1. 引言
IPCC第4次报告指出，最近100年全球平均气温上升了0.74℃ [1] ，给自然生态、工农业和社会经济各方面带来了许多新问题，尤其是对农业的影响更为严重 [2] [3] 。杨晓光等人对近年来气温和降水的变化及其对农业的影响作了许多研究 [4] [5] [6] [7] ，孙兰东等人分析了西北地区热量资源对气候变化的响应特征 [8] [9] [10] 。目前针对阿勒泰地区气候变化的研究较多，但对农业气候资源的研究尚为空白。
阿勒泰市位于新疆西北部，拥有耕地面积40多万亩，盛产玉米、小麦、油葵等农产品，是新疆重要的农牧业生产基地。本文进一步分析了农业气候资源变化趋势，为政府部门充分利用当地气候资源指导农业生产提供科学依据。
2. 资料和方法
2.1. 研究区概况
选择站点为阿勒泰国家基准气象站，位于新疆阿勒泰市区西北部，北纬47˚44'，东经88˚05'，观测场海拔高度735.3 m。资料选取1961~2017年的平均气温、降水量、≥0℃及 ≥ 10℃积温等气候资料。阿勒泰地区按照4~5月为春季、6~8月为夏季、9~10月为秋季、11月至次年3月为冬季划分季节。
2.2. 研究方法
本文采用最小二乘法建立一元线性方程Y = at + b。式中Y为气象要素，t为时间，b为回归常数，a为回归系数 [11] ，10 a称为气候倾向率，表示气象要素每10 a的变化率，并采用F检验对线性倾向率进行显著性检验，统一以显著性水平达到α = 0.01作为通过检验的标准。
3. 热量资源分析
3.1. 气温年代际变化
阿勒泰57年平均气温为4.6℃，最低年出现在1969年，为1.7℃，最高年出现在2007年，为6.3℃；经线性拟合分析，上升速率为0.2℃/10 a (图1)，通过了显著性检验，为平缓变暖趋势。
由表1知，20世纪60~70年代，年平均气温基本没有变化；1980~2000年明显增高，是气温变幅最大的阶段；进入1990年代后气温平缓上升。总之，各年代际平均气温总体呈上升趋势。
3.2. 气温季节变化
对季平均气温的年代际变化(表1)分析发现，四季气温变化趋势不一致，其中春、夏季自1960年代至70年代是持续下降的，从90年代开始呈波动上升趋势；秋季气温在60年代是偏冷阶段。其它时期变化不大；冬季年代际增温变化趋势明显，对气候变暖增温贡献最大，而在秋冬季节气温相对偏高，对畜牧业及冬季设施农业比较有利。
Figure 1. Variation of year mean temperature from 1961 to 2017 in Aletai
图1. 1961~2017年阿勒泰市年平均温度变化
Table 1. Distribution of inter-decada temperature anomaly (unit: ˚C) during 1961-2017
表1. 1961~2017年阿勒泰市气温年代际距平分布(单位：℃)
3.3. ≥0℃积温年代际变化
≥0℃积温气候平均值为3303.8℃，呈现波动上升趋势，以22.9℃/10 a倾向率增加(见图2)。
≥0℃积温可分为4个变化阶段：1961~1973年平均积温为3256.5℃∙d，比多年平均值低47．5℃∙d，属于热量偏少阶段；1974~1982年平均值为3358.8℃∙d，比多年均值少55.8℃∙d；1983~1996年为显著减少阶段，比多年平均值低128.3℃∙d；1997~2017年积温为3395.4℃∙d，比多年平均值高92.8℃∙d，是热量资源逐渐增加阶段。≥0℃活动积温的增加，使农作物生长季延长，对作物种植提供了有利的生存环境。
Figure 2. Variation of ≥0˚C accumulated temperature
图2. 阿勒泰地区 ≥ 0℃积温变化
3.4. ≥10℃积温年代际变化
近57年来阿勒泰地区 ≥ 10℃积温平均值为2707.2℃∙d，增加速率为9.6℃∙d/10 a (图略)，缓慢上升趋势，但未通过显著性检验。从时间上与 ≥ 0℃积温的变化特征基本一致，从1997年开始呈现阶段性偏高趋势。阿勒泰地区日平均温度稳定10℃，主要分布在5~9月，包含了大多喜温作物的全生育期，≥10℃活动积温的增加，对提高作物产量非常有利。
4. 水资源分析
4.1. 降水年代际变化
阿勒泰市年降水量平均值为198.9 mm。其中，最大值为338.5 mm，出现在2000年；最小值为76.4 mm，出现在1962年。从图3可以看出，降水量呈逐渐增加趋势，变化倾向率15.0 mm/10 a，通过了显著性检验。
Figure 3. Variation of annual precipitation from 1961 to 2017 in Aletai
图3. 阿勒泰市1961~2017年年降水量变化
降水大体上可分为2个变化阶段：21世纪60年代至83是少雨阶段，比30年平均值212.6 mm偏少45.5 mm。自1984年开始降水呈波动增加趋势，其间年平均降水量为220.0 mm，比历年平均值(212.6 mm)略偏多，降水量距平为正值的年份明显多于负值的年份，其中出现1984、1993、2010年3个丰水年，1985、2008和2014年为严重干旱年。
4.2. 降水季节变化
阿勒泰市春季占全年降水量的15%；夏季降水量最大，约占全年降水量的30%；秋季占16%；冬季占39%。尽管年平均降水量呈缓慢增加，但是各季降水变化并不相同，春季降水量变幅最小；夏季降水量1960至80年代中期只有6个正距平年，1985开始降水增加明显；秋季趋势变化不大；冬季降水呈增加趋势，其增加速率为9.2 mm/10 a，说明阿勒泰市降水增加趋势是由冬季降水增加造成的。
5. 结论与讨论
1) 年平均气温为4.6℃，总体呈上升趋势。四季气温变化趋势不一致，冬季增温变化趋势明显，对气候变暖贡献最大。
2) ≥0℃积温平均值为3303.8℃∙d，呈现波动上升趋势，增加速率为22.9℃/10 a。1997年开始热量资源逐渐增加态势明显。
3) ≥10℃积温平均值为2707.2℃∙d，呈缓慢上升趋势，从1997年开始呈现阶段性偏高态势。
4) 降水呈逐渐增加趋势，变化倾向率为15.0 mm/10 a，20世纪60年代至80年代前期是少雨阶段，自1984年开始波动增加；夏季自1985年开始呈略微增加趋势，冬季降水增加趋势显著。
5) 气候变暖，积温增加，加快了春小麦生育进程，各发育期均提前，使作物种植结构发生明显改变；喜温作物玉米熟性提高，产量增加。持续暖冬，且冬季降水增加，导致病虫害越冬基数增多，20世纪90年代以来，赤霉病、锈病、玉米螟等发生频率呈上升趋势。
基金项目
新疆阿勒泰地区气象局科研项目：阿勒泰地区农业气象指标研究。