張家悅　金思敏　劉明涵　李穎

摘要：【目的】探討氣候變化背景下遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度變化對(duì)全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理規(guī)劃布局及充分利用農(nóng)業(yè)生態(tài)資源進(jìn)而提高農(nóng)作物產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。【方法】基于當(dāng)前全球普遍升溫的氣候變化，利用1960～2014年遼寧省22個(gè)氣象站點(diǎn)的逐日氣溫資料，在Matlab和ArcGIS等技術(shù)支持下，分析遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫的時(shí)空變化特征、農(nóng)業(yè)界限溫度的時(shí)空變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響?！窘Y(jié)果】遼寧省10 ℃農(nóng)業(yè)界限溫度初日氣候傾向率為-0.445 d/10年，終日氣候傾向率為1.757 d/10年，持續(xù)天數(shù)氣候傾向率為2.202 d/10年，積溫氣候傾向率為53.73 ℃·d/10年；1960～2014年遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度初日提前、終日延后、持續(xù)天數(shù)增加、積溫增加，變化幅度與緯度和地理位置密切相關(guān)。從空間變化來(lái)看，農(nóng)業(yè)界限溫度初日由西南向東北推遲、終日由東北向西南延后、積溫由西南向東北遞減。【結(jié)論】未來(lái)遼寧省種植趨勢(shì)應(yīng)以遼西山地丘陵區(qū)為核心，向中部平原區(qū)和遼東低山丘陵區(qū)擴(kuò)展；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)合理使用化肥、農(nóng)藥，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)界限溫度；積溫；時(shí)空變化；農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境；遼寧省

中圖分類(lèi)號(hào)： S162 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2018）06-1147-09

Abstract：【Objective】This paper discussed the influence of agricultural critical temperature variation on agricultural production in the whole Liaoning Province under climate change background， which provided scientific basis for rational planning of agricultural production layout and full utilization of agricultural ecological resources to improve crop yield.【Method】Based on the current climate change featuring global warming， daily temperature data of 22 meteorological stations in Liaoning Province from 1960 to 2014 were used. Supported by Matlab and ArcGIS technologies，the analysis was carried by focusing on the temporal and spatial variation characteristics of agricultural boundary temperature in Liaoning province， which covered beginning day， ending day， average duration days and accumulated temperature， as well as its influence on agricultural production. 【Result】In terms of 10 ℃ agricultural critical temperature in Liaoning，The climatic tendency rate of beginning day was -0.445 d/10 years， and the climate tendency rate of ending day was 1.757 d/10 years， and the climate tendency rate of average duration days was 2.202 d/10 years， and the temperature tendency rate of the accumulate temperature was 53.73 ℃·d/10 years. The beginning day of agriculture critical temperatures shifted earlier while the ending day postponed， the duration days became longer and accumulate temperature gradually increased from 1960 to 2014 in Liaoning Province， the variation range was closely related to latitude and geographical location. As for the spatial changes， the beginning day of agricultural boundary temperature was postponed from southwest to northeast， and the en-ding day was postponed from northeast to southwest， accumulate temperature was descended from southwest to northeast. 【Conclusion】In the future， the planting trend in Liaoning Province should be based on the mountainous hilly region of western Liaoning， and it should be extended to the central plain areas and the lowland and hilly areas of eastern Liaoning. In the agricultural production process， chemical fertilizers and pesticides should be reasonably used to promote the sustainable development of the agricultural ecological environment.

Key words： agricultural critical temperature； accumulate temperature； temporal and spatial variation； agriculture eco-environment； Liaoning Province

0 引言

【研究意義】農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)的最基本組分，其承載力在很大程度上決定了生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的容量（蔡承智等，2010）。20世紀(jì)以來(lái)，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，石油工業(yè)和煤炭工業(yè)逐漸興起，CH4和CO2等溫室氣體的大量排放使得溫室效應(yīng)加劇。2016年11月17日聯(lián)合國(guó)馬拉喀什氣候大會(huì)上預(yù)計(jì)21世紀(jì)末全球氣溫將上升2.9～3.4 ℃。政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）第五次評(píng)估報(bào)告指出近130年地球表面平均溫度上升0.85 ℃。全球氣候變暖改變了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著影響。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）指出氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響既有正效應(yīng)也有負(fù)效應(yīng)；一方面氣候變暖導(dǎo)致作物生長(zhǎng)期延長(zhǎng)進(jìn)而對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量有積極意義；另一方面氣候變暖導(dǎo)致病蟲(chóng)害范圍擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值因病蟲(chóng)害造成的損失約為農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的20%～25%（矯梅燕，2017），而農(nóng)業(yè)界限溫度是衡量一個(gè)地區(qū)溫度變化對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境影響的重要指標(biāo)之一，該項(xiàng)指標(biāo)對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)資源的合理利用和農(nóng)業(yè)種植規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】氣候變暖對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量變化具有重大影響。氣候變暖使我國(guó)東北地區(qū)作物生長(zhǎng)季節(jié)延長(zhǎng)，從而使得引進(jìn)中晚熟高產(chǎn)大豆和玉米等品種成為可能（孫華等，2015）；西北地區(qū)東部大面積干旱頻繁發(fā)生，導(dǎo)致部分地區(qū)糧食作物大幅減產(chǎn)（劉德祥等，2005）。因此，如何合理利用農(nóng)業(yè)資源、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡已成為當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)話題。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)界限溫度的研究較多并取得一定成果。Araya等（2010）對(duì)埃塞俄比亞北部Giba流域的農(nóng)業(yè)氣候資源進(jìn)行評(píng)估，將生育期作物的適宜性區(qū)劃概念引入基于溫度和海拔的傳統(tǒng)氣候分類(lèi)方法中，以確定畫(huà)眉草和大麥生長(zhǎng)的適宜性區(qū)劃條件。Sacks和Kucharik（2011）對(duì)美國(guó)地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源進(jìn)行研究，記錄并分析了近25年來(lái)美國(guó)玉米和大豆的種植日期、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)周期長(zhǎng)度及成熟至收獲期的時(shí)間長(zhǎng)度等趨勢(shì)，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的種植規(guī)劃提供了重要參考。我國(guó)學(xué)者通過(guò)農(nóng)業(yè)界限溫度將氣象指標(biāo)和熱量資源的研究與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，并取得了諸多成果。華北地區(qū)豐富的熱量資源使≥0 ℃積溫增加，空間分布呈北移東擴(kuò)的變化特征（馬潔華等，2010）；青藏高原地區(qū)≥0 ℃界限溫度變化明顯，持續(xù)時(shí)間和積溫明顯增加，種植作物的空間分布呈向北部和高海拔地區(qū)遷移的趨勢(shì)（馬鵬飛等，2016）。氣候變暖使我國(guó)熱量資源增加，持續(xù)天數(shù)和積溫呈明顯的遞增趨勢(shì)，空間上表現(xiàn)為自西南向西北遞減（郭芬芬等，2016）；我國(guó)溫帶地區(qū)≥10 ℃農(nóng)業(yè)界限溫度呈初日提前、終日延后、持續(xù)天數(shù)和積溫增加的趨勢(shì)，導(dǎo)致冬小麥和春小麥可種植區(qū)北擴(kuò)（張煦庭等，2017）。成林等（2017）對(duì)不同生育期氣候變化對(duì)冬小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響進(jìn)行探究，提出相關(guān)理論性建議。近年來(lái)，對(duì)遼寧省地區(qū)農(nóng)業(yè)界限溫度探究也有了一定進(jìn)展。趙春雨等（2009）研究表明，遼寧省作物生長(zhǎng)季≥10 ℃界限溫度的積溫值在近50年明顯增加；趙俊芳等（2015）研究表明，遼寧省熱量資源最豐富的地區(qū)是西部和南部，且≥10 ℃界限溫度呈初日先推遲再提前、終日推遲、持續(xù)天數(shù)先減少后增加及積溫持續(xù)增多趨勢(shì)。遼寧省是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，玉米和水稻等喜溫作物是該省重要的農(nóng)作物。遼寧省屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，位于氣候敏感區(qū)，氣候變化對(duì)玉米等糧食作物的影響明顯。遼寧省近57年來(lái)穩(wěn)定通過(guò)0和10 ℃積溫和持續(xù)時(shí)間均呈遞增趨勢(shì)，其中10 ℃遞增趨勢(shì)更明顯（張運(yùn)福等，2009）。有研究表明，1981～2012年遼寧省玉米氣象產(chǎn)量波動(dòng)幅度較大，達(dá)3201 kg/ha，最大減產(chǎn)量為1857 kg/ha，玉米災(zāi)損量達(dá)1550萬(wàn)t，僅次于吉林?。ǔC梅燕，2017）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】在氣候變暖大背景下，已有部分學(xué)者對(duì)遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進(jìn)行了相關(guān)探究，但針對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的研究仍缺乏詳細(xì)、系統(tǒng)分析。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以遼寧省1960～2014年22個(gè)氣象站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)為依據(jù)，以喜溫作物開(kāi)始生長(zhǎng)的溫度（10 ℃）作為農(nóng)業(yè)界限溫度研究對(duì)象，提取初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫等各生長(zhǎng)要素，分析農(nóng)業(yè)界限溫度的時(shí)空變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，以探討氣候變化背景下遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度變化對(duì)全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理規(guī)劃布局及充分利用農(nóng)業(yè)生態(tài)資源進(jìn)而提高農(nóng)作物產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 數(shù)據(jù)來(lái)源

氣溫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于遼寧省22個(gè)氣象站點(diǎn)1960～2014年逐日氣溫，所選取的22個(gè)氣象站點(diǎn)基本均勻分布在遼寧省各地，可充分體現(xiàn)遼寧省氣候變化情況（圖1）。

1. 2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理方法

1. 2. 1 研究要素確定 農(nóng)業(yè)界限溫度（10 ℃）的初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫計(jì)算需結(jié)合5日滑動(dòng)平均法。初日的確定：從春季日平均氣溫第一次出現(xiàn)高于10 ℃起，按日序依次計(jì)算每連續(xù)5 d平均氣溫，從中選出第一個(gè)≥10 ℃的日期，且在其后不再出現(xiàn)5 d平均氣溫低于10 ℃的連續(xù)5 d，此5 d中第一個(gè)日平均氣溫≥10 ℃的日期即為初日。終日的確定：從秋季日平均氣溫第一次出現(xiàn)低于10 ℃之日起，向前推4 d，按日序依次計(jì)算每連續(xù)5 d的平均氣溫，從中選出第一個(gè)小于10 ℃的前一個(gè)連續(xù)5 d，此5 d中的最后一個(gè)日平均氣溫≥10 ℃的日期即為終日。持續(xù)天數(shù)即為某地區(qū)初日到終日之間的天數(shù)。在農(nóng)業(yè)氣象中，積溫可分為活動(dòng)積溫和有效積溫，本研究采用活動(dòng)積溫進(jìn)行分析。一年內(nèi)日平均氣溫≥10 ℃持續(xù)期間日平均氣溫的總和即為活動(dòng)積溫。

1. 2. 2 時(shí)間變化分析方法 采用線性趨勢(shì)分析法探究遼寧省22個(gè)氣象站點(diǎn)54年間10 ℃界限溫度的初日、終日、持續(xù)時(shí)間和積溫的變化趨勢(shì)。各要素的變化可用一次線性方程表示，公式如下：

y=ax+b

式中，y為農(nóng)業(yè)界限溫度要素，x為時(shí)間，b為常數(shù)，a為線性趨勢(shì)項(xiàng)。

運(yùn)用Matlab對(duì)遼寧省54年間平均初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫年際變化進(jìn)行Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)。

1. 2. 3 空間變化分析方法 采用ArcGIS技術(shù)，將遼寧省底圖和所得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入。運(yùn)用克里金插值技術(shù)使區(qū)域化變量存在空間相關(guān)性；利用掩膜提取分析法將數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像化，從而直觀分析遼寧省10 ℃農(nóng)業(yè)界限溫度初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫的空間分布特征。

2 結(jié)果與分析

2. 1 時(shí)間變化

1960～2014年，遼寧省農(nóng)耕期初日平均在4月19日，最早在4月5日（1998年），最晚在5月8日（2005年），兩者相差33 d。初日有提前趨勢(shì)（圖2-A），氣候傾向率為-0.445 d/10年。從初日年代際變化（表1）可看出，20世紀(jì)60年代農(nóng)耕期開(kāi)始最晚（4月21日），其次是20世紀(jì)70年代（4月20日）和21世紀(jì)初（4月20日），最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代（4月14日），較20世紀(jì)60年代提前了7 d。

遼寧省農(nóng)耕期終日平均在10月12日，最早在9月23日（1957年），最晚在10月29日（1995年），兩者相差36 d。終日有推遲趨勢(shì)（圖2-B），氣候傾向率為1.757 d/10年。從終日年代際變化（表1）可看出，20世紀(jì)60年代農(nóng)耕期結(jié)束最早（10月7日），21世紀(jì)初結(jié)束最晚（10月16日），比20世紀(jì)60年代推遲了9 d。

遼寧省平均農(nóng)耕期持續(xù)天數(shù)為177 d，最短為157 d（1976年），最長(zhǎng)為202 d（1998年），兩者相差45 d。農(nóng)耕期呈延長(zhǎng)趨勢(shì)（圖3-A），氣候傾向率為2.202 d/10年。從表1可看出，20世紀(jì)60年代的農(nóng)耕期最短（170 d），其次為20世紀(jì)70年代（174 d），20世紀(jì)90年代初農(nóng)耕期最長(zhǎng)（181 d），比20世紀(jì)60年代延長(zhǎng)11 d。

遼寧省農(nóng)耕期年平均積溫為3441.4 ℃·d，最少2999.36 ℃·d（1976年），最長(zhǎng)3987.79 ℃·d（2012年），兩者相差988.43 ℃·d。農(nóng)耕期積溫呈增長(zhǎng)趨勢(shì)（圖3-B），氣候傾向率為53.73 ℃·d/10年。從表1可看出，20世紀(jì)60年代農(nóng)耕期積溫最少（3346.26 ℃·d），其次為20世紀(jì)70年代（3351.36 ℃·d），21世紀(jì)初農(nóng)耕期積溫最多（3576.27 ℃·d），比20世紀(jì)60年代多230.01 ℃·d。

運(yùn)用Matlab對(duì)遼寧省1960～2014年平均初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫年際變化進(jìn)行Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)，結(jié)果表明，在顯著性水平0.01下，終日、持續(xù)天數(shù)和積溫年代Z統(tǒng)計(jì)量分別為2.9448、2.6228和3.3406，均大于2.3200，上升趨勢(shì)顯著（P<0.01）；而初日Z(yǔ)統(tǒng)計(jì)量為-0.65067，小于臨界值，未達(dá)顯著性水平（P>0.01），說(shuō)明1957～2014年初日隨時(shí)間的變化無(wú)明顯趨勢(shì)，與線性回歸分析結(jié)果所顯示的初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫隨時(shí)間的變化趨勢(shì)一致。

2. 2 空間變化

為更直觀地體現(xiàn)遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度的空間變化特征，根據(jù)年代整理農(nóng)業(yè)界限溫度初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫變化情況。

2. 2. 1 農(nóng)業(yè)界限溫度初日時(shí)空變化特征 遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度初日出現(xiàn)日期的基本分布特征是自西南向東北推遲，起始日期最早在遼西的建平、朝陽(yáng)、錦州、興城、綏中及環(huán)渤海的熊岳、瓦房店、大連等地區(qū)，最晚起始日期在開(kāi)原至寬甸一線以東北方向，遼西地區(qū)界限溫度提前趨勢(shì)比東部地區(qū)明顯（圖4-F）。20世紀(jì)60年代，遼寧省阜新—沈陽(yáng)—瓦房店—大連一線以西地區(qū)初日大致在4月17日前后，遼寧省整體上初日出現(xiàn)的時(shí)間相近，東西部初日出現(xiàn)的時(shí)間僅差6 d（圖4-A）；20世紀(jì)70年代，營(yíng)口周邊地區(qū)初日出現(xiàn)的日期稍有推遲但不明顯，而遼寧省最東部的城市如開(kāi)原、撫順和清原初日出現(xiàn)的日期有明顯推遲（圖4-B）；20世紀(jì)80年代，遼西的綏中，遼中的沈陽(yáng)、鞍山、本溪及遼東的開(kāi)原、清原、寬甸、恒仁地區(qū)初日出現(xiàn)的時(shí)間有明顯提前（圖4-C）；20世紀(jì)90年代，遼中及部分遼西城市彰武—沈陽(yáng)—熊岳—大連一線以西的城市初日出現(xiàn)的日期提前3 d左右，其他地區(qū)與20世紀(jì)80年代情況相近（圖4-D）；到了21世紀(jì)初，遼西沿渤海地區(qū)初日出現(xiàn)的日期明顯推遲3 d ，而遼東城市初日出現(xiàn)的日期與90年代相比變化不明顯，僅提前1 d左右（圖4-E）。

2. 2. 2 農(nóng)業(yè)界限溫度終日時(shí)空變化特征 遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度終日出現(xiàn)日期的基本分布特征是由東北向西南呈延后趨勢(shì)，遼東半島地區(qū)的終日日期推遲較明顯，遼中地區(qū)延后趨勢(shì)不明顯，其中終日出現(xiàn)的日期最早在遼東地區(qū)開(kāi)原至清原一帶，最晚終日出現(xiàn)的日期在大連（圖5-F）。20世紀(jì)60年代，遼東半島如大連、瓦房店、熊岳、莊河等地區(qū)終日出現(xiàn)的日期自南向北有提前趨勢(shì)，且變化較明顯，而遼中及遼東10月中上旬即出現(xiàn)終日，等值線疏松，說(shuō)明地區(qū)間變化不明顯（圖5-A）；20世紀(jì)70年代，遼西丘陵區(qū)終日出現(xiàn)的時(shí)間有推遲趨勢(shì)，約推遲3 d左右，而遼東開(kāi)原以北地區(qū)終日出現(xiàn)的日期推遲1 d左右（圖5-B）；20世紀(jì)80年代，遼中終日出現(xiàn)的日期與70年代相比變化較明顯，沈陽(yáng)和鞍山的終日出現(xiàn)日期推遲明顯，而遼東的開(kāi)原—撫順—寬甸一線以東地區(qū)終日出現(xiàn)的日期有明顯提前趨勢(shì)，地區(qū)間變化較突出（圖5-C）；20世紀(jì)90年代，遼寧省整體終日出現(xiàn)日期有推遲趨勢(shì)，而遼東半島終日出現(xiàn)日期與80年代相比推遲最顯著，其中變化最大的大連地區(qū)推遲了近半個(gè)月（圖5-D）；到了21世紀(jì)，遼西僅建平市附近地區(qū)終日稍有推遲的趨勢(shì)，而遼中4/5的地區(qū)終日出現(xiàn)日期提前了3 d左右，等值線密集，說(shuō)明地區(qū)間變化較明顯，遼東地區(qū)則與20世紀(jì)90年代情況相似（圖5-E）。

2. 2. 3 農(nóng)業(yè)界限溫度積溫時(shí)空變化特征 遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度積溫的基本分布特征是由西南向東北呈遞減趨勢(shì)，其中積溫在錦州—阜新—營(yíng)口—熊岳一線附近不斷降低，且遼西的建寧市周邊積溫變化較明顯，自西向東逐漸降低，等積溫線逐漸密集，地區(qū)間變化差異增大（圖6-F）。20世紀(jì)60年代，遼西阜新—黑山—鞍山—莊河一線以西的積溫最高且積溫值相差不明顯，而此界限以東地區(qū)的積溫逐漸減少且等積溫線較稀疏，說(shuō)明地區(qū)間變化差異不明顯（圖6-A）；20世紀(jì)70年代，位于遼西的建平市及環(huán)渤海地區(qū)的大連市周邊地區(qū)積溫開(kāi)始減少，且遼東外圍城市如寬甸和彰武附近積溫也明顯減少（圖6-B）；20世紀(jì)80年代，遼西等積溫線密集，說(shuō)明地區(qū)間溫度差異明顯，而遼東與中部地區(qū)積溫較接近（圖6-C）；20世紀(jì)90年代，遼寧全省積溫出現(xiàn)降低，變化幅度一致（圖6-D）；21世紀(jì)初，遼寧中部彰武—沈陽(yáng)—岫巖—莊河一線以東地區(qū)積溫普遍增大約200 ℃·d，而遼西僅有錦州出現(xiàn)積溫增加的趨勢(shì)（圖6-E）。

3 界限溫度對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響

根據(jù)以上分析可知，1960～2014年間遼寧省10 ℃農(nóng)業(yè)界限溫度總體上具有初日提前、終日延后的趨勢(shì)，從而表現(xiàn)為持續(xù)天數(shù)的延長(zhǎng)和積溫的增加，表征了遼寧省熱量資源的增加。縱觀遼寧省整體空間格局，表現(xiàn)出由西南向東北持續(xù)天數(shù)和積溫逐漸減少的趨勢(shì)，可進(jìn)一步推斷出初日、終日、持續(xù)天數(shù)和積溫的變化幅度由高緯向低緯逐漸變大。這對(duì)于遼寧省農(nóng)業(yè)生態(tài)資源的合理利用及農(nóng)作物的合理布局、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整及病蟲(chóng)害防治等提出了新課題。

3. 1 對(duì)農(nóng)作物的合理規(guī)劃

遼寧省種植的農(nóng)作物主要有玉米、水稻和小麥。10 ℃為喜溫作物開(kāi)始生長(zhǎng)的溫度，也是農(nóng)作物種植最適宜的溫度。10 ℃初日的提前將導(dǎo)致農(nóng)作物提前播種，因此對(duì)種植作物及品種的適當(dāng)調(diào)整，充分利用熱量資源，提高農(nóng)作物產(chǎn)量顯得尤為重要。對(duì)于玉米作物的種植選擇，生育期較長(zhǎng)的品種且種植面積由西南向東北依次遞減是未來(lái)玉米種植的發(fā)展趨勢(shì)?？偟膩?lái)說(shuō)，在遼寧省種植晚熟玉米是對(duì)熱量資源合理利用和促進(jìn)玉米高產(chǎn)的重要舉措。對(duì)于水稻作物，低溫是制約水稻生長(zhǎng)的最重要因素，而熱量資源的增加對(duì)水稻的生長(zhǎng)起著正向推動(dòng)作用，因此種植對(duì)熱量需求較高的中晚熟和晚熟水稻從而提高單產(chǎn)是未來(lái)水稻生產(chǎn)的重要舉措。對(duì)于小麥，遼寧省主要種植春小麥，界限溫度的北移使春小麥種植范圍擴(kuò)大，初日的提前促使春小麥生長(zhǎng)期提前，因此提前春小麥種植時(shí)間以提高產(chǎn)量成為遼寧省小麥生產(chǎn)的未來(lái)趨勢(shì)。

3. 2 病蟲(chóng)害對(duì)農(nóng)作物的影響

農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生與流行取決于病源、寄生作物和環(huán)境條件，其中環(huán)境條件起著關(guān)鍵作用。孫連慶（1998）研究表明，冬季溫度高會(huì)使農(nóng)作物越冬病蟲(chóng)卵蛹死亡率降低、病菌菌絲存活數(shù)量增多，從而導(dǎo)致春夏季農(nóng)作物病蟲(chóng)害大面積發(fā)生。俞學(xué)惠等（2009）對(duì)平羅縣病蟲(chóng)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響進(jìn)行探究，結(jié)果表明，氣候變暖導(dǎo)致葉螨興盛，玉米年災(zāi)損失量達(dá)52.92萬(wàn)kg。遼寧省10 ℃持續(xù)期延長(zhǎng)，氣溫升高，加快了病蟲(chóng)害生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的速度。冬季的縮短、界限溫度北移，將導(dǎo)致病蟲(chóng)害在遼寧省內(nèi)分布范圍逐年擴(kuò)大，使得農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害越來(lái)越嚴(yán)重，而病蟲(chóng)害的發(fā)生導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境遭受破壞，最終導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，對(duì)遼寧省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起阻礙作用。

3. 3 對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的影響

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善既有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，又是農(nóng)民增收和農(nóng)村環(huán)境改善的必然選擇。遼寧省農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境分為3個(gè)主要類(lèi)型區(qū)：遼東低山丘陵區(qū)、遼西山地丘陵區(qū)和中部平原區(qū)。由于氣候變化導(dǎo)致農(nóng)耕期天數(shù)和積溫自西南向東北縮短，因此在未來(lái)遼寧省農(nóng)作物種植過(guò)程中應(yīng)主要以遼西山地丘陵區(qū)為核心，向中部平原區(qū)和遼東低山丘陵區(qū)擴(kuò)展從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化戰(zhàn)略的興起，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，防治病蟲(chóng)害，對(duì)農(nóng)作物施加化肥和農(nóng)藥已成為普遍現(xiàn)象，化肥和農(nóng)藥的大范圍使用對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此未來(lái)需嚴(yán)格控制化學(xué)肥料的施用，合理使用化肥、農(nóng)藥增加農(nóng)田承載力，同時(shí)確保糧食生產(chǎn)安全，以使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

4 討論

本研究表明，遼寧省10 ℃農(nóng)業(yè)界限溫度初日氣候傾向率為-0.445 d/10年，終日氣候傾向率為1.757 d/10年，持續(xù)天數(shù)氣候傾向率為2.202 d/10年，積溫氣候傾向率為53.7 ℃·d/10年，表現(xiàn)為初日提前、終日延后、持續(xù)天數(shù)增加和積溫增加，與趙冬艷和谷萍（2011）對(duì)大連地區(qū)、張黎（2016）對(duì)遼西地區(qū)的研究結(jié)果一致，但氣候傾向率仍存在一定差異，可能是由于站點(diǎn)和資料年代不同導(dǎo)致。10 ℃界限溫度初日提前、終日延后重新分割了喜溫作物的活躍期，因此種植晚熟玉米、中晚熟和晚熟水稻及提前春種小麥?zhǔn)俏磥?lái)農(nóng)作物種植的發(fā)展趨勢(shì)。此外，遼寧省10 ℃農(nóng)業(yè)界限溫度在空間上呈初日由西南向東北推遲、終日由東北向西南延后、積溫由西南向東北遞減的趨勢(shì)，與張運(yùn)福等（2009）的研究結(jié)果一致。

基于全球氣候變暖趨勢(shì)下如何利用現(xiàn)有的氣候資源，防治病蟲(chóng)害發(fā)生，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量是現(xiàn)階段遼寧省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。農(nóng)業(yè)作為對(duì)氣候變化反應(yīng)最敏感的產(chǎn)業(yè)，對(duì)光照、溫度和水資源等氣候資源的合理利用是謀求某一區(qū)域最大生態(tài)效益的基礎(chǔ)（肖風(fēng)勁等，2006）。隨著全球氣候升溫及熱量資源的增加，晚熟品種對(duì)現(xiàn)今氣候變化的適應(yīng)性更強(qiáng)，更具有生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有利于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量提高。此外，加強(qiáng)病蟲(chóng)害防治，有針對(duì)性地制定區(qū)域防治策略也是需要解決的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。氣候變暖增加了農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)基數(shù)和越冬的可能性，因此，合理的防治措施對(duì)地方農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境尤為重要。

5 結(jié)論

在時(shí)間上，遼寧省農(nóng)業(yè)界限溫度起始日期呈提前趨勢(shì)，≥10 ℃終日期呈推遲趨勢(shì)，≥10 ℃持續(xù)天數(shù)呈延長(zhǎng)趨勢(shì)，≥10 ℃積溫呈增多趨勢(shì)。在空間上，≥10 ℃初日自西南向東北推遲，且西部地區(qū)推遲趨勢(shì)大于東部；≥10 ℃終日自東北向西南延后，其中以遼東半島地區(qū)最顯著；≥10 ℃積溫自西南向東北遞減，其中西部地區(qū)變化更明顯。對(duì)于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，未來(lái)遼寧省種植趨勢(shì)應(yīng)以遼西山地丘陵區(qū)為核心，向中部平原區(qū)和遼東低山丘陵區(qū)擴(kuò)展；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)合理使用化肥、農(nóng)藥，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）