CCRL  >> Vol. 7 No. 3 (May 2018)

    云南烟后套种豌豆的气候特征及影响分析
    Analysis on Climatic Characteristics and Influence of Interplanting Pea after Growing Tobacco in Yunnan

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作者:  

张中平,孙永海,王学辉,李晓荣,樊应虎:云南省楚雄州农业科学院,云南 楚雄;
鲁 敏:楚雄技师学院,云南 楚雄;
鲁永新:云南省楚雄州气象局,云南 楚雄

关键词:
姚安县烤烟后套种豌豆主成分分析Mann-Kendall突变检验小波分析Yaoan County Interplanting Pea after Growing Tobacco Principal Component Analysis Mann-Kendall Analysis Wavelet Analysis

摘要:

云南省有91个县种植烟草,种植面积和收购量占全国的35%~40%,烟田套种菜豆已成为云南高原特色种植的重要组成部分。为有效利用云南烟区烟后(8~12月)光照充足、干热适中的晚秋气候资源,发展烟后套种食米豆的特色种植,本文以云南中北部烟区姚安县烟后套种晚秋豆生育期气候特征分析为例,用EOF经验正交、气候倾向、Mann-Kendall突变检验和小波周期法分析了姚安县1961~2014年(8~12月)气温、降水、日照、结冰日数等气候因子的综合气候影响及降水和温度变化特征,结果得出:烟后套种豆生育期间,光日照因子成分、湿因子成分和热量因子成分对豆生长影响呈正贡献、结冰日数影响呈负贡献;近56年8~12月降水量呈21.2/10a减少趋势,且变化趋势显著,1977、2002年分别发生突变;积温呈23.0/10a d增加变化趋势显著,1997年产生突变;霜日数呈1.1˚C/10a减少趋势变化最显著,1964、1966和1976年发生突变;冷时段平均最低气温呈0.2˚C/10a上升趋势不明显;综合气候影响指数、干湿因子和热量因子主成分影响主振荡周期分别为17a、16a和7a;时段降水量主振荡周期29a、次振荡周期16a,00年以后2~4a左右周期最明显;积温主振荡周期7a;豆生长后期平均最低气温存在11a的主振荡周期和7a的次振荡周期;豆产量形成关键期霜日数存在19a、3a的并联主振荡周期和7a的次振荡周期。

There are 91 counties in Yunnan province where tobacco is grown, accounting for 35%~40% of the whole country in terms of planting area and purchasing quantity. Interplanting beans in tobacco fields has become an important part of Yunnan plateau characteristic planting. In order to make effective use of the late autumn climate resources with sufficient light and moderate dry heat after smoking in Yunnan tobacco-growing areas and develop the characteristic planting of interplanting rice peas after smoking, this paper takes the analysis of climate characteristics in the growing period of interplanting late autumn peas after smoking in Yaoan tobacco-growing areas in central and northern Yunnan as an example, and uses empirical orthogonality, climate tendency, Mann-Kendall mutation test and wavelet periodic analysis to analyze the comprehensive climate influence and precipitation and temperature change characteristics of climate factors such as temperature, precipitation, sunshine and freezing days in Yaoan from 1961 to 2014 ( August to December). The results show that: during the growing period of interplanting beans after smoking, light in recent 56 years and the precipitation from August to December showed a significant decreasing trend of 21.2/10a, and the trend of change was significant, with abrupt changes in 1977 and 2002 respectively. The accumulated temperature showed a significant increasing trend of 23.0/10a d, and there was a mutation in 1997. The decreasing trend of frost days is 1.1˚C/10a with the most significant change, and mutations occurred in 1964, 1966 and 1976. The average minimum air temperature in cold period showed no obvious upward trend of 0.2˚C/10a. The main oscillation periods influenced by main components of comprehensive climate impact index, dry and wet factors and heat factors are 17a, 16a and 7a respectively. The main oscillation period 29a and the sub-oscillation period 16a of the precipitation in the period are the most obvious after 2 - 4 years. Accumulated temperature main oscillation period is 7a; the average minimum air temperature in the later growth stage of pea has a main oscillation period of 11a and a sub-oscillation period of 7a. There are 19a, 3a parallel main oscillation periods and 7a sub-oscillation periods in the frost days of the critical period of pea yield formation.

1. 前言

云南是我国烟草面积最大、产量最高的省份,种植面积稳定在36.7万hm2左右,全省现有618.7 hm2耕地面积中,有次适宜以上烤烟种植面积达497.1万hm2占80.34% [1] 。图1哀牢山及以东以北的大理、楚雄、昆明、玉溪、曲靖、红河、文山等地区海拔1300~2000 m的大部分区域是云南烤烟种植的适宜区和

Figure 1. Tobacco planting suitable climatic zones and the most suitable climate zone in Yunnan

图1. 云南烤烟种植的适宜气候区和最适宜气候区分布

为调整传统农业种植结构,带动农民致富,云南各地积极探索以烤烟后套种秋白菜、青豌豆、马铃薯等为主的烟后晚秋作物种植让农民得到了实惠 [3] - [8] 。姚安县地处云南省中北部烟区,东经100˚56'~101˚34'、北纬25˚13'~25˚45'之间的山间坝子,平均海拔1870 m,面积119 km2,是云南省1650~2000 m高原山间盆地、坡地烤烟种植区中典型的代表地区。气候温暖,干湿分明,日照丰富,年平均气温15.2˚C,最热月平均气温20.8˚C,最冷月平均气温8.0˚C,极端最高气温34.0˚C,极端最低气温−8.4˚C;全年无霜期240 d,稳定通过10˚C的积温4987˚C∙d;年降雨量776 mm,雨季降水占全年降水量的89%,干季降水量占全年降水量的11%,雨季开始期介于5月5日至6月26日之间,结束于10中旬;年日照时数2400 h;干旱、局地洪涝和低温冻害是主要的气象灾害 [9] 。2009~2014年连续5年姚安县按集成品种、种植时间、种植密度、水肥管理、病虫害综合防治措施统一的种植技术在全县烤烟、玉米后套种长寿仁食米豌豆实现了平均纯收入53,580元/hm2。其中2013年烤烟(玉米)后套种长寿仁食米豌豆1466.67 hm2,实现经济收入1.1亿元,2014年套种2200 hm2,实现经济收入1.65亿元,仅栋川镇清河村委会烟后套种100.97 hm2,实现总产1073 t、总产值813万元,按7.58元/㎏均价计算,平均产值80,590.5元/hm2。姚安县合理利用气候资源,优化烤烟、玉米后套种长寿仁青豌豆种植模式,在云南省楚雄州、玉溪市、临沧市、昭通市等多地的烤烟、玉米后套长寿仁食米豌豆种植推广中,推广种植规模和经济效益影响突出 [6] [7] [8] ,推广潜力巨大,种植模式正规模化逐步向周边地区辐射,并向云南全省烤烟种植区辐射。

为合理、充分利用烟后晚秋气候资源、推广烤烟、玉米后套种豌豆,深入分析烟后套种豌豆生育期的气候、气候变化特征和气象灾害发生规律,科学引导云南烤烟种植区推广烟后套种,本文以姚安县烟后套种食米豌豆生育期气候特征分析及影响为例,用经验正交EOF分析、小波周期分析、气候倾向分析和Mann-Kendall趋势突变检验方法对姚安县1961~2014年食米豌豆生育期(晚秋8~12月)的气温、降水、日照、结冰日数等多气候因子拟合的综合气候影响指数、期间降水和温度变化特征和影响进行分析。基于云南省烤烟种植区,特别是适宜种植区和最适宜种植区,高原季风气候特征高度相似的特点,分析结论适用于云南除滇东北、滇东和滇南湿热区以外的绝大部分烟区。

2. 资料与方法

2.1. 资料来源

云南全省近30年(1981~2010年)平均值资料来源于云南省气候中心统计数据,姚安县1961~2014年8~12月合计降水量、5毫米以上降水日数、日照时数、积温、晴天日、结冰日数,低温时段气温,照百分率资料来源于楚雄州气候资源管理与查询系统。

2.2. 分析时段和因子的选取

根据姚安县连续5年烤烟、玉米后套种长寿仁食米豌豆种植试验结论,选取了8~12月时段降水量、积温,11月20日至12月20日结冰日数、时段平均最低气温,11~2月平均气温,12月上旬至2月上旬时段平均气温,年相对湿度,日照时数和日照百分率。适当的降水量和时段积温是晚秋作物能否正常生长的必要条件、晚秋作物生长后期结冰日数的多少和最冷时段平均最低气温的年际变化直接影响着烟后套种豌豆食米青豆采收期长短,最终影响总产量。

2.3. 分析方法

2.3.1. 主成分分析法的计算 [10] - [15]

主成分分析原理是以降维的思想,把众多变量转化为少数几个综合指标,这几个综合指标均为原始变量的线性组合;综合指标保留了原始变量的主要信息,彼此之间又不相关,从而使复杂的问题简单化,使原始变量的信息集中到几个主要指标因子上进行分析。步骤如下:

数据的标准化处理:

Y i j = X i j X j ¯ S j , i = 1 , 2 , , I ; j = 1 , 2 , , J

式中Xij为第i个样本的第j个指标的原始数据; X j ¯ ,Sj,分别为第j个指标原始数值的平均值和标准差。

计算相关矩阵(R);

求R的第j个特征值 ( λ 1 , λ 2 , , λ j ) 及对应的特征量 ( U 1 , U 2 , , U j )

计算主成分:主成分分量个数通过累积方差贡献率E确定;

E = k = 1 m λ k / j = 1 j λ j

一般当E > 85%时的最小m,可得主超平面维数m,对m个主成分进行综合分析,得到主分量Zk

Z k = j = 1 j U k j X j , j = 1 , 2 , , J ; k = 1 , 2 , , m

式中Ujk为特征量Uk的第j个分量;Xj为评价的综合指数所选的评价指标。

求主成分权重ek e k = λ k / j = 1 j λ j , k = 1 , 2 , , m ; j = 1 , 2 , , j

综合评价指数Z: Z = k = 1 m e k Z k

2.3.2. 小波分析基本原理 [16] - [20]

小波分析的基本思想是用一簇小波函数系来表示或逼近某一信号或函数。因此,小波函数是小波分析的关键,它是指具有震荡性、能够迅速衰减到零的一类函数,即小波函数 ψ ( t ) L 2 ( R ) 且满足:

+ ψ ( t ) d t = 0 (1)

式中 ψ ( t ) 为基小波函数,它可通过尺度的伸缩和时间轴上的平移构成一簇函数系:

ψ a , b ( t ) = | a | 1 / 2 ψ ( t b a ) 其中, a , b R , a 0 (2)

式中 ψ a , b ( t ) 为子小波;a为尺度因子,反映小波的周期长度;b为平移因子,反应时间上的平移。若 ψ a , b ( t ) 是由(2)式给出的子小波,对于给定的能量有限信号 f ( t ) L 2 ( R ) ,其连续小波变换(Continue Wavelet Transform,简写为CWT)为:

W f ( a , b ) = | a | 1 / 2 R f ( t ) ψ ¯ ( t b a ) d t (3)

式中 W f ( a , b ) 为小波变换系数; f ( t ) 为一个信号或平方可积函数;a为伸缩尺度;b平移参数; ψ ¯ ( t b a ) ψ ( t b a ) 的复共轭函数。地学中观测到的时间序列数据大多是离散的,设函数 f ( k Δ t ) ,( k = 1 , 2 , , N

Δ t 为取样间隔),则式(3)的离散小波变换形式为:

W f ( a , b ) = | a | 1 / 2 Δ t k = 1 N f ( k Δ t ) ψ ¯ ( k Δ t b a ) (4)

由式(3)或(4)可知小波分析的基本原理,即通过增加或减小伸缩尺度a来得到信号的低频或高频信息,然后分析信号的概貌或细节,实现对信号不同时间尺度和空间局部特征的分析。将小波系数的平方值在b域上积分,就可得到小波方差,即

V a r ( a ) = | W f ( a , b ) | 2 d b (5)

小波方差随尺度a的变化过程,称为小波方差图。由式(5)可知,它能反映信号波动的能量随尺度a的分布。因此,小波方差图可用来确定信号中不同种尺度扰动的相对强度和存在的主要时间尺度,即主周期。

2.3.3. K-M检验法(Mann-Kendall) [21] [22]

S k = i = 1 k j j 1 α i j ( k = 1 , 2 , 3 , 4 , , n )

其中, α i j = { 1 x i > x j 0 x i x j ( 1 j I ) 定义统计变量

U F k = | s k E ( s k ) | | V α γ ( S k ) | ( k = 1 , 2 , 3 , 4 , , n )

式中 E ( S k ) = k ( k + 1 ) / 4 V a r ( S k ) = k ( k 1 ) ( 2 k + 5 ) / 72

UFk为标准正态分布,给定显著水平а(а = 0.05, u0.05 = 1.96),若 | U F 1 | U a / 2 ,则表明系存在明显的趋势变化。将时间系列按逆系排列,再按照上式计算,同时使

{ U B k = U F k k = n + 1 k ( k = 1 , 2 , 3 , 4 , , n )

通过分析统计量UFk和UBk可进一步分析系列X的趋势变化,并明确突变时间,指出突变的区域。若UFk值大于0则表示系列呈上升趋势,小于0则表示呈下降趋势;当它们超过临界值时,表示上升或下降趋势显著。若UFk和UBk这两条曲线出现交点,且交点在临界值线之间,则交点对应的时刻就是突变开始时刻。

2.3.4. 气候趋势(倾向)分析方法 [23] [24]

气候趋势(倾向)分析方法是分析气象要素随时间变化趋势倾向和变化幅度特征,xi为样本量为n的气象要素变量,ti为xi所对应的时间,用一元一次回归方程描述

x i = a + b t i ( i = 1 , 2 , 3 , 4 , , n )

其中,a为回归常数,b为回归系数,a和b可用最小二乖法进行估计,趋势系数用相关系数进行显著性检验。

3. 结果与分析

3.1. 姚安县烤烟后套种豌豆生育期间气候特征分析

3.1.1. 综合气候影响指数的主成分(EOF)分析

根据姚安县连续5年的烤烟、玉米后套种长寿仁食米豌豆种植试验结论,对烤烟后套种豌豆生长时段(8~12月)的多个气候影响因子做综合气候影响的主成分分析,分析了姚安县近54年(1961~2014年)的热量(时段积温、结冰日数、最低气温)、光照(日照时数、日照百分率)、干湿(时段降水量和降水日数)气候因子(见表1)的主分量和气候资源综合影响指数;确定主成分指标因子个数的因子荷载率(见表2);针对每个主成分指标因子与标准变量线性组合关系的表达式,以权重较大的多个标准变量(对应表2中的影响因子)来综合解释主成分指标因子的物理意义 [19] [20] (见表3)。因子荷载率绝对值大小反映因子与主成分的相关程度,一般当因子ㄧ荷载率ㄧ ≥ 0.6时主为该气象因子与主成分相关程度足够大,表3中列出的主成分Y7×54的前3个特征向量的累积方差已达84.52%,即用前3个主成分因子就可以解释54年7个

Table 1. Selected climate factors and codes in the study

表1. 本研究选取的气候影响因子及代号

Table 2. Xpn eigenvalues of the correlation matrix and contribution rate of variance

表2. Xpn相关矩阵特征值及方差贡献率

Table 3. Eigenvectors of the correlation matrix (Vmp matrix)

表3. 样本相关矩阵的特征向量(Vmp矩阵)

气候因子变量的总方差,故只需计算3个主成分因子的得分值Z1,Z2,Z3和综合评价指数得分值Z即可做姚安烤烟后套种豌豆生长发育期的综合气候影响指数演变特征的客观分析,Z值计算表达式略 [19] 。

表3中第1主成分表达式中荷载率较大的气候影响因子变量依次是X4,X7共2个影响因子,它们反映了姚安县烤烟后套种豌豆生育期间光照质量资源的周期变化,即光照因子,其中X4是(8~12月)期间逐年的日照时数分布,X7是(8~12月)期间逐年的日照百分率分布,这2个气候影响因子集中反映了姚安县烤烟后套种豌豆生育期综合气候影响指数中光因子的贡献;因子荷载率为正说明各年间光照对烤烟后套种豌豆的影响呈正比。第2主成分中荷载率较大的影响因子依次是X6,X3共2个气候影响因子,主要反映了姚安县烤烟后套种豌豆生育期间(8~12月)湿度条件的逐年分布,即降水影响因子;其中X6是姚安县(8~12月)期间逐年≥5 mm的降水日数分布,X3是姚安县烤烟后套种豌豆生育期间(8~12月)期间逐年的合计降水量分布,因子的荷载率均为正说明姚安县各年间湿度(降水)对烤烟后套种豌豆的影响呈正比。第3个主成分中荷载率较大的气候影响因子依次是X5,X2,X1这3个因子,即热量因子,它们分别反映了姚安烤烟后套种豌豆生育期间(8~12月)热量条件的逐年分布,其中X5为烤烟后套种豌豆生长期间最冷时段平均最低气温,X2为11月下旬至12月中旬结冰日数,X1为烤烟后套种豌豆生育期间的总积温;X5和X1的子贡献率为正,说明期间总积温和最冷时段气温高对烤烟后套种豌豆的影响呈正贡献。X2的因子贡献率为负,说明烤烟后套种豌豆生长后期霜日多会造成采收期缩短、总产减产或受损等。

3.1.2. 时段降水量、积温和气温的气候变倾向及气候突变检验分析

烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~12月)降水量呈21.2/10a减少趋势明显,趋势系数0.365 (通过了0.01的信度检验),变化趋势显著,降水量UF曲线总体呈波动下降,其中1977产生一次突变,并在1990年通过0.05信度检验,2002年又产生第二次明显的波动下降突变,在2011年通过0.05信度检验;积温呈23.0/10a∙d增加趋势明显,趋势系数0.479 (通过了0.01的信度检验),变化趋势显著,积温UF曲线呈明显的波动上升,1997年产生突变并通过0.05信度检验,气温上升变化显著(见图2)。

姚安县烤烟后套种豌豆生育期后期时段有霜日数呈1.1˚C/10a减少趋势明显,趋势系数0.349 (通过了0.01的信度检验),变化趋势显著,有霜日数UF曲线呈波动下降,其中1964、1966和1976年发生突变,1976年后下降变化明显1980年通过0.05信度检验;最冷时段11月下旬至12月上旬平均最低气温呈0.2˚C/10a上升趋势不明显,趋势系数0.221 (未通过0.05信度检验),最冷时段气温UF曲线波动变化趋势不明显,未通过0.05信度检验(见图3)。

3.1.3. 主成分综合气候影响指数、干湿因子分量、热量因子分量的周期变化特征

烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~10月)综合气候影响指数在不同时间尺度上振荡周期分析(图4),图4(a)、图4(b)表明期间成分综合气候影响指数存在3a、17a、29a左右的周期振荡,以17a左右的振荡周期最强,为第一主周期,其次依次为29a、3a,3a左右周期在60~80年代与17a左右周期相叠加,80年代以3a左右周期最明显;图4(c)、图4(d)表明干湿因子(期间降水量)存在2a、4a、8a、16a、31a左右的周期振荡,以16a左右的振荡周期最强,为第一主周期,其次依次为31a、8a、4a、2a,16a左右周期在60~90年代与31a左右周期相叠加,00年以后2~4a左右周期最明显;图4(e)、图4(f)表明热量成分因子存在3a、7a、24a、45a左右周期振荡,以7a左右振荡周期最强,为第一主周期,其次依次为45a、3a、24a,7a左右周期在60~70年代与24a左右周期相叠加,90年代以后2~4a左右周期最明显。

3.1.4. 烤烟后套种豌豆生育时段积温、降水、最冷时段气温和结冰日数的周期变化特征

烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~10月)积温在不同时间尺度上的振荡周期分析(图5),图5(a)、图5(b)表明时段积温存在3a、7a、14a、25a、45a左右的周期振荡,以7a左右的振荡周期最强,为第一主周期,其次依次为45a、3a、25a、14a,14a左右周期在90~00年代与25a左右周期相叠加,70年代以3a左右周期最明显;图5(c)、图5(d)表明烤烟后套种豌豆生育期间时段(11月21日~12月10日)平均最低气温存

(a) (b) (c) (d)

Figure 2. Characteristics of precipitation and temperature and accumulated temperature

图2. 降水量、积温、气温气变化特征分析

(a) (b) (c) (d)

Figure 3. Number of freezing days and coldest time minimum temperatures

图3. 结冰日数和最冷时段平均最低气温

在3a、7a、11a、17a、44a左右的周期振荡,以11a左右的振荡周期最强,为第一主周期,其次依次为7a、17a、3a、44a,11a左右周期在80及00年代与44a左右周期相叠加,80年代以17a左右周期最明显;图5(e)、图5(f)表明烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~10月)降水量存在2a、4a、8a、16a、29a左右的周期振荡,以29a左右的振荡周期最强,为第一主周期,其次依次为16a、4a、8a、2a,16a左右周期在70~00年代与29a左右周期相叠加,00年以后2~4a左右周期最明显;图5(g)、图5(h)表明烤烟套种豌豆生育期内产量形成关键期间霜冻日数存在3a、7a、10a、19a左右的周期振荡,以19a、3a左右的振荡周期最强,可并联第一主周期,其次依次为7a、10a,7a左右周期在整个研究时段内多与19a左右周期相叠加。

4. 讨论与结论

云南烤烟种植区分布广,种植适宜区和最适宜区绝大部分分布在哀牢山及以东、以北的大理、楚雄、昆明、玉溪、曲靖、红河、文山等地海拔1300~2000 m地带,滇中及以西的烤烟种植区晚秋气候及特征度高相似,雨季基本结束期于10月中下旬。烤烟后(8~12月)降水适中,气候温凉,日照丰富,秋后气温下降速度慢,霜期稍偏晚,适宜豌豆生长。姚安县属云南省烤烟种植适宜气候区内纬度较高、海拔较高(1650~2000 m)的典型代表区,干湿分明的北亚热带季风气候及特征在一定程度能代表云南省大部分烤烟种植区的平均气候状况 [25] 。云南滇中以西烟区因地形和昆明静止锋的阻挡作用,烟区内西部受冷空气侵袭次数和强度低于东部 [24] [26] [27] ,霜冻天气危害风险小于东部。姚安县充分利用烤烟后(8~12月)日照丰富、干热适中的温凉气候套种豌豆,获得连年丰产、农民增收效益明显,在云南中部烟区具有很好的推广前景,发展潜力大。

Figure 4. After tobacco intercropping peas during the reproductive period (August-October), comprehensive climate index, dry and wet factor, heat cycle of wavelet and wavelet variance

图4. 烟后套种豌豆生育期间时段(8~10月)综合气候指数、干湿因子、热量因子的小波周期和小波方差

本文用经验正交EOF分析、气候倾向分析、Mann-Kendall趋势突变检验和小波周期分析法分析了姚安县1961~2014年烤烟后套种食米豌豆生育期间(8~12月)气温、降水、日照、结冰日数等气候因子拟合的综合气候影响指数及期间降水量、积温和气温的年际变化特征。基于云南烟集中种植区气候特征相似度高、姚安县地理和晚秋气候特征在云南植烟区处于纬度偏北、气温偏低、降水偏少、霜日数偏多的特点及烟后套种食米豌豆主要的气候风险是晚秋季干旱和收获期重霜冻,透过对姚安烟后套种豌豆生育期间的气候特征分析,可以清晰地了解云南省烤烟种植区烤烟后套种豌豆的气候可利用资源和气候风险,分析结论可应用于云南省绝大多数烤烟种植区推广烟后套种食米豌豆,研究结论还在一定程度上提高了

Figure 5. After Tobacco intercropping peas birth-time temperature, precipitation and cold temperatures and icy day wavelet variation and wavelet variance

图5. 烟后套种豌豆生育时段积温、降水、最冷时段气温和结冰日数的小波周期变化和小波方差

云南烤烟集中种植区内烟后套种豌豆的抗风险信度检验标准。

本文用气候因子对比法分析了姚安县烤烟后套种食米豌豆生育期间气候与全省烤烟集中种植的适宜气候区和最适宜气候区相同时段主要气象影响因子的差异性,论证了以姚安的烟后套种豌豆生育期间气候及变化做云南省烤烟集中种植区烤烟后套种豌豆生育期间气候及变化特征分析的可行性。用经验正交EOF分析、气候倾向分析、Mann-Kendall突变检验、小波周期分析方法分析了姚安县1961~2014年(8~12月)气温、降水、日照、结冰日数等气候因子的气候倾向变化趋势分析、突变分析、气候因子主成分的综合气候影响指数和期间降水和温度的周期变化特征分析,结论如下:

姚安县地处哀牢以东、以北的云南省烤烟集中种植区中的气候适宜区,地理纬度和海拔高度较高,烟后套种食米豌豆生育期间(8~12月)属有霜日数多,时段积温较低、平均气温偏低、降水量偏少区域,豌豆生育期间气候风险高于云南烤烟集中种植气候适宜区的其它县市,以姚安县为例分析云南烟后套种豌豆生育期间时段气候及变化特征分析可行。

主成分分析结论,烟后套种食米豌豆生育期间(8~12月)光照因子对豌豆生育期间综合影响呈正贡献,即光日照越长对豌豆生长越有利;湿度(降水量和降水日数)因子对豌豆生育期间综合影响呈正贡献,即降水量越多、降雨日数越多,对豌豆生长越有利;热量因子中,积温和最冷时段平均气温对豌豆生育期间综合影响呈正贡献、结冰日数呈负贡献,即期间积温和最冷时段平均气温越高对豌豆生长越有利、霜日数越多对豌豆生长越不利。

烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~12月)降水量呈21.2/10a减少趋势明显,变化趋势显著,通过了0.01的信度检验;降水量下降趋势明显,1977、2002年分别发生突变;积温呈23.0/10a∙d增加趋势明显,变化趋势显著,1997年产生突变;有霜日数呈1.1˚C/10a减少趋势最明显,变化趋势显著,1964、1966和1976年发生突变;冷时段平均最低气温呈0.2˚C/10a上升趋势不明显,变化趋势不显著。

烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~10月)综合气候影响指数、干湿因子和热量因子主成分分别存在17a、16a和7a的主振荡周期变化。

烤烟后套种豌豆生育期间时段(8~10月)降水量存在29a主振荡周期和16a的次振荡周期变化,00年以后2~4a左右周期最明显;时段积温存在7a的主振荡周期变化;豌豆生育期间时段(11月21日~12月10日)平均最低气温存在11a的主振荡周期,7a的次振荡周期;豌豆生育期内产量形成关键期间霜冻日数存在19a、3a的并联主振荡周期和7a的次振荡周期。

基金项目

国家现代农业产业技术体系建设专项资金资助(CARS-3);云南省优质麦类新品种选育及示范推广项目。

参考文献

文章引用:
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