峭峰外，其余月份气温为平阔峰，表明崇仁烟区气温分布比正态分布高峰平坦；除4月、5月气温的偏度系数大于0，为正向偏态峰外，其余月份气温为负向偏态峰。
2.2 崇仁烟区烤烟大田期气温的变化特征
崇仁烟区烤烟大田期气温的变化趋势如图1所示。由线性趋势线（图中虚线）可以看出崇仁烟区全生育期气温（3—7月气温平均值）变化总体呈上升趋势，其趋势系数为0.3 ℃/10年，相关系数|r|=0.505>r0.05，表明上升趋势在0.05水平上显著，31年的气温增加了0.87 ℃，平均年气温为21.3 ℃。最大值出现在2007年，为22.4 ℃，最小值出现在1996年，为20.4 ℃，二者相差1 ℃。从拟合的多项式趋势线可以看出，崇仁烟区平均气温可能在20世纪80年代后期、90年代后期和21世纪00年代后期出现了转折。
2.3 崇仁烟区大田期气温的年际突变分析
累积距平曲线如图2所示。可以看出，崇仁烟区烤烟大田期气温在1989—1991年、1996—1998年、1999—2009年阶段内呈升高趋势，其余年份间呈下降趋势。总体看来，1981—2000年崇仁烟区气温负距平占优势，气温基本低于31年平均水平，2000年以后12年中有11年为正距平，气温多高于31年平均水平。结合图1，初步判断出崇仁烟区气温在1989年和1999年左右发生了突变。
为了确定具体的突变年份，采用滑动t检验法对1981—2011年31年崇仁烟区气温的时间序列进行突变分析，结果如图3所示。从图3（a）可以看出，当两子序列长度取5时，滑动累计t值在临界值范围内，说明崇仁烟区近31年来大田期的温度并未发生突变。从图3（b）可以看出，当子序列长度取10时，累计统计t值在1996—2001年大于临界值的绝对值，表明崇仁烟区气温在1996—2001年期间发生了突变，特别是1997年突变比较明显。
3 结论与讨论
气候是影响烤烟品质的重要因素[5]，其中，温度对烤烟的生长至关重要，在整个大田生长期最适温度为22～28 ℃，最低10～13 ℃，最高不能超过35 ℃[16]。3—7月，崇仁烟区大田期平均年气温为21.3 ℃，热量条件有利于烤烟的生长和优良品质的形成。1981—2011年崇仁烟气烟区气温序列具有显著的上升趋势，趋势系数为0.3 ℃/10年，且上升趋势在0.05水平上显著。崇仁烟区气温在1996—2001年期间发生了突变，1997年是崇仁烟区气温发生由低到高突变的开始年。
烟叶移栽期的确定是各种气候因素共同作用的结果，气温的高低可以作为各烟区移栽期确定的一种参考因素，烟叶成熟期则要求较高的温度，除天气晴朗多日照外，日平均应在20 ℃以上[17]。崇仁烟区成熟期（6月、7月）平均气温为27.5 ℃，说明在3月进行烟叶移栽是比较合理的。
4 参考文献
[1] 刘国顺.烟草栽培学[M].北京：中国农业出版社，2002.
[2] 龙怀玉，刘建利，徐爱国，等.我国部分烟区与国际优质烟区烤烟大田期间某些气象条件的比较[J].中国烟草学报，2003（增刊1）：41-47.
[3] 孔银亮，刘秋英.豫中平原烟区气候资源利用及烟草最佳移栽期选择[J].烟草科技，1999（6）：42-43.
[4] 韦成才，马英明，艾绥龙，等. 陕南烤烟质量与气候关系研究[J].中国烟草科学，2004，35（4）：38-41.
[5] 李天福，王彪，杨焕文，等.气象因子与烟叶化学成分及香吃味间的典型相关分析[J].中国烟草学报，2006，12（1）：23-26.
[6] 黎妍妍，许自成，王金平，等.湖南烟区气候因素分析及对烟叶化学成分的影响[J].中国农业气象，2007，28（3）：308-311.
[7] 谢远玉，郭萌生，肖林长，等.气候生态环境对赣南烤烟质量和品质的影响[J].中国农业气象，2005，26（4）：236-238.
[8] 许自成，王林，黎妍妍，等.湘南烟区生态因素与烤烟质量的综合评价[J].植物生态学报，2008，32（1）：226-234.
[9] 秦松，刘洪斌，王正银.贵州植烟区气象因素对烤烟评吸质量的影响[J].中国农学通报，2006，22（6）：375-378.
[10] 张家智.云烟优质适产的气候条件分析[J].中国农业气象，2005，21（2）：17-21.
[11] 何彬方，冯妍，荀尚培，等.安徽省50年日照时数的变化特征及影响因素[J].自然资源学报，2009，27（7）：1975-1983.
[12] 王绍武.气候系统引论[M].北京：气象出版社，1994.
关键词 气温；趋势分析；突变检验；江西崇仁；1981—2011
中图分类号 P423 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）14-0231-02
Temperature Variation Characteristics Analysis of Chongren Tobacco-growing Areas During the Years 1981-2011
ZHANG Li-ying 1 XIE Bang-jin 1 WANG Quan-jin 2 YANG Qi-bing 1
（1 Chongren Branch of Fuzhou Tobacco Company in Jiangxi Province，Chongren Jiangxi 344200； 2 The People′s Government of Chongren County）
Abstract Using tobacco growth period（from March to July） temperature data of the years of 1981—2011 in Chongren，the spatial distribution and variation trend of temperature in Chongren tobacco-growing areas were analyzed.At the same time，adopted the methods of accumulative anomaly analysis and slide T detection methods. The results indicated that the extent of variation of temperature in transplanting period was the most remarkable during tobacco growth period，and variance coefficient of temperature in maturing stage was the minimum. The changes of temperature in Chongren had an increasing trend in last 31 years，with the trend-coefficient was 0.3 ℃ per 10 years. Mutation analysis showed that the saltation of temperature at tobacco growth period in Chongren occurred in 1997.
Key words temperature；trend analysis；mutation check；Chongren Jiangxi；1981—2011
作为喜温作物之一，烟草的分布、生长发育及产量品质均在很大程度上受温度影响[1]。一般认为，优质烟叶生长发育最适温度为缓苗期与伸根期18～28 ℃、旺长期20～28 ℃、成熟期20～25 ℃[2]。气候因子影响烟草适宜移栽期的确定[3]、烟草生长发育[1]、烤烟化学成分[4-6]、烤烟产量和品质[7-8]、烤烟评吸质量[9-10]等方面都得到了比较详尽的研究。本研究基于崇仁烟区1981—2011年的气温，对该区域气温的特点及变化趋势进行分析，为崇仁烤烟种植区划与布局提供依据。
1 材料与方法
1.1 资料来源
本文选用崇仁地区1981—2011年的气温数据，数据来源于崇仁县气象局。
1.2 统计方法
烤烟生育期气温变化趋势采用线性趋势[11]、三次多项式曲线拟合法[12]进行分析。气候突变检验采用累积距平法和滑动t检验法。
1.2.1 气候倾向率。气象要素的趋势变化采用 i=a0 a1ti，i=1，2，…，n的一次线性方程表示。式中，i为气象要素的拟合值，ti为时间（1981—2011年），a1线性趋势项，a1×10则为气象要素每10年的趋势系数，r为 i和ti之间的相关系数，超过α=0.05显著性水平则认为趋势显著。
1.2.2 三次多项式曲线拟合。气候要素与时间的关系可以用Cubic函数的非线性函数表示：y=b0 b1t b2t2 b3t3，式中b0，b1，b2，b3为经验常数，用最小二乘法通过实际资料计算得出。Cubic上的阶段性极值可对气象要素变化的转型特征进行分析；Cubic函数拟合曲线可对较短或较长时间尺度的气候变化特征进行较好反映。
1.2.3 突变检验。累计距平（CA）。CAJ=（xi-x），（j≤n，n）为序列长度，CAJ为第1年到第j年的累积距平，x为整个序列平均值。CAJ的正负极值点可能出现突变，对每一个序列只提取信号最强的1～3个极值点，且不从首尾各4年处提取。
滑动t检验即用2组样本平均值之间的差异显著性来检验突变。对于样本总数为n的序列X，某一时刻为序列基准点，取前后长度为n1、n2的2个子序列，通过计算得到t的统计量序列。通过给定的显著性水平α，确定临界值tα，如果|t|
2.1 崇仁烟区烤烟大田期气温的空间分布
分析崇仁烟区近31年气温在大田期各个月份空间分布，结果如表1所示。可以看出，随生育期的推进，气温呈上升趋势，且各个月份气温差异均达显著水平。在烤烟生育期，崇仁烟区以移栽期3月气温最低（11.4 ℃），7月气温最高（29.2 ℃）。从变异程度上看，3月气温变异程度最大，而成熟期（6月、7月）气温的变异系数最小。除4月、7月气温的峰度系数大于0，为尖峭峰外，其余月份气温为平阔峰，表明崇仁烟区气温分布比正态分布高峰平坦；除4月、5月气温的偏度系数大于0，为正向偏态峰外，其余月份气温为负向偏态峰。
2.2 崇仁烟区烤烟大田期气温的变化特征
崇仁烟区烤烟大田期气温的变化趋势如图1所示。由线性趋势线（图中虚线）可以看出崇仁烟区全生育期气温（3—7月气温平均值）变化总体呈上升趋势，其趋势系数为0.3 ℃/10年，相关系数|r|=0.505>r0.05，表明上升趋势在0.05水平上显著，31年的气温增加了0.87 ℃，平均年气温为21.3 ℃。最大值出现在2007年，为22.4 ℃，最小值出现在1996年，为20.4 ℃，二者相差1 ℃。从拟合的多项式趋势线可以看出，崇仁烟区平均气温可能在20世纪80年代后期、90年代后期和21世纪00年代后期出现了转折。
2.3 崇仁烟区大田期气温的年际突变分析
累积距平曲线如图2所示。可以看出，崇仁烟区烤烟大田期气温在1989—1991年、1996—1998年、1999—2009年阶段内呈升高趋势，其余年份间呈下降趋势。总体看来，1981—2000年崇仁烟区气温负距平占优势，气温基本低于31年平均水平，2000年以后12年中有11年为正距平，气温多高于31年平均水平。结合图1，初步判断出崇仁烟区气温在1989年和1999年左右发生了突变。
为了确定具体的突变年份，采用滑动t检验法对1981—2011年31年崇仁烟区气温的时间序列进行突变分析，结果如图3所示。从图3（a）可以看出，当两子序列长度取5时，滑动累计t值在临界值范围内，说明崇仁烟区近31年来大田期的温度并未发生突变。从图3（b）可以看出，当子序列长度取10时，累计统计t值在1996—2001年大于临界值的绝对值，表明崇仁烟区气温在1996—2001年期间发生了突变，特别是1997年突变比较明显。
3 结论与讨论
气候是影响烤烟品质的重要因素[5]，其中，温度对烤烟的生长至关重要，在整个大田生长期最适温度为22～28 ℃，最低10～13 ℃，最高不能超过35 ℃[16]。3—7月，崇仁烟区大田期平均年气温为21.3 ℃，热量条件有利于烤烟的生长和优良品质的形成。1981—2011年崇仁烟气烟区气温序列具有显著的上升趋势，趋势系数为0.3 ℃/10年，且上升趋势在0.05水平上显著。崇仁烟区气温在1996—2001年期间发生了突变，1997年是崇仁烟区气温发生由低到高突变的开始年。
烟叶移栽期的确定是各种气候因素共同作用的结果，气温的高低可以作为各烟区移栽期确定的一种参考因素，烟叶成熟期则要求较高的温度，除天气晴朗多日照外，日平均应在20 ℃以上[17]。崇仁烟区成熟期（6月、7月）平均气温为27.5 ℃，说明在3月进行烟叶移栽是比较合理的。
4 参考文献
[1] 刘国顺.烟草栽培学[M].北京：中国农业出版社，2002.
[2] 龙怀玉，刘建利，徐爱国，等.我国部分烟区与国际优质烟区烤烟大田期间某些气象条件的比较[J].中国烟草学报，2003（增刊1）：41-47.
[3] 孔银亮，刘秋英.豫中平原烟区气候资源利用及烟草最佳移栽期选择[J].烟草科技，1999（6）：42-43.
[4] 韦成才，马英明，艾绥龙，等. 陕南烤烟质量与气候关系研究[J].中国烟草科学，2004，35（4）：38-41.
[5] 李天福，王彪，杨焕文，等.气象因子与烟叶化学成分及香吃味间的典型相关分析[J].中国烟草学报，2006，12（1）：23-26.
[6] 黎妍妍，许自成，王金平，等.湖南烟区气候因素分析及对烟叶化学成分的影响[J].中国农业气象，2007，28（3）：308-311.
[7] 谢远玉，郭萌生，肖林长，等.气候生态环境对赣南烤烟质量和品质的影响[J].中国农业气象，2005，26（4）：236-238.
[8] 许自成，王林，黎妍妍，等.湘南烟区生态因素与烤烟质量的综合评价[J].植物生态学报，2008，32（1）：226-234.
[9] 秦松，刘洪斌，王正银.贵州植烟区气象因素对烤烟评吸质量的影响[J].中国农学通报，2006，22（6）：375-378.
[10] 张家智.云烟优质适产的气候条件分析[J].中国农业气象，2005，21（2）：17-21.
[11] 何彬方，冯妍，荀尚培，等.安徽省50年日照时数的变化特征及影响因素[J].自然资源学报，2009，27（7）：1975-1983.
[12] 王绍武.气候系统引论[M].北京：气象出版社，1994.