2009, Vol. 35 2. 南京大学大气科学系；
3. 辽宁省营口市气象局
2. Department of Atmospheric Sciences, Nanjing University;
3. Yingkou Meteorological Office
根据IPCC的第四次评估报告，最近100年（1906－2005年）全球平均地表温度上升了约0.7℃, 比2001年第三次评估报告给出的100年(1901－2001年)上升0.6℃[1]有所提高，表明进入21世纪以来气温升高趋势明显。在全球变暖的大背景下, 我国近一个世纪的气候也发生了明显的变化。总的来说这种变化趋势与全球变化趋势一致，在过去的近100年内, 中国年平均温度呈现明显的上升趋势, 增暖幅度达到0.79℃, 平均增温速率约0.08℃/10年, 略高于同期全球平均增温[2]。在近百年中, 20世纪40年代和80年代中期以后是两段温暖时期。总体来看, 中国近百年地面平均气温的年代变化和线性趋势与北半球平均情况大体一致, 但存在明显的双峰现象和波动上升特点[2]。全球陆地变暖引起植物和作物生长季温度和长度的变化, 对农业气候条件造成了明显影响。国内外专家对不同地方的生长季温度和热量条件进行了分析[3-27]。
日平均气温稳定≥0℃的时段通常称为农耕期，稳定通过（≥）0℃期间的积温用来反映一个地区农事季节内的热量资源；而日平均气温稳定通过（≥）10℃的日期是喜温作物生长的起始温度、喜凉作物积极生长、多年生植物开始较大速度积累干物质和牲畜抓膘的临界温度。因此，不同的界限温度及期间持续日数，可用以分析、评价一个地区不同类型作物的可能生长期，可供利用的总热量以及对农业生产的影响。
近50年来我国北方地区积温增幅显著，稳定通过某一界限温度的日数也明显增加[3]。徐铭志等[4]根据日平均气温大于或等于10 ℃期间日数定义气候生长期，并分析了1961~2000年中国气候生长期的变化趋势, 全国以及北方、南方和青藏高原气候生长期均有明显增长, 全国范围平均增加了6.6天，北方地区平均增加10.2天。20世纪90年代是气候生长期增加最大，增长最明显的时期。
20世纪50－90年代东北地区作物生长期内温度均呈上升趋势，上升幅度随地理纬度减小趋于下降，60年代和90年代是东北地区作物生长期内温度快速上升的时期[5]。但是，关于辽宁省积温的长期变化，尤其是对农耕重要的积温及其持续时期变化的研究还少有文献报道。本文以辽宁省为研究对象，分析1951~2007年全省日平均气温稳定通过0℃和10℃期间的积温及日数的变化趋势，以增进对这个地区农业气候条件变化的理解，为农耕生产提供气象条件参考。
1 研究区域与方法 1.1 区域概况辽宁省濒临黄、渤海，地处中国的东北南部，东西方向横跨约7个经度, 南北方向相距约6个纬度, 气候四季分明，属温带大陆性季风气候。
1.2 气候资料和研究方法资料来源于沈阳区域气候中心资料室提供的辽宁省53个测站的1951－2007年逐日平均气温记录, 为了保证资料的均一性, 从中选取分布比较均匀(见图 1)、且资料完整性比较好的9个测站1951－2007年的逐日平均气温资料, 进行统计分析。稳定通过0℃始日定义为5日滑动平均气温稳定≥0℃日期, 稳定通过0℃终日定义为5日滑动平均气温稳定＜0℃日期；在初、终日之间逐日平均气温的总和，为稳定通过0℃积温；在初、终日之间的日数总和，为稳定通过0℃持续日数；稳定通过10℃积温和持续日数的定义与稳定通过0℃积温和持续日数类似。
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图 1 辽宁省选取站点分布图 |
把统计得到的辽宁省9个测站稳定通过0℃和10℃积温和持续日数资料作为研究对象，计算各站研究对象不同气候期和近57年的算术平均值, 采用EXCEL软件对各研究对象进行线性和多项式趋势分析, 采用相关统计分析方法，研究近57年辽宁省农业热量资源的变化特征, 并分析其成因。
2 结果分析 2.1 稳定通过0℃积温和持续日数1951－2007年辽宁省稳定通过0℃积温平均为3953.0℃·日，随时间呈递增趋势（图 2）, 变化速率为57.2℃·/10年。多项式滤波分析表明，前期呈平缓变化、后期呈震荡上行变化。20世纪50年代到80年代中期为宽平脊弱波动期、80年代中期到21世纪是震荡上行期，积温上升幅度不断加大，最近10余年是1951年以来最高时期。1951－1980年（第1个30年标准气候期）、1961－1990年（第2个30年标准气候期）、1971~2000年（最近30年标准气候期）辽宁省稳定通过0℃积温的平均值分别为3867.8℃·、3901.4℃·和3956.5℃·日，呈显著递增趋势, 各标准气候期内变化速率分别为-8.7℃·/10年、25.6℃·/10年和100.7℃·/10年；这表明，近57年辽宁省稳定通过0℃积温前期呈缓慢递减趋势，中期呈递增趋势, 后期呈显著递增趋势，且递增趋势越来越强。
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图 2 1951－2007年辽宁省平均稳定通过0℃积温变化趋势 |
1951－2007年辽宁省各站稳定通过0℃积温变化速率（图 3），除章党为-2.9℃·日/10年，呈弱递减趋势外，均呈不同程度的增温趋势。其中鞍山、大连增温幅度最大，变化速率分别为：94.8℃·/10年和83.4℃·/10年，其它均在47.7~65.3℃·/10年之间, 通过了0.01显著性检验。总体而言，辽宁省工业发达的城市稳定通过0℃积温递增强于工业化较弱的城市，中部和沿海强于北部和西部。
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图 3 辽宁省各站稳定通过0℃积温变化动态 |
辽宁省各站第1个30年标准气候期稳定通过0℃积温变化（图 3），章党呈强递减趋势，变化速率为-106.3度·日/10年，锦州、阜新和大连呈弱递减趋势，变化速率为-0.9~-14.6度·日/10年；其余变化速率为1.5~15.9度·日/10年, 呈弱递增趋势；第2个30年标准气候期稳定通过0℃积温变化，除章党变化速率为-29.4度·日/10年，呈递减趋势外，均呈不同程度的递增趋势，而且递增趋势随气候期变化逐渐增强；最近30年标准气候期稳定通过0℃积温递增幅度显著增大，鞍山、大连、锦州的增温幅度最大，变化速率分别为142.3度·日/10年、132.1度·日/10年和111.0度·日/10年，其余变化速率在67.6~109.3度·日/10年之间。
1951－2007年辽宁省稳定通过0℃持续日数平均为247天，呈递增趋势（图 4）, 变化速率为2.4天/10年。多项式滤波分析表明：近50年持续日数呈平缓波动上行变化。20世纪50年代到80年代前期为宽平脊波动期、60年代中期为波峰，80年代前期到20世纪是又一轮缓慢震荡上行波动。第1、第2和最近30年标准气候期稳定通过0℃持续日数平均分别为245天、247天和249天，各标准气候期均值变化呈均匀递增趋势，其变化速率分别为2.3天/10年、2.0天/10年和1.4天/10年。
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图 4 1951－2007年辽宁省稳定通过0℃持续日数变化趋势 |
1951－2007年辽宁省各站稳定通过0℃持续日数变化，除章党变化速率为-0.3天/10年，呈弱递减趋势外，其它呈递增趋势，变化速率为1.4~4.2天/10年（图 5）。其中，大连、鞍山最为突出，变化速率分别为：4.2天/10年和3.3天/10年，其它均在1.4~2.8天/10年之间, 均通过0.01显著性检验。总体而言，辽宁省各站稳定通过0℃持续日数均呈不同程度递增趋势，中部和沿海递增强于北部和西部。
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图 5 辽宁省各站稳定通过0℃持续日数变化动态 |
辽宁省各站第1个30年标准气候期稳定通过0℃持续日数变化，除章党变化速率为-3.5天/10年，呈递减趋势外，其它均呈递增趋势，变化速率为0.4~5.2天/10年，其中鞍山递增趋势最强, 变化速率为5.2天/10年, 其次是锦州、营口、兴城、丹东, 变化速率为3.1~4.4天/10年, 沈阳、阜新、大连最小, 变化速率为0.4~2.4天/10年。第2和最近30年标准气候期稳定通过0℃日数变化速率，除章党、沈阳在最近30年标准气候期为-0.8~-0.9天/10年，呈弱递减趋势外，其余均呈不同程度的递增趋势，其中大连递增趋势最强, 变化速率达到6.4天/10年；在最近30年标准气候期中, 除营口、丹东、锦州和大连沿海城市, 递增趋势较第2个30年标准气候期更强外，其余各站递增变化速率比第2个30年标准气候期减小。
2.2 稳定通过10℃积温和持续日数1951－2007年辽宁省稳定通过10℃积温平均为3519.5度·日，随时间呈递增趋势（图 6），变化速率为63.8度·日/10年。多项式滤波分析表明，近57年前期变化平缓、后期明显震荡上行；20世纪50年代初到中期有一个小幅递减波动，50年代中期到80年代中期为宽平脊弱波动期，80年代中期到21世纪初是震荡上行期。从80年代中期开始稳定通过10℃积温呈明显上升趋势，特别是进入21世纪以来，积温增幅更为突出。第1、第2和最近30年标准气候期平均分别为3423.3度·日、3471.4度·日和3536.0度·日，变化速率分别为3.6度·日/10年、28.3度·日/10年和115.9度·日/10年，最近30年标准气候期比前两个30年变化速率更强。
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图 6 1951－2007年辽宁省稳定通过10℃积温变化趋势 |
1951－2007年辽宁省各站稳定通过10℃积温变化速率只有章党接近于0度·日/10年，其它均呈不同程度的增加趋势（图 7）。其中，鞍山增加幅度最为突出，其次是锦州，变化速率分别为104.0度·日/10年和78.9度·日/10年，其它均在53.9~75.7度·日/10年之间, 均通过0.01显著性检验。
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图 7 辽宁省各站稳定通过10℃积温变化动态 |
辽宁省各站第1个和第2个30年标准气候期稳定通过10℃积温变化，除章党呈明显递减，变化速率分别为-85.3和-32.1度·日/10年外，其它均为递增趋势。最近30年标准气候期各站积温变化均呈递增趋势，鞍山、大连和兴城稳定通过10℃积温递增趋势最强，变化速率分别为152.9度·日/10年、144.6度·日/10年和139.6度·日/10年，其它站变化速率在69.0~120.8度·日/10年之间，显示出最近30标准气候期年比前两个30年递增更强。
1951-2007年辽宁省稳定通过10℃持续日数平均为178天，呈递增趋势（图 8），变化速率为2.6天/10年。多项式滤波分析表明，近50年呈平缓波动上行变化。20世纪50年代初到中期有一个小幅递减波动，50年代到80年代前期为宽平脊波动期、60年代中期为波峰，80年代前期到20世纪是又一轮缓慢震荡上行波动。第1、第2和最近30年标准气候期稳定通过10℃持续日数平均分别为174天、177天和180天，各阶段均值变化呈较为均匀递增趋势, 变化速率分别为1.5天/10年、2.1天/10年和3.9天/10年，各标准气候期内变化速率呈递增趋势, 但是最近30年比前两个30年变化速率更强。
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图 8 1951~2007年辽宁省稳定通过10℃持续日数变化趋势曲线 |
1951-2007年辽宁省各站稳定通过10℃持续日数变化，均呈不同程度的增加趋势（图 9）。其中，鞍山、锦州、兴城最为突出，变化速率为3.6~3.9天/10年，其它变化速率在2.0~3.0天/10年之间，均通过0.01显著性检验。章党变化速率仅为0. 3天/10年, 为各站最小。
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图 9 辽宁省各站稳定通过10℃持续日数变化动态 |
辽宁省各站第1个30年标准气候期稳定通过10℃持续日数，除章党变化速率为-1.3天/10年，呈递减趋势外，其它呈递增趋势, 变化速率为0.7~2.6天/10年，其中大连、锦州、兴城递增较强, 变化速率在2.5~2.6天/10年之间。各站第2和最近30年标准气候期稳定通过10℃持续日数，除章党在第2个30年变化速率为-0.1天/10年外，其余均呈不同程度的递增趋势，而且各站最近30年递增趋势更强，持续日数递增的区域一致性更好。
2.3 分析讨论已有研究表明，在全国国家级地面台站中，存在着城市化对地面气温记录的影响[2, 11-14]。城市化对气温序列的影响一般在大城市站的冬、春季最明显。例如，北京地区国家基准、基本站记录的地表气温变暖中, 大部分为城市化影响所致[11], 山东、天津、湖北、河北以及甘肃等地区城市化对国家基准、基本站气温变化趋势的影响也非常明显[12-14]。在湖北省1961-2000年间, 城市化影响对国家基本、基准站观测的年平均地面气温增加的贡献达75 %[12]。在甘肃省1961-2002年间, 城市化影响对国家基本、基准站观测的年平均地面气温增加的贡献为19%, 比华北地区弱[13-14]; 在华北地区, 各个省和直辖市的分析表明, 城市化影响对国家基本、基准站平均温度增加的贡献在20 %~71%之间[2]。这些分析结果表明:中国大陆地区国家基准、基本站的地面气温序列在不同程度上存在着城市化的影响, 城市化的影响使得过去分析获得的平均气温趋势估计存在显著误差。
辽宁省城市化对国家站和本文所用台站的地面气温变化趋势可能也有影响，但这方面研究还很少。本文所用9个测站多数为国家级台站，位于大中城市附近，只有章党站处于郊外的山坡上是例外。上述分析结果表明，章党的积温和稳定在某一界限温度值以上的日数增加趋势最小，其余台站增加幅度都很明显；工业发达的大城市站的增加一般也大于中等城市；中部和南部发达地区台站的增加强于北部和西部。因此，城市化可能也对辽宁省的积温和稳定通过某一界限温度值以上日数变化具有影响。但是，由于背景台站或“乡村”站的确定非常困难, 本文没有对此进行深入分析，有待今后研究。如果华北地区的研究结论具有代表性，辽宁省由于城市化造成的台站增温应该不会超过一半，本文获得的积温和稳定通过界限温度值的日数增加可能主要还是反映气候背景变暖的结果。
3 结论（1）1951－2007年辽宁省稳定通过0℃积温平均为3953.0℃·日，呈递增趋势, 变化速率为57.2℃·日/10年；第1个、第2个和最近30年标准气候期辽宁省稳定通过0℃积温平均值均呈递增趋势，近57年辽宁省稳定通过0℃积温前期呈缓慢递减趋势，中期呈递增趋势, 后期呈显著递增趋势，且递增趋势越来越强。
(2）1951－2007年辽宁省稳定通过0℃日数平均为247天，呈递增趋势, 变化速率为2.4天/10年。第1个、第2个和最近30年标准气候期辽宁省稳定通过0℃持续日数呈递增趋势, 各标准气候期内各站稳定通过0℃日数变化多呈不同程度的递增趋势，中部和沿海递增强于北部和西部。
（3）1951－2007年辽宁省稳定通过10℃积温平均为3519.5℃·日，呈递增趋势, 变化速率为63.8℃·日/10年。第1个、第2个和最近30年标准气候期稳定通过10℃积温变化均呈递增趋势, 在近57年稳定通过10℃积温变化中, 前期递增趋势缓慢，中期平缓变化，后期显著递增，特别是最近30年标准气候期积温递增趋势尤为突出。
（4）1951－2007年辽宁省稳定通过10℃日数历年平均为178天，呈递增趋势, 变化速率为2.6天/10年。第1个、第2个和最近30年标准气候期内稳定通过10℃持续日数均呈较为均匀递增趋势, 但最近30年标准气候期比前两个30年标准气候期递增幅度更大；近57年稳定通过10℃日数主要为递增趋势，而且后期递增较前期更为显著。
（5）城市化因素可能对辽宁省的稳定通过0℃、10℃积温及其持续日数增加有明显影响，但其定量估计还需要今后深入研究。
致谢：国家气候中心任国玉研究员对本文给予指导, 并提出了建设性修改意见, 在此谨致谢意!
IP CC, 2001. Climate change 200l:Syn—thesis Report——Contribution ofWorking Group Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M].
Cambridge:Cambridge University Press, United Kingdom.
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