引言

20世纪全球气候变暖已经是不争的事实。IPCC第一工作组的报告认为，全球平均温度在20世纪期间增加了0.4~0.8 ℃。在仪器记录时期，20世纪90年代很可能是最暖的10年，1998年很可能是最暖的1年^[1]。温度升高引起的地球环境的变化改变了全球许多地方的物候现象^[2~7]。

IPCC综合报告认为，在北半球，特别是在高纬度地区，生长期在过去的40年中每10年大约变长1到4天^[8]。Menzel等人利用1959~1993年国际物候花园 (IPG) 里观察到的资料得出欧洲的生长期增长了10.8天，他们的物候模式还显示这就是由温度升高引起的^[5]；Myneni等人利用1981~1991的卫星资料，估计北半球的生长期提前了8±3天，延迟了4±2天^[6]。国内的一些学者对这些问题也予以了关注，从不同角度对我国的气候和物候变化进行了研究^[9~17]，但系统分析我国生长期变化的研究还很少。本文尝试从界限温度起讫时间的角度入手，采用我国系统的地面观测记录，对中国大陆1961~2000年的气候生长期变化趋势进行研究。这项研究将有助于进一步分析我国陆地生态系统对于全球气候变化的响应及其未来演化趋势。

1 方法和资料

影响植物生长期的因素很多，温度是其中的一个关键因子。本文按照在农业气候分析中经常使用的界限温度，采用气候生长期来研究中国过去40年植物生长期的变化情况。理论上讲，气候生长期应针对不同作物对温度的特殊要求进行确定；这里，结合我国的种植制度和现实状况，主要研究日平均气温稳定通过0 ℃的气候生长期。气候生长期的始日定义为5日滑动平均气温≥0 ℃的日期，终日定义为5日滑动平均气温＜0 ℃的日期。气候生长期以天数表示。

资料来源于中国气象局国家气象中心资料室提供的全国726个测站的逐日平均气温记录。为了保证资料的均一性，剔出了存在缺测问题以及时间覆盖不够的测站，统一选取了642个站点1961~2000年的逐日平均气温记录，进行统计分析 (图 1)。

按照上述定义，计算了642个站点1961~2000年的逐年气候生长期，再将642个站的气候生长期按年对应进行算术平均，得出中国1961~2000年的逐年气候生长期，绘制出中国1961~2000年气候生长期的变化图，并作了一次线性趋势拟合。为了更清楚的反映气候生长期的年际和年代际变化特点，分别计算了1961~2000年期间全国以及北方、南方和青藏高原逐年气候生长期的距平，并绘制成图。由于中国地域广阔，为了揭示区域差异，按区域自然地理特点和行政单元把全国分成青藏高原 (青海和西藏)、北方 (秦岭与淮河以北省区) 和南方 (秦岭与淮河以南省区)3大区域 (图 1)，然后按上述相似方法分别对各区气候生长期进行了计算和分析。

此外，为了描述气候生长期变化的空间特征，利用参考文献[18]、[19]的方法，分别计算了642个站点40年 (1961~2000年) 的气候生长期的趋势系数，并绘制了等值线分布图。

2 结果及其分析

图 2给出了中国1961~2000年期间全国以及北方、南方和青藏高原气候生长期的逐年变化及其线性趋势。

可见，从1961~2000年，无论是全国范围，还是在各大区域内，中国的气候生长期都有较为明显的增加趋势。一次线性趋势拟合所得的变化倾向率全国为0.1641、北方、南方和青藏高原分别为0.2542、0.1052、0.4558。因此，在40年中，气候生长期在全国范围增加了6.6天，北方地区增加了10.2天，南方地区增加了4.2天，在青藏高原则增加了18.2天。显然，在高纬度地区的北方和高海拔的青藏高原，气候生长期的增加更为明显，青藏高原是40年来气候生长期增加最快的地区。

图 3分别给出了中国1961~2000年期间全国以及北方、南方和青藏高原逐年气候生长期的距平。

可见，从年际和年代际变化特点看，20世纪60年代，全国的气候生长期呈缩短趋势，各个地区的最小值均出现在60年代末；70年代初，全国气候生长期都有明显增加，恢复到多年平均水平；但随后的变化，各地区间稍有不同，其中南方地区和青藏高原在整个70年代，气候生长期相对比较稳定，围绕多年平均上下波动，而全国和北方地区在70年代初期回升到多年平均后，气候生长期又有了明显的缩短趋势，到70年代中后期才恢复到多年平均水平；80年代以后，除在80年代中期有一个明显的缩短外，气候生长期总体上呈现上升趋势，特别是从80年代中后期一直到20世纪末，除个别年份，气候生长期的增长都非常显著；但到2000年，气候生长期似乎又有缩短的趋势。

在各个地区，气候生长期的极值出现的时间也比较一致或接近。全国气候生长期的极大值和极小值分别出现在1998年和1967年；北方地区气候生长期的极大值和极小值分别出现在1998年和1969年；南方地区和青藏高原的气候生长期的极大值和极小值都分别出现在1999年和1967年。

虽然从全国和各个地区看气候生长期的年际和年代际变化趋势是一致的，但变化的程度还是存在很大差异。在北方和青藏高原，气候生长期的变化幅度比南方要大得多，其中青藏高原是变化幅度最大的地区，气候生长期的最长与最短年相差36天，北方地区极端值变幅也可达28天。

图 4表示近40年气候生长期的趋势系数等值线。在40年中，除新疆西北部和青海、四川、甘肃三省交界附近等局部地区出现零趋势和负趋势外，全国其它地区均为正趋势。北方地区和青藏高原的变化趋势大于南方地区。在北方，除吉林近海、甘肃西北、新疆西北、青海东南和内蒙古的局部地区外，其它地区的趋势系数都在0.2以上，在东北、华北、西北、青藏高原上更是出现了趋势系数大于0.3的广大地区，其中青海西北、新疆东南、河北和山东的气候生长期趋势系数超过了0.4。在南方各省份，除与高原接壤的四川西北及苏北、皖北外，其它地区的变化趋势都很小，其中浙江南部、江西南部、四川东部、以及福建、广东、广西、贵州、云南等地变化趋势尤其不明显。出现这种情况除了南方温度增暖幅度确实较小外，主要是和这些地区日平均气温常年都在0 ℃以上有关本文定义的气候生长期难以恰当地表现其随时间的演化有关。在云南和贵州交界处，有趋势系数高于0.2，甚至大于0.3的地区，这应与云贵高原的海拔高度较大有关。

3 讨论和结论

在1961~2000年的40年中，全国平均气候生长期增加了6.6天，其中南方地区增加4.2天，北方地区增加10.2天，青藏高原地区则增加了18.2天。

IPCC TAR第二工作组报告提到的有关生长期变化的研究成果^[20]，不同程度的与本文的计算结果接近。其中，除了青藏高原地区稍大以外，我国全国和南方、北方分区的气候生长期的增长范围都在IPCC给出的北半球生长期变幅之内 (1.2~3.6 d/10a)；我国北方地区的气候生长期的变化情况和欧洲的极为相似；由于美国没有给出具体的生长期的变化天数，所以不好与其比较。

20世纪90年代是我国气候生长期增长最明显的时期，1998年是我国1961~2000年中气候生长期最长的年份。这也和IPCC TA R第一工作组报告中认为的20世纪90年代很可能是近140年中最暖的10年，1998年很可能是最暖的1年的结论^[1]相吻合。

从气候生长期变化趋势的地区差异看，我国北方地区和青藏高原增加趋势明显，这和近40~50年地面气温增温速率的空间分布特点也是一致的^[21]。全国气候生长期的变化趋势和北方地区的更为相似。这应和北方地区站点多 (312个)、变化也大 (10.2天)，而南方地区站点虽较多 (271个)、变化却小 (4.2天)，青藏高原变化虽大 (18.2天)、站点却比较少 (59个) 的事实有关。

本文对气候生长期变化特点和趋势的分析是初步的，今后还需要改进和完善。首先，气象观测站点的分布还存在着不均匀性，特别是在我国西北和青藏高原地区，观测站的密度还比较稀；在站点分布不是很均匀的情况下，应该采用内插到格点上的资料进行全国或区域平均，但本文只是采用对区域内所有站点进行算术平均的方法。其次，许多气象台站在1961~2000年期间曾有过迁址，部分站点存在着观测方法的变化，造成资料序列的不连续性，也会对计算的气候生长期变化产生一定影响，需要今后研究中予以考虑。最后，我国北方和青藏高原地区现有台站中的城市站均不同程度存在城市热岛效应增强问题；已有的研究成果指出城市化对气温变化的影响主要是对大城市，而且主要集中在冬季和春季^[22]，城市化对上海气温的影响约为0.20 ℃/29 a^[23]，对北京气温的影响约为0.21℃/33 a^[24]，所以本文给出的气候生长期变化趋势估计很可能偏高了；但本研究没有给出确切的城市热岛影响量值。根据以下三方面的情况:①气候生长期的定义———气候生长期是以天数表示，它的长短实际上主要取决于春季和秋季，②计算方法上做了5天平滑，③所选站点绝大多数是中小城市，我们估计热岛效应影响的量级可能不会很大。

尽管存在上述问题，今后还需要深入研究，但我们对资料时空分布的非均一性问题进行了初步考虑，保证了观测台站时空覆盖的相对一致性，所计算的气候生长期变化同前人的研究成果具有可比性，其总体特点或趋势基本上是可信的。这一研究对于进一步分析我国农业、林业和生态环境系统对全球气候变化的响应具有实际意义。

致谢 叶殿秀、陈军明、邹旭凯、刘艳、孙霞、黄辉为本文的完成提供了诸多帮助，在此一并感谢。