李瑞英　任崇勇　趙臣道

摘要：根據(jù)1981～2010年菏澤市冬小麥產量和氣溫資料，采用5a滑動平均法分離出冬小麥氣候產量，并將氣候產量與氣溫進行相關分析。結果表明：在冬小麥全生育期內，平均氣溫呈極顯著上升趨勢，上升速率為0.54℃/10a，冬季升溫較春季升溫明顯。在18個溫度因子中，共有15個因子與冬小麥氣候產量呈正相關，其他3個因子與氣候產量呈負相關。其中拔節(jié)期極端最低氣溫（X15）、灌漿～成熟期平均氣溫（X17）與氣候產量相關達到了顯著水平，相關系數(shù)分別為0.41和0.36。

關鍵詞：冬小麥；氣候變暖；產量；菏澤

中圖分類號：S162.5+3（252） 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）08-0121-03

全球氣候變暖已成為不爭的事實，近百年來我國氣候也發(fā)生顯著的變化，與全球氣溫變化總趨勢基本一致_[1，2]。氣候變暖對糧食生產有著明顯影響，尤其是對冬小麥生產的影響更為顯著，因此氣候變暖對冬小麥的影響也成為許多學者關注的熱點問題。在小麥產量和氣象因子的分析研究上，大多數(shù)研究采用的是含有趨勢產量的實際產量_[3]，也有部分研究分離出了氣候產量_[4～8]，而氣候產量則是作物產量與趨勢產量的殘差_[9]；趨勢產量模擬曲線應該符合社會技術各發(fā)展階段的實際，而且要求研究時段內技術發(fā)展水平不能發(fā)生顯著突變。本文選擇1981～2010年作為研究時段，該時段內農業(yè)生產水平的變化突變不大， 且此時段內影響該地區(qū)小麥產量的主要氣候要素未發(fā)生顯著的長期變化， 只存在短周期波動。菏澤地處山東省西南部，暖溫帶大陸性氣候，屬于黃河沖積平原，地勢平坦，土層深厚，是培植優(yōu)質農副產品的理想區(qū)域，是山東省乃至全國重要的糧食生產基地，素有“糧倉”之稱。其中小麥是最主要的糧食作物，在此背景下研究氣候變暖對冬小麥產量的影響至關重要。本研究將由氣象因素影響的那部分即氣候產量提取出來，并將溫度因子細化到逐月以及各關鍵生育期，共18個溫度因子，深入探討冬小麥產量對各月（生育期）溫度變化的敏感度，旨在全面分析氣溫與產量的關聯(lián)程度，最終確定出研究區(qū)與冬小麥產量密切相關的溫度因子，為科學合理制定小麥高產栽培管理措施提供參考依據(jù)。

1資料與方法

1.1資料來源

菏澤的氣候和種植方式均具有典型的區(qū)域特征，為了確保數(shù)據(jù)真實性，避免統(tǒng)計數(shù)據(jù)方面的誤差，本文選取菏澤市氣象局作物觀測地段實測單產資料，數(shù)據(jù)年限為1981～2010年。菏澤屬于國家農業(yè)氣象基本站，小麥成熟期取樣和產量分析均嚴格按照國家氣象局下發(fā)的《農業(yè)氣象觀測規(guī)范》中的要求執(zhí)行。氣象資料來自于菏澤市氣象局實測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)資料涵蓋了1981～2010年旬月平均氣溫（℃）。

1.2研究方法

在分析單產與氣象條件的關系時，為了更真實準確地反映氣象條件對單產的影響，需要把趨勢產量剔除，因此選擇合適的趨勢產量求算方法，進而分離得到正確的氣候產量至關重要。本文采用5年滑動平均法求解趨勢產量，并對此方法計算的氣候產量進行驗證。

1.2.2因子的選取本研究共選取18個溫度因子，詳見表2。

1.2.3冬小麥關鍵生育期劃分根據(jù)多年冬小麥發(fā)育期觀測數(shù)據(jù)，各關鍵發(fā)育期劃分如下：10月～12月為播種到越冬期、1月為越冬期、2月上旬～3月中旬為返青期、3月下旬～4月上旬為拔節(jié)期、4月為抽穗開花期、5月～6月上旬為灌漿到成熟期。

2結果與分析

2.1產量與溫度的相關分析

2.1.1冬小麥生育期內氣溫變化由圖1 可知，菏澤近30年（1981～2010年，下同）冬小麥全生育期內（上年度10月～次年6月上旬）平均氣溫呈極顯著的上升趨勢（R=0.66，P<0.01），升溫速率（傾向率）為0.54℃/10a。平均最高氣溫為10.7℃，出現(xiàn)在2007年，1984年氣溫達最低值為7.8℃。由表1可知，各月平均氣溫均呈上升趨勢，其中以2月和3月溫度升高幅度較大，傾向率分別為1.09、1.02℃/10a，而且變化趨勢達到極顯著，其次是10月、12月和5月上升趨勢達顯著水平，傾向率分別為0.61、0.51、0.42℃/10a。冬季（12月至次年2月）平均氣溫極顯著升高（R=0.56，P<0.01），升溫速率為0.63℃/10a，春季（3月～5月）也呈極顯著升高（R=0.54，P<0.01），升溫速率為0.58℃/10a。由此可知，冬小麥全生育期內氣溫升高主要表現(xiàn)為冬春季氣溫升高。

2.1.2溫度因子與產量的相關分析由表2可知，冬小麥氣候產量與溫度密切相關，在18個溫度因子中有15個因子與氣候產量呈正相關，其中拔節(jié)期極端最低氣溫（X15）和5月（灌漿～成熟期）平均氣溫（X17）與氣候產量達到顯著水平，相關系數(shù)分別為0.41和0.36。12月份極端最低氣溫（X4）、2月份極端最低氣溫（X9）以及返青期極端最低氣溫（X11）與氣候產量呈負相關。

2.2氣候產量的驗證

房世波（2011）_[10]在分離氣候產量的方法探討中提出無論采用何種方法都需要對模擬分離后得到的“氣候產量” 能否真實反映“氣候因子變化或農業(yè)氣象災害增減對產量的影響”做驗證和說明。從生產力的發(fā)展歷程來看，1981～2010年由于技術改革不斷進步，而趨勢產量呈現(xiàn)增加的趨勢，說明本研究采用的5a滑動平均法模擬的趨勢產量符合社會技術發(fā)展的實際水平。10月平均氣溫、返青期平均氣溫、2月平均氣溫、拔節(jié)期平均氣溫與氣候產量相關性比較大，這幾個因子均與冬小麥苗期生長和冬前分蘗、返青及拔節(jié)密切相關，說明本研究得到的關鍵氣候因子均符合當?shù)貧庀笠蜃訉π←湹捻憫?guī)律。綜合來看，本文采用的5a滑動平均法分離出氣候產量經驗證方法可行，結論可靠，符合實際情況。

3結論與討論

3.1本研究結果表明，溫度是冬小麥生產中的重要因子，18個溫度因子與氣候產量的相關性以正相關為主，其中拔節(jié)期極端最低氣溫（X15）和5月份平均氣溫（X17）與氣候產量相關性達到顯著水平，主要原因是拔節(jié)低溫促使小麥幼穗分化時間延長，有利于形成大穗多粒，灌漿期相對低溫使穗粒充實飽滿，有利于千粒重的增加，從而提高小麥產量。12月（X4）、2月（X9）以及返青期（X11）極端最低氣溫與氣候產量呈負相關，說明在以上時期內，極端最低氣溫會導致冬小麥凍害及影響分蘗形成，最終不利于產量的形成。

3.2由冬小麥生育期內氣溫的變化趨勢可知，10月～次年6月上旬各月的平均氣溫均呈上升趨勢；各月平均氣溫與氣候產量均呈正相關，因此無論從單一的各月溫度因子角度分析，還是綜合冬小麥整個生育期內各月均溫因子分析，氣候變暖將有利于氣候產量的增加，即未來氣候變暖的趨勢將對冬小麥產量產生正面影響。這一結果也可能與菏澤的區(qū)域氣候特征和種植品種有關，氣候變暖對其它冬小麥種植區(qū)產量的影響有待于進一步開展相關研究。

3.3采用5a滑動平均法分離出的氣候產量通過了事實驗證，但在現(xiàn)實中氣候產量不可能被真正準確地分離出來，不可避免地存在一定的誤差，而且本研究只考慮了溫度因子，用綜合氣象因子全面分析氣象因子與氣候產量的關系將是今后研究的方向和重點。

參考文獻：

[1] 王紹武，龔道溢. 對氣候變暖問題爭議的分析[J]. 地理研究，2001，20（2）：153-160.

[2]丁一匯，任國玉，石廣玉，等. 氣候變化國家評估報告（Ⅰ）：中國氣候變化的歷史和未來趨勢[J].氣候變化研究進展，2006，2（1）：3-8.

[3]劉淑云，李景嶺，張秀蘭，等. 菏澤冬小麥產量與氣候因子的相關和通徑分析[J].山東農業(yè)科學，2011，3：15-19.

[4]廉毅，高樅亭，沈柏竹，等. 吉林省氣候變化及其對糧食生產的影響[J]. 氣候變化研究進展，2007，3（1）：46-49.

[5]尹東，柯曉新，費曉玲. 甘肅省夏糧氣候產量變化特征的因子分析[J]. 中國農業(yè)氣象，2000，21（3）：11-14.

[6]姜會飛，廖樹華，丁誼，等. 基于馬爾柯夫過程和概率分布特征的糧食產量預測[J]. 中國農業(yè)氣象，2006，27（4）：269-272.

[7]郝立生，吳雁，王榮英. 海河低平原春季氣候變化對冬小麥產量的影響[J]. 氣象與減災研究，2007，30（4）：20-24.

[8]千懷遂，魏東嵐. 氣候對河南省小麥產量的影響及其變化研究[J]. 自然資源學報，2000，15（2）：149-154.

[9]Kucharik C J，Serbin S P. Impacts of recent climate change on Wisconsin corn and soybean yield trends [J]. Environ. Res. Lett.， 2008，3（3）： 034003.

[10]房世波. 分離趨勢產量和氣候產量的方法探討[J]. 自然災害學報，2011，20（6）：13-18.

[11]劉樹澤，張巖銘，藍鴻第.作物產量預報方法[M].北京：氣象出版社，1997，11-30.

[12]龔紹先.糧食作物與氣象[M].北京：北京農業(yè)大學出版社，1988，1-15.

[13]王馥棠，李郁竹，王石立. 農業(yè)產量氣象模擬與模型引論[M]. 北京：科學出版社，1997，40-61.