气候变暖对菏泽市冬小麦产量的影响

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摘要：根据1981～2010年菏泽市冬小麦产量和气温资料，采用5a滑动平均法分离出冬小麦气候产量，并将气候产量与气温进行相关分析。结果表明：在冬小麦全生育期内，平均气温呈极显著上升趋势，上升速率为0.54℃/10a，冬季升温较春季升温明显。在18个温度因子中，共有15个因子与冬小麦气候产量呈正相关，其他3个因子与气候产量呈负相关。其中拔节期极端最低气温（X15）、灌浆～成熟期平均气温（X17）与气候产量相关达到了显著水平，相关系数分别为0.41和0.36。

关键词：冬小麦；气候变暖；产量；菏泽

中图分类号：S162.5+3（252） 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）08-0121-03

全球气候变暖已成为不争的事实，近百年来我国气候也发生显著的变化，与全球气温变化总趋势基本一致[1，2]。气候变暖对粮食生产有着明显影响，尤其是对冬小麦生产的影响更为显著，因此气候变暖对冬小麦的影响也成为许多学者关注的热点问题。在小麦产量和气象因子的分析研究上，大多数研究采用的是含有趋势产量的实际产量[3]，也有部分研究分离出了气候产量[4～8]，而气候产量则是作物产量与趋势产量的残差[9]；趋势产量模拟曲线应该符合社会技术各发展阶段的实际，而且要求研究时段内技术发展水平不能发生显著突变。本文选择1981～2010年作为研究时段，该时段内农业生产水平的变化突变不大， 且此时段内影响该地区小麦产量的主要气候要素未发生显著的长期变化， 只存在短周期波动。菏泽地处山东省西南部，暖温带大陆性气候，属于黄河冲积平原，地势平坦，土层深厚，是培植优质农副产品的理想区域，是山东省乃至全国重要的粮食生产基地，素有“粮仓”之称。其中小麦是最主要的粮食作物，在此背景下研究气候变暖对冬小麦产量的影响至关重要。本研究将由气象因素影响的那部分即气候产量提取出来，并将温度因子细化到逐月以及各关键生育期，共18个温度因子，深入探讨冬小麦产量对各月（生育期）温度变化的敏感度，旨在全面分析气温与产量的关联程度，最终确定出研究区与冬小麦产量密切相关的温度因子，为科学合理制定小麦高产栽培管理措施提供参考依据。

1资料与方法

1.1资料来源

菏泽的气候和种植方式均具有典型的区域特征，为了确保数据真实性，避免统计数据方面的误差，本文选取菏泽市气象局作物观测地段实测单产资料，数据年限为1981～2010年。菏泽属于国家农业气象基本站，小麦成熟期取样和产量分析均严格按照国家气象局下发的《农业气象观测规范》中的要求执行。气象资料来自于菏泽市气象局实测数据，数据资料涵盖了1981～2010年旬月平均气温（℃）。

1.2研究方法

在分析单产与气象条件的关系时，为了更真实准确地反映气象条件对单产的影响，需要把趋势产量剔除，因此选择合适的趋势产量求算方法，进而分离得到正确的气候产量至关重要。本文采用5年滑动平均法求解趋势产量，并对此方法计算的气候产量进行验证。

1.2.2因子的选取本研究共选取18个温度因子，详见表2。

1.2.3冬小麦关键生育期划分根据多年冬小麦发育期观测数据，各关键发育期划分如下：10月～12月为播种到越冬期、1月为越冬期、2月上旬～3月中旬为返青期、3月下旬～4月上旬为拔节期、4月为抽穗开花期、5月～6月上旬为灌浆到成熟期。

2结果与分析

2.1产量与温度的相关分析

2.1.1冬小麦生育期内气温变化由图1 可知，菏泽近30年（1981～2010年，下同）冬小麦全生育期内（上年度10月～次年6月上旬）平均气温呈极显著的上升趋势（R=0.66，P

2.1.2温度因子与产量的相关分析由表2可知，冬小麦气候产量与温度密切相关，在18个温度因子中有15个因子与气候产量呈正相关，其中拔节期极端最低气温（X15）和5月（灌浆～成熟期）平均气温（X17）与气候产量达到显著水平，相关系数分别为0.41和0.36。12月份极端最低气温（X4）、2月份极端最低气温（X9）以及返青期极端最低气温（X11）与气候产量呈负相关。

2.2气候产量的验证

房世波（2011）[10]在分离气候产量的方法探讨中提出无论采用何种方法都需要对模拟分离后得到的“气候产量” 能否真实反映“气候因子变化或农业气象灾害增减对产量的影响”做验证和说明。从生产力的发展历程来看，1981～2010年由于技术改革不断进步，而趋势产量呈现增加的趋势，说明本研究采用的5a滑动平均法模拟的趋势产量符合社会技术发展的实际水平。10月平均气温、返青期平均气温、2月平均气温、拔节期平均气温与气候产量相关性比较大，这几个因子均与冬小麦苗期生长和冬前分蘖、返青及拔节密切相关，说明本研究得到的关键气候因子均符合当地气象因子对小麦的响应规律。综合来看，本文采用的5a滑动平均法分离出气候产量经验证方法可行，结论可靠，符合实际情况。

3结论与讨论

3.1本研究结果表明，温度是冬小麦生产中的重要因子，18个温度因子与气候产量的相关性以正相关为主，其中拔节期极端最低气温（X15）和5月份平均气温（X17）与气候产量相关性达到显著水平，主要原因是拔节低温促使小麦幼穗分化时间延长，有利于形成大穗多粒，灌浆期相对低温使穗粒充实饱满，有利于千粒重的增加，从而提高小麦产量。12月（X4）、2月（X9）以及返青期（X11）极端最低气温与气候产量呈负相关，说明在以上时期内，极端最低气温会导致冬小麦冻害及影响分蘖形成，最终不利于产量的形成。

3.2由冬小麦生育期内气温的变化趋势可知，10月～次年6月上旬各月的平均气温均呈上升趋势；各月平均气温与气候产量均呈正相关，因此无论从单一的各月温度因子角度分析，还是综合冬小麦整个生育期内各月均温因子分析，气候变暖将有利于气候产量的增加，即未来气候变暖的趋势将对冬小麦产量产生正面影响。这一结果也可能与菏泽的区域气候特征和种植品种有关，气候变暖对其它冬小麦种植区产量的影响有待于进一步开展相关研究。

3.3采用5a滑动平均法分离出的气候产量通过了事实验证，但在现实中气候产量不可能被真正准确地分离出来，不可避免地存在一定的误差，而且本研究只考虑了温度因子，用综合气象因子全面分析气象因子与气候产量的关系将是今后研究的方向和重点。

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