西南不同农业区气温和降水量沿海拔梯度的变化特征

发布时间：2019-09-21 09:16

【摘要】：利用1960-2013年气象数据,从站点尺度分析西南不同农业区(分为青藏区、西南区和华南区3个农业区)年平均气温和降水总量及其变化速率的时空特征,基于标准化线性回归系数分析纬度、海拔两个主控因素对气温、降水量变化的影响作用,重点阐释研究区气温、降水量沿海拔因素的变化特征。结果表明:1960-2013年,整个研究区呈现显著的气候暖干化趋势,在21世纪初期表现最明显。青藏区和华南区气候变暖的趋势最显著,而且高海拔青藏区气候变暖早于其它地区;研究区年降水总量呈显著下降趋势,其中西南区南部云南与贵州交界处表现最显著。标准化线性回归系数显示,海拔因素对研究区气温、降水量变化的影响作用高于纬度因素,气温、降水量的变化速率均随海拔升高而显著增加,研究区高海拔农业区属于典型的气候变化敏感区。随海拔上升,高海拔农业区下垫面潜热作用释放热量减小,气候变暖速率升高,由此导致蒸散作用增强,降水量增加,气候因子更易产生波动。
【图文】：

第4期陶健等：西南不同农业区气温和降水量沿海拔梯度的变化特征·381·图1研究区海拔、气象站点（a）及农田面积比例（b）分布格局Fig.1Spatialpatternofelevation,meteorologicalstations(a)andcroplandpercentage(b)inthestudyareaNote:TP:theTibetanPlateauagricultureregion;SW:thesouthwestChinaagricultureregion;SC:thesouthChinaagricultureregion.Thesameasbelow地利用数据可知（图1b），研究区农业气候资源的空间差异导致农田空间分布呈明显的地域差异，四川盆地单位面积农田比例最高，西南区其它区域和华南区则在20%～60%，青藏区比例最低。1.2数据与方法从中国气象局气象数据共享网获取研究区1960-2013年的国家级气象站点日值观测数据集，剔除缺测值超过10%的站点后，选取92个站点（图1a）的日值观测数据。其中，青藏区内站点数为21个，西南区内站点数为60个，华南区内站点数为11个。采用5日滑动平均法对缺测值进行插补，并计算各站点的年平均气温和年降水总量进行分析。采用一元线性回归方法分析气温、降水量的变化趋势，斜率即为变化速率，并分不同年代比较气温、降水量变化的年代际特征；采用Mann-Kendall（M-K）方法进行气候突变检验[30]，，捕捉气象因子的突变期；鉴于研究区气温、降水变化的地带性特征，采用消除各变量单位、量纲因素的标准化线性回归系数探讨纬度、海拔两种地带性因素对研究区气温、降水量变化的控制作用。2结果与分析2.1气温和降水量变化特征分析2.1.1变化趋势图2为研究区及其内各农业区中气象站点年平均气温、年降水总量的平均值在1960-2013年的动态趋势。由图2可见，整个研究区及其内各农业区间年平均气温、年降水总量具有明显差异，变化趋势也明显不同。研究区年平均气温在13.0～1

·382·中国农业气象第37卷阶段，分别发生在20世纪80年代末-90年代中期和21世纪初（图2e）。青藏农业区年降水总量在20世纪80年代中期开始呈增加趋势，自21世纪初开始逐渐减少（图2f）；西南农业区年降水总量的年代际变化特征与研究区大体一致，且21世纪初的减少趋势更为明显（图2g）；华南农业区年降水总量的年代际波动较大，自21世纪初开始明显减少（图2h）。总体上，研究区年降水总量在21世纪初急剧减少，气候暖干化趋势非常明显，其中尤其以西南农业区表现最为明显。2.1.2突变检验由图3a可见，研究区气候变暖自1994年开始，在1998年发生突变，并在2002年后达到显著性水平。图3b显示，青藏区气候变暖起始于1972年，但随后在1977-1983年出现小幅波动，1996年发生突变并达到显著性水平；西南区气候变暖始于1999年，在2001年发生突变，并在2006年后达到显著性水平（图3c）；华南区气候变暖始于1980年，在1994年突变并达到显著性水平（图3d）。比较来看，青藏区气候变暖先于其它农业区，而西南区气候变暖开始最晚（1999年）且最后（2006年）达到显著性水平。图2研究区及各农业区年平均气温和年降水总量的变化过程（1960-2013年）Fig.2Variationcourseofannualtemperatureandprecipitationinthestudyareaandeachagriculturesub-region(1960-2013)图3年平均气温变化的M-K检验（1960-2013年）Fig.3M-Ktestofannualtemperaturechangeindifferentarea(1960-2013)
【作者单位】： 中国农业科学院烟草研究所;俄克拉荷马大学植物与微生物系空间分析中心;中国科学院地理科学与资源研究所生态网络观测与模拟重点实验室拉萨高原生态综合试验站;
【基金】：国家自然科学基金青年科学基金项目(41501054;41201055) 中国博士后科学基金项目(2012M510532;2013T60163) 中国农业科学院烟草研究所青年科学基金项目(2015A02)
【分类号】：S161

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本文编号：2539276