阿布都克日木·阿巴司，努爾帕提曼·買(mǎi)買(mǎi)提熱依木，帕提曼·阿不都艾尼，熱孜瓦古·孜比布拉，努爾比亞·吐尼牙孜

（1.喀什地區(qū)氣象局，新疆　喀什844000；2.塔什庫(kù)爾干縣氣象局，新疆　塔什庫(kù)爾干845250；3.澤普縣氣象局，新疆　澤普844800）

喀什地區(qū)夏玉米發(fā)育期與氣象因子關(guān)系分析

阿布都克日木·阿巴司1，努爾帕提曼·買(mǎi)買(mǎi)提熱依木2，帕提曼·阿不都艾尼1，熱孜瓦古·孜比布拉3，努爾比亞·吐尼牙孜1

（1.喀什地區(qū)氣象局，新疆喀什844000；2.塔什庫(kù)爾干縣氣象局，新疆塔什庫(kù)爾干845250；3.澤普縣氣象局，新疆澤普844800）

利用喀什地區(qū)1961—2013年6—9月氣溫、日照時(shí)數(shù)、降水量月資料及1990—2013年玉米生育期資料，選取資料完整的4個(gè)代表站，采用一元線性回歸分析方法，分析喀什地區(qū)氣候變化及玉米生育期變化特征，重點(diǎn)探討喀什近期氣候變化對(duì)玉米生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明：近53 a喀什市、巴楚縣、葉城縣6—9月平均、平均最高、平均最低氣溫及降水量總體呈上升趨勢(shì)；日照時(shí)數(shù)，喀什市和巴楚縣總體呈增加趨勢(shì)，葉城縣9月日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)；麥蓋提縣7—9月平均氣溫、8月降水量，6、8、9月日照時(shí)數(shù)呈下降（減少）趨勢(shì)?？κ彩?、巴楚縣玉米各發(fā)育期均呈不同程度的提前趨勢(shì)；葉城縣玉米各發(fā)育期的提前（推遲）趨勢(shì)不明顯，其中播種期、七葉期呈較弱的提前趨勢(shì)（0.06～0.67 d/10 a），其它發(fā)育期呈延遲趨勢(shì)，趨勢(shì)為0.01～2.92 d/10 a，其中抽雄始期、開(kāi)花始期的延遲趨勢(shì)相對(duì)明顯，通過(guò)了a=0.05顯著性檢驗(yàn)；麥蓋提縣玉米8月出現(xiàn)的抽雄期、開(kāi)花期、吐絲普期呈延遲趨勢(shì)外，其余的發(fā)育期均表現(xiàn)出不同程度的提前趨勢(shì)。

氣候變化；夏玉米；發(fā)育期；喀什地區(qū)

全球變暖背景下，氣候變化已成為了全球熱門(mén)話題。因?yàn)槲磥?lái)氣候變化的不確定性，眾多學(xué)者開(kāi)展了氣候變化影響評(píng)估研究，其中，評(píng)估未來(lái)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響是該項(xiàng)研究的重要內(nèi)容之一[1]。隨著全球氣候變化研究的開(kāi)展，越來(lái)越多的研究表明，氣象條件的變化導(dǎo)致植物的物候期也發(fā)生明顯變化[2-6]。作物發(fā)育期的長(zhǎng)短除受作物本身生物學(xué)特性影響外，與外界環(huán)境因子關(guān)系密切[6]。研究作物發(fā)育期變化規(guī)律及其與環(huán)境條件的關(guān)系，可以為改變耕作制度、提高復(fù)種指數(shù)、決定最佳播（栽）期、制定合理排灌制度、引種和作物品種布局等提供科學(xué)依據(jù)[7]，同時(shí)作物外部形態(tài)變化的特征是衡量生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的相應(yīng)指標(biāo)之一[8]。

農(nóng)業(yè)是對(duì)氣候變化領(lǐng)域內(nèi)較敏感的產(chǎn)業(yè)，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)較大影響,研究作物各生育期生長(zhǎng)發(fā)育的氣象條件對(duì)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大意義[9]。20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)外學(xué)者圍繞全球氣候變化對(duì)世界糧食生產(chǎn)的影響開(kāi)展了大量研究[10-12]。全球氣候變暖帶來(lái)的氣溫、降水、日照等氣候要素的變化，導(dǎo)致依賴于生態(tài)環(huán)境變化的農(nóng)業(yè)首當(dāng)其沖受到影響，影響農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響方面做了大量卓有成效的工作[13-19]。這些研究多集中在氣候變暖對(duì)作物種植區(qū)域界限和物候的變化以及對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響等方面[20]。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是世界上生產(chǎn)玉米最多的國(guó)家之一，播種面積居世界第二位[21]。而溫度是影響玉米產(chǎn)量的重要因子之一[22-24]，Lele認(rèn)為亞洲和非洲國(guó)家的主要農(nóng)業(yè)區(qū),溫度若上升2℃谷物產(chǎn)量將下降40%～60%[25]。張德汴[26]等分析發(fā)現(xiàn)，積溫是影響玉米產(chǎn)量的主要因素，降水量與玉米產(chǎn)量呈正相關(guān)；區(qū)域氣候的變化必將影響當(dāng)?shù)刈魑锷L(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)丶Z食的生產(chǎn)與分配[27-28]。作物生育期的影響可以從溫度變化的角度去研究[29]。

喀什地區(qū)處在中亞腹地[30-31]，71°39＇～79°52＇E，35°28＇～40°16＇N之間。東臨塔克拉瑪干大沙漠，三面環(huán)山，地勢(shì)由西南向東北傾斜，屬溫帶大陸性干旱氣候?？κ驳貐^(qū)現(xiàn)有耕地6.67×105hm2，盛產(chǎn)小麥、玉米、棉花，是全國(guó)重要的商品糧基地。但受地理環(huán)境的制約，處于西風(fēng)氣流帶的喀什地區(qū)生態(tài)環(huán)境極其脆弱，氣候變化及各類(lèi)氣象災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、特色經(jīng)濟(jì)林果發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。玉米作為喀什地區(qū)主要糧食作物之一，在全區(qū)范圍內(nèi)均有種植，據(jù)喀什地區(qū)統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2013年玉米種植面積1.439×105hm2，同比增加1667 hm2。玉米在喀什地區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)中占有重要比重，因此研究其生育期的變化與氣候變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有助于了解氣候變化對(duì)作物發(fā)育的影響，進(jìn)而在實(shí)踐中趨利避害，充分合理利用氣候資源，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，對(duì)評(píng)估氣候變化的可能影響亦具有重要意義。

1　資料及分析方法

1.1資料

分析過(guò)程中選取喀什地區(qū)4個(gè)代表站，分別是喀什（39°28＇N、75°59＇E、海拔1 289.4 m)、巴楚（39° 48＇N、78°34＇E、海拔1 117.1 m）、麥蓋提（38°55＇N、77°38＇E、海拔1 177.6 m)、葉城（37°55＇N、77°24＇E、海拔1 360.4 m）的6—9月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等地面資料（資料年限為1961—2013年）以及1990—2013年玉米播種、出苗、三葉（始、普期）、七葉（始、普期）、拔節(jié)（始、普期）、抽雄（始、普期）、開(kāi)花（始、普期）、吐絲（始、普期）、乳熟，成熟等生育期資料。

1.2研究方法

數(shù)據(jù)處理及分析在Excel 2003等軟件的支持下進(jìn)行。利用氣候傾向率和氣候趨勢(shì)系數(shù)方法將玉米發(fā)育期與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析，找出對(duì)發(fā)育期影響顯著的關(guān)鍵因子，分析喀什地區(qū)玉米發(fā)育期序列的年際和年際變化趨勢(shì)特征，結(jié)合相關(guān)分析和線性回歸方法評(píng)價(jià)氣象因子的年際波動(dòng)對(duì)玉米發(fā)育期的影響。

2　結(jié)果與分析

2.1氣候變化特征

近53 a喀什市、巴楚、葉城6—9月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫總體呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率為0.01～0.67℃/10 a，其中葉城6—9月平均最低氣溫升溫率最大，為0.46～0.67℃/10 a（P< 0.01）（表1）。麥蓋提7—9月平均氣溫和7月平均最低氣溫呈下降趨勢(shì)（-0.02～-0.16℃/10 a）外，其他月份平均、平均最高、平均最低氣溫總體呈上升趨勢(shì)（0.01～0.17℃/10 a）；降水量，喀什市、巴楚、麥蓋提8月呈減少趨勢(shì)（-0.16～-0.57 mm/10 a）外，其他月份均呈增加趨勢(shì)（0.75～2.77 mm/10 a）。葉城6—9月的降水量呈增多趨勢(shì)，增幅率為0.48～1.77 mm/10 a。各站6—9月的總降水量呈增加趨勢(shì)，傾向率為2.97～4.95 mm/10 a（P<0.01）；喀什市6—9月的日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢(shì)，氣候傾向率為1.83～4.44 h/10 a，總?cè)照諘r(shí)數(shù)增幅率為12.18 h/10 a（P<0.01）；巴楚6月日照時(shí)數(shù)傾向率（1.06 h/10 a）外，其他月份呈減少趨勢(shì)（-1.09～-2.98 h/10 a），麥蓋提7月呈增加趨勢(shì)（0.72 h/10 a）外，其他月份呈減少趨勢(shì)（-0.45～-2.23 h/10 a），葉城9月呈減少趨勢(shì)（-1.19 h/10 a）外，其他月份呈增加趨勢(shì)（0.13～2.36 h/10 a）。

2.2玉米的生育期變化特征

由圖1、表2可看出，喀什市玉米播種期、出苗期、三葉期、七葉期、拔節(jié)期、抽雄期、開(kāi)花期、吐絲期、乳熟期、成熟期等各發(fā)育期均表現(xiàn)出不同程度的提前趨勢(shì)，為2.07～6.26 d/10 a；其中拔節(jié)期的提前趨勢(shì)最為明顯，為6.26 d/10 a（P<0.01）；巴楚縣除了玉米抽雄期、乳熟期呈延遲趨勢(shì)（0.38～1.15 d/10 a）外，其余發(fā)育期均表現(xiàn)出不同程度的提前趨勢(shì)，為0.07～3.52 d/10 a，其中成熟期的提前趨勢(shì)較明顯，為3.52 d/10 a（P<0.01）；麥蓋提縣除玉米抽雄期、開(kāi)花期、吐絲普期呈延遲趨勢(shì)（0.02～1.01 d/10 a）外，其余發(fā)育期均表現(xiàn)出不同程度的提前趨勢(shì)，為0.38～4.15 d/10 a，其中成熟期的提前趨勢(shì)最明顯，為4.15 d/10 a（P<0.01）；葉城縣玉米各發(fā)育期的提前（推遲）趨勢(shì)不太明顯，其中播種期、七葉期呈較弱的提前趨勢(shì)（0.06～0.67 d/10 a），其余發(fā)育期均表現(xiàn)出不同程度的延遲趨勢(shì)，為0.01～2.92 d/10 a，其中抽雄始期、開(kāi)花始期的延遲趨勢(shì)較明顯，為2.58～2.92 d/10 a（P< 0.05）。

表1　喀什地區(qū)6—9月不同時(shí)段氣象因子的增（減）趨勢(shì)

表2　喀什地區(qū)各站玉米發(fā)育期多年平均日期和提前（推遲）趨勢(shì)

2.3氣象因子對(duì)玉米發(fā)育期的影響

從表3可知，喀什市、麥蓋提6—9月氣溫、巴楚8月平均氣溫、6—9月平均氣溫、葉城6月平均氣溫、6—9月平均氣溫與玉米全生育期總體呈負(fù)相關(guān)，即氣溫越高生育期越短，反之亦然；喀什市、巴楚、麥蓋提6、8月降水、葉城6、9月降水與玉米全生育期呈正相關(guān)；喀什市、葉城6、8、9月、巴楚7月日照時(shí)數(shù)與玉米全生育期總體呈負(fù)相關(guān)，麥蓋提7月日照時(shí)數(shù)與玉米全生育期呈正相關(guān)。其中喀什玉米播種期與6月平均氣溫、玉米拔節(jié)期、成熟期與8月平均氣溫相關(guān)性最顯著，其相關(guān)系數(shù)通過(guò)信度0.001的顯著性檢驗(yàn)；玉米發(fā)育期的變化不僅受到氣溫因子的影響，同時(shí)，降水量等因子有時(shí)也會(huì)起到主要作用。

2.4夏玉米主要生育期之間的天數(shù)與此期間的平均氣溫關(guān)系

圖1　1990—2013年喀什地區(qū)4個(gè)代表站玉米各發(fā)育期的變化

表3　喀什地區(qū)各代表站玉米發(fā)育期與不同時(shí)段氣象因子的相關(guān)系數(shù)

從表4可知，喀什地區(qū)玉米區(qū)播種到開(kāi)花期間的平均氣溫為24.1～26.4℃，開(kāi)花到乳熟期間的平均氣溫為22.3～22.9℃，成熟期間的平均氣溫為17.8～ 19.6℃，葉城縣播種到出苗期之間的天數(shù)與此期間的平均氣溫相關(guān)系數(shù)通過(guò)信度0.1的顯著性檢驗(yàn)，抽雄期到開(kāi)花期之間的天數(shù)與此期間的平均氣溫相關(guān)系數(shù)通過(guò)信度0.05的顯著性檢驗(yàn)，其他生育期間的天數(shù)與此期間的平均氣溫相關(guān)系數(shù)未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。生物正常的生命活動(dòng)一般是在相對(duì)狹窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,當(dāng)環(huán)境溫度在最低和最適溫度之間時(shí),生物體內(nèi)的生理生化反應(yīng)會(huì)隨著溫度的升高而加快,代謝活動(dòng)加強(qiáng),從而加快生長(zhǎng)發(fā)育速度；當(dāng)溫度高于最適溫度后,參與生理生化反應(yīng)的酶系統(tǒng)受到影響,代謝活動(dòng)受阻,勢(shì)必影響到生物正常的生長(zhǎng)發(fā)育。2.5夏玉米主要生育期之間的天數(shù)與此期間的積溫關(guān)系

表4　喀什地區(qū)各代表站玉米發(fā)育期間的天數(shù)、平均氣溫及生育期之間的天數(shù)與此期間的平均氣溫相關(guān)系數(shù)

從表5可知，喀什偏東區(qū)巴楚、麥蓋提玉米全生育期（104～108 d）較偏北、偏南區(qū)玉米生育期（96 d）長(zhǎng)10 d左右，全生育期間的積溫為2357.3℃。生育期之間的天數(shù)與此期間的積溫相關(guān)系數(shù)均通過(guò)信度0.001的顯著性檢驗(yàn)。有效積溫法則的含義是生物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，需從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成其某一階段的發(fā)育，而且生物各個(gè)發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。有效積溫法則在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著很重要的意義，全年的農(nóng)作物茬口必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟群兔恳蛔魑锼璧目傆行Хe溫進(jìn)行安排，否則，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將是十分盲目的。在植物保護(hù)、防治病蟲(chóng)害中，也要根據(jù)當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟纫约澳澈οx(chóng)的有效總積溫進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。玉米的生育期是從播種到成熟所用的天數(shù)，在不同的地區(qū)是有差異的，以當(dāng)?shù)氐膶彾ɑ蛘J(rèn)定的為準(zhǔn)。有效積溫是播種后能使玉米正常萌發(fā)到成熟所經(jīng)歷的每天平均溫度的總和（對(duì)玉米一般是達(dá)到5℃以上）。相對(duì)來(lái)說(shuō)積溫越多,植物的光合作用越強(qiáng),儲(chǔ)存能量越多,玉米質(zhì)量越好。積溫是研究溫度與生物有機(jī)體發(fā)育速度之間關(guān)系的一種指標(biāo)，從強(qiáng)度和作用時(shí)間兩個(gè)方面表示溫度對(duì)生物有機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育的影響。積溫指積累的溫度，植物生長(zhǎng)發(fā)育都需要一定高于生物學(xué)零度的溫度累積，積溫值達(dá)到得越早，植物的生長(zhǎng)期就會(huì)提前。

3　結(jié)論

影響玉米生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃佑袣鉁亍⑷照諘r(shí)數(shù)、降水量。對(duì)喀什地區(qū)而言，全年四季分明，光照資源豐富，客觀提供了玉米生長(zhǎng)所需的環(huán)境氣象條件。其中6、8月降水、8、9月氣溫、7、8月日照時(shí)數(shù)是影響夏玉米發(fā)育期的關(guān)鍵氣象因子。近53 a來(lái)喀什市、巴楚縣6—9月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫總體呈上升趨勢(shì)，降水量總體呈增多趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)總體呈增多趨勢(shì)。這有利于喀什市、巴楚縣玉米播種期、出苗期、三葉期、七葉期、拔節(jié)期、抽雄期、開(kāi)花期、吐絲期、乳熟期、成熟期等各發(fā)育期不同程度的提前，進(jìn)而有利于提高玉米產(chǎn)量。而不同于喀什，偏北、偏東地區(qū)葉城縣雖然6—9月平均、平均最高、平均最低氣溫、降水量亦表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)除了9月呈減少趨勢(shì)（-1.19 h/10 a）外，其他月份呈增多趨勢(shì)（0.13～2.36 h/10 a），但葉城縣玉米各發(fā)育期的提前（推遲）趨勢(shì)不太明顯，其中播種期、七葉期呈較弱的提前趨勢(shì)（0.06～0.67 d/10 a），其余發(fā)育期均表現(xiàn)出不同程度的延遲趨勢(shì)，延遲趨勢(shì)為0.01～2.92 d/10 a，其中抽雄始期、開(kāi)花始期的延遲趨勢(shì)較明顯，為2.58～2.92 d/10 a（P<0.05）；麥蓋提縣因7—9月平均氣溫下降，8月降水量減少，6、8—9月日照時(shí)數(shù)減少，使玉米8月出現(xiàn)的抽雄期、開(kāi)花期、吐絲普期等發(fā)育期呈延遲趨勢(shì)。

表5　喀什地區(qū)各代表站玉米發(fā)育期間的天數(shù)、積溫及生育期之間的天數(shù)與此期間的積溫相關(guān)系數(shù)

雖然氣象條件的變化，在一定程度上影響玉米物候期發(fā)生相應(yīng)的變化，但作物生長(zhǎng)是極其復(fù)雜的有機(jī)變化，不僅受氣象要素、生態(tài)環(huán)境變化影響，同時(shí)也受限于作物品種、自身攜帶遺傳因子的影響。同一個(gè)品種，經(jīng)實(shí)踐的淘汰，人為最后能孕育出生命力更強(qiáng)大的品種來(lái)適應(yīng)環(huán)境。近23 a喀什地區(qū)玉米品種也存在差異，但1991—2002年之間的夏玉米品種大致為京早8號(hào)和2003—2013年之間的新玉9號(hào)，因此本文不排除兩種不同玉米品種自在身各生育期變化及氣候變化響應(yīng)的區(qū)別，這些問(wèn)題在今后的研究中仍需要進(jìn)一步的討論。

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Analysis of the Relationship Between Summer Corn Development and Meteorological Factors in Kashgar Region

Abudoukerimu Abasi1，Nuerpatiman Maimaitireyimu2，Patima Abudouaini1，Reziwagu Zibibula3，Nuerbiya Tuniyazi1
（1.Kashi Meteorological Bureau,Kashi 844000，China；2.Tashikuergan Meteorological Bureau，Tashikuergan 845250，China；3.Zepu Meteorological Bureau，Zepu 844800，China）

To obtain the impacts of climate change on corn yield in Kashgar region,the data of temperature,sunshine time and rainfall data from June to September during the period of 1961-2013 and the growth data of corn in four representative stations during period of 1990-2013 were analyzed by linear regression.The results showed that the average temperature,average maximum and minimum temperature,precipitation from June to September showed an increasing trend in Kashgar,Bachu county,Yecheng county in past 53 years.The sunshine time showed an increasing trend in Kashgar and Bachu county,but showed a reducing trend in Yecheng county.The average temperature from July to September,precipitation in August and the sunshine time in June,August and September show down trends.In each development period of corn showed different advancing trends in Kashgar and Bachu county,but it was not significant in Yecheng county.Among them,the seeding time and seven leaf stage showed insignificant advancing trends（0.06～0.67 d/10 a）in Yecheng county,whereas the other developmental phase showed delaying trends（0.01～2.92 d/10 a）. In Maigaiti country,the tasseling stage,flowering period,spinning period in August showed delaying trends,meanwhile the other development stages show different trends in advance.

climate change；summer corn；developmental phase；Kashgar region

P468；S162.53

B

1002-0799（2016）04-0025-07

10.3969/j.issn.1002-0799.2016.04.004

2015-11-02；

2016-01-08

國(guó)家自然基金（41275119）資助。

阿布都克日木·阿巴司（1977-），男（維吾爾族），高級(jí)工程師，從事農(nóng)業(yè)氣象測(cè)報(bào)、服務(wù)與研究工作。E-mail：ksqixiang@163.com

阿布都克日木·阿巴司，努爾帕提曼·買(mǎi)買(mǎi)提熱依木，帕提曼·阿不都艾尼，等.喀什地區(qū)夏玉米發(fā)育期與氣象因子關(guān)系分析[J].沙漠與綠洲氣象，2016，10（4）：25-31.