王彥平, 陰秀霞, 候 瓊, 曲學(xué)斌, 唐紅艷, 陳素華

(1.內(nèi)蒙古呼倫貝爾市氣象局, 內(nèi)蒙古 海拉爾 021008; 2.內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象, 呼和浩特 010051)

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大興安嶺東部近30年氣候變化及對(duì)玉米、大豆生長發(fā)育的影響

王彥平1, 陰秀霞1, 候 瓊2, 曲學(xué)斌1, 唐紅艷2, 陳素華2

(1.內(nèi)蒙古呼倫貝爾市氣象局, 內(nèi)蒙古 海拉爾 021008; 2.內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象, 呼和浩特 010051)

利用內(nèi)蒙古大興安嶺東部扎蘭屯市、阿榮旗及莫旗農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站近30 a的玉米、大豆生長季(5—9月)氣象觀測資料及產(chǎn)量資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、小波分析和積分回歸等方法分析了該區(qū)域近30 a氣候變化特征及對(duì)玉米、大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：1984—2013年，研究區(qū)域生長季平均氣溫呈極顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.552℃/10 a，主要周期為22～26 a，經(jīng)歷過3次震蕩，有增強(qiáng)趨勢；生長季降水量總體呈下降趨勢，氣候傾向率為25.838 mm/10 a，主要周期為19～24 a，經(jīng)歷過4次震蕩，有增強(qiáng)趨勢；作物生長季(5—9月)干燥指數(shù)總體呈現(xiàn)上升趨勢，氣候傾向率為0.154/10 a，進(jìn)入21世紀(jì)干燥指數(shù)呈明顯波動(dòng)上升趨勢，但近期又處于低值區(qū)；氣候變化對(duì)大興安嶺東部地區(qū)農(nóng)作物生育期影響不大，作物播種期、收獲期及各發(fā)育階段持續(xù)天數(shù)相對(duì)穩(wěn)定；溫度和降水對(duì)不同農(nóng)作物生長和產(chǎn)量的影響效應(yīng)不同，對(duì)同一種作物不同階段的生長發(fā)育影響效應(yīng)亦不同。

大興安嶺東部; 氣候變化; 農(nóng)作物; 生長; 產(chǎn)量

國內(nèi)外研究表明，氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生眾多影響，其中溫度和降水的影響最為顯著[1]。氣溫上升導(dǎo)致的農(nóng)作物物候期延長、春旱加劇、病蟲害多發(fā)，進(jìn)而影響各類農(nóng)作物生長、種植面積、作物布局、熟制、產(chǎn)量和品質(zhì)等[2-4]；降雨量的變化是目前研究全球氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響最為重要的因素，特別對(duì)干旱半干旱地區(qū)雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)意義更為重大[5-7]。

氣候變暖背景下，大興安嶺東部地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也發(fā)生明顯變化，其中較為明顯的表現(xiàn)為玉米種植北界北移，農(nóng)作物早熟品種種植比例減少，中晚熟品種種植比例增加等[8]。以往對(duì)這一區(qū)域氣候變化與農(nóng)作物生長的研究，大部分僅限于某個(gè)或幾個(gè)氣象要素對(duì)農(nóng)作物生長的影響或?qū)δ硞€(gè)生育階段的影響,缺乏系統(tǒng)性，在時(shí)間和空間尺度上的代表性較差，尤其缺少針對(duì)氣候變化對(duì)作物全生育期影響的系統(tǒng)評(píng)估。本文選取大興安嶺東部主要農(nóng)作區(qū)的扎蘭屯市、阿榮旗及莫旗近30 a(1984—2013年)生長季氣象數(shù)據(jù)及相應(yīng)的玉米、大豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)的平均值作為數(shù)據(jù)來源，該區(qū)域位于大興安嶺東麓的東南端，行政劃分屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市，綜合氣候區(qū)劃結(jié)果顯示，這一區(qū)域?qū)儆跍嘏霛駶欈r(nóng)牧業(yè)區(qū)，氣溫較高，無霜期較長，降水量較多，農(nóng)業(yè)氣候資源及農(nóng)作物種植特點(diǎn)等方面體現(xiàn)了大興安嶺東部地區(qū)的典型氣候特征和農(nóng)作物栽培特點(diǎn)[8]，因此選取該區(qū)域進(jìn)行氣候條件對(duì)農(nóng)作物的影響研究，其結(jié)果也基本能代表大興安嶺東部地區(qū)氣候條件對(duì)玉米、大豆產(chǎn)量的影響情況，在分析近30 a氣候變化的基礎(chǔ)上，運(yùn)用積分回歸原理對(duì)這一地區(qū)玉米、大豆全生育期內(nèi)氣溫和降水對(duì)產(chǎn)量影響的效應(yīng)逐旬進(jìn)行系統(tǒng)分析，可為這一地區(qū)制定適宜的玉米、大豆種栽培措施提供科學(xué)依據(jù)。

1　資料來源與研究方法

1.1區(qū)域自然特征

內(nèi)蒙古大興安嶺東部位于北緯47.09°—49.81°，東經(jīng)120.48°—125.27°，屬于中溫帶大陸性半濕潤氣候區(qū)，日照充足，雨量豐富，全年太陽輻射總量為4 782.58～5 332.31 MJ/(m2·a)，日照時(shí)數(shù)2 530～2 875 h，無霜期100～130 d，年平均降水量400～500 mm。氣候特點(diǎn)是春季升溫迅速，干旱少雨；夏季溫?zé)岫嘤辏^短促；秋季降溫急劇，霜早；冬季漫長寒冷[8]。該地區(qū)是內(nèi)蒙古東部主要農(nóng)作區(qū)，是玉米、大豆生產(chǎn)基地之一，多年平均年種植面積玉米約86 667 hm2，大豆約200 000 hm2，總產(chǎn)量約玉米約35萬t，大豆約28萬t，所產(chǎn)高油大豆聞名全國。

1.2資料來源

利用大興安嶺東部地區(qū)的扎蘭屯市、阿榮旗和莫旗氣象局1984—2013年作物生長季(5—9月)氣象資料及玉米、大豆生育期農(nóng)業(yè)氣象觀測資料及統(tǒng)計(jì)局提供的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)以及積分回歸的方法，分析了大興安嶺東部地區(qū)近30 a作物生長季的溫度、降水及日照時(shí)數(shù)變化規(guī)律，及對(duì)農(nóng)作物生長和產(chǎn)量的影響。

1.3研究方法

氣候變化趨勢分析：采用氣候傾向率和小波分析方法。氣候傾向率采用一元線性回歸方程擬合，方程形式：

y=ax+b

(1)

式中:a，b為回歸系數(shù)，a的數(shù)值和符號(hào)反映y上升或下降的變化值，稱之為變化率；小波分析采用有邊界Morlet 小波能量譜分析氣象要素的周期變化特征[9-10]；

作物生長季(5—9月)干燥指數(shù)(Ia)分析[11]：

(2)

式中:Ia為地表干燥指數(shù);R為降水量(mm);ET0為最大可能蒸散量(mm)，用彭曼公式計(jì)算[12]；

氣象產(chǎn)量采用公式：

Yc=Y-Yt[11-12]

(3)

式中:Yc表示作物氣象產(chǎn)量;Y表示作物實(shí)際產(chǎn)量;Yt表示作物趨勢產(chǎn)量;Yt的計(jì)算采用逐步回歸和正交多項(xiàng)式結(jié)合的方法；

氣候因子對(duì)氣象產(chǎn)量的影響分析：采用灰色關(guān)聯(lián)度和多元回歸相結(jié)合的方法，建立氣象產(chǎn)量與氣候因子的多元回歸方程；

積分回歸原理分析溫度、降水對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響效應(yīng)[13]：數(shù)學(xué)模型：

(4)

(i=1，2，…，kj=0，1，2，…，m)

(5)

則式(4)可寫為：

(6)

(7)

在實(shí)際工作中，計(jì)算ρij的公式為：

(8)

式中：n為生物時(shí)段。

2　結(jié)果與分析

2.1氣候變化特征分析

2.1.1氣溫變化趨勢由圖1A可以看出，全球氣候變暖背景下，大興安嶺東部地區(qū)1984—2013年作物生長季(5—9月)平均氣溫呈極顯著上升趨勢(R=0.7083**)，氣候傾向率為0.552℃/10 a，大于近50來全國的增溫速度(0.016 8℃/a)[14-15]；通過小波分析，繪制小波實(shí)部圖，見圖1B，該地區(qū)年平均氣溫的主要周期為3～7 a，7～11 a和22～26 a，主要周期為22～26 a經(jīng)歷過3次震蕩，有增強(qiáng)趨勢。

2.1.2降水量變化趨勢由圖2A可以看出，1984—2013年近30 a大興安嶺東部地區(qū)作物生長季(5—9月)降水量呈不顯著下降趨勢，氣候傾向率為25.838 mm/10 a，從趨勢曲線可以看出，嶺東地區(qū)降水量在1998年達(dá)到峰值，之后下降趨勢更為明顯，但2010年后又呈明顯上升趨勢，說明該地區(qū)降水量變化較大的特點(diǎn)；小波分析實(shí)部圖2B可見，該地區(qū)年降水量的主要周期為7～11 a和19～24 a，主要周期為19～24 a經(jīng)歷過4次震蕩，有增強(qiáng)趨勢。

圖2　大興安嶺東部生長季(5—9月)降水量變化趨勢及其小波變換

2.1.3作物生長季干燥指數(shù)變化趨勢由圖3可見，大興安嶺地區(qū)近30 a作物生長季(5—9月)干燥指數(shù)呈現(xiàn)不顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.137/10 a；20世紀(jì)80—90年代，干燥指數(shù)年際間波動(dòng)較小，且處于一個(gè)相對(duì)濕潤期，進(jìn)入21世紀(jì)干燥指數(shù)呈明顯波動(dòng)上升趨勢，但近期又處于低值區(qū)，表明近期該地區(qū)氣候相對(duì)濕潤。

2.2氣候變化對(duì)作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

2.2.1氣候變化對(duì)作物發(fā)育期的影響從播種—成熟，玉米和大豆全生育期間隔日數(shù)均呈逐年減小的趨勢(圖4)，線性擬合傾向率分別為-0.424 d/10 a和-0.096 d/10 a，但均未通過顯著性檢驗(yàn)；兩種作物全生育期間隔日數(shù)與全生育期日平均氣溫均呈不顯著的負(fù)相關(guān)，即隨著生育期氣溫的逐年升高，玉米、大豆全生育期間隔日數(shù)有縮短的趨勢；但總體上，氣候變化對(duì)大興安嶺東部地區(qū)農(nóng)作物全生育期間隔日數(shù)影響不顯著，多年觀測資料表明，農(nóng)作物播種期和收獲期相對(duì)穩(wěn)定，玉米、大豆播種期多年平均值分別為5月17日和5月11日，收獲期分別為9月18日和9月22日，且全生育期各發(fā)育階段持續(xù)天數(shù)變化也不明顯。

圖3　大興安嶺東部作物生長季(5—9月)干燥指數(shù)變化趨勢

2.2.2氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響分析1984—2013年研究區(qū)域氣候因子與玉米、大豆的氣象產(chǎn)量，得出該區(qū)域玉米、大豆氣象產(chǎn)量與氣象因子的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)及多元回歸方程，見表1—2。

影響玉米氣象產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃拥年P(guān)聯(lián)序?yàn)椋捍笥?0℃活動(dòng)積溫>大于2℃的無霜期>5—9月降水量>7月中旬平均氣溫>5—9月平均氣溫，利用這5個(gè)因子建立的多元回歸方程達(dá)0.01顯著水平；影響大豆氣象產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃拥年P(guān)聯(lián)序?yàn)椋捍笥?0℃活動(dòng)積溫>大于2℃的無霜期>5—9月降水量>7大于20℃活動(dòng)積溫>日平均氣溫大于20℃持續(xù)天數(shù)，利用這5個(gè)因子建立的多元回歸方程達(dá)0.05顯著水平；可見，研究區(qū)域大于10℃活動(dòng)積溫、大于2℃的無霜期和5—9月降水量是農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵影響因子，對(duì)于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)生育期間的水熱同步是農(nóng)作物生育及產(chǎn)量形成的主要限制因子。

表1　玉米氣象產(chǎn)量與氣象因子的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)及多元回歸方程

表2　大豆氣象產(chǎn)量與氣象因子的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)及多元回歸方程

2.2.3積分回歸氣候模型的建立利用積分回歸原理，對(duì)大興安嶺東部地區(qū)玉米、大豆產(chǎn)量與該地區(qū)生長期內(nèi)的日平均氣溫之間的關(guān)系逐旬進(jìn)行定量分析。

(j=0，1，2，3，4，5)

(9)

(j=0，1，2，3，4，5)

(10)

(11)

按式(8)計(jì)算歷年溫度、降水的的ρj值，2要素的ρj值統(tǒng)一編號(hào)，令ρ0—ρ5為溫度項(xiàng)，ρ6—ρ11為降水項(xiàng)，同時(shí)令Yc=12，建立多元回歸方程，得出溫度、降水的時(shí)間分布對(duì)、玉米大豆產(chǎn)量的影響效果。玉米產(chǎn)量與四個(gè)自變量的回歸方程為：Y=-89.312-0.37ρ2-0.005ρ4-0.000 077 51ρ10-0.000 059 25ρ11(R=0.625，0.01顯著水平)，對(duì)玉米產(chǎn)量有顯著影響的是溫度的2次項(xiàng)和4次項(xiàng)，降水的10次項(xiàng)和11次項(xiàng)，它們的綜合作用構(gòu)成玉米的產(chǎn)量預(yù)報(bào)方程；大豆產(chǎn)量與4個(gè)自變量的回歸方程為：Y=-394.410-0.158ρ2-0.012 8ρ4-0.008ρ8+0.001ρ9(R=0.429，0.05顯著水平)，對(duì)大豆產(chǎn)量有顯著影響的是溫度的2次項(xiàng)和4次項(xiàng)，降水的8次項(xiàng)和9次項(xiàng)，它們的綜合作用構(gòu)成大豆的產(chǎn)量預(yù)報(bào)方程。

根據(jù)以上玉米、大豆產(chǎn)量預(yù)報(bào)方程可得溫度、降水對(duì)玉米、大豆產(chǎn)量的影響變率a(t)值，得出氣溫、降水對(duì)玉米、大豆產(chǎn)量的影響變率aT(t)曲線和aR(t)曲線。

(1) 溫度變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響。分析aT(t)溫度曲線圖5A可知，按歷年平均發(fā)育期，玉米播種—出苗(5月中下旬)溫度對(duì)其生長發(fā)育為正效應(yīng)，aT(t)值為2.69～38.68 kg/(hm2·℃)，在一定溫度范圍內(nèi)，玉米播種到出苗的間隔時(shí)間隨著溫度的升高，出苗速度加快，出苗時(shí)間縮短，若溫度持續(xù)偏低則會(huì)延遲種子發(fā)芽出苗，造成粉種現(xiàn)象，影響產(chǎn)量；營養(yǎng)生長時(shí)期，即三葉—拔節(jié)(6月上旬—7月上旬)階段，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，生長越快，縮短玉米營養(yǎng)生長期，發(fā)育期提前，此期溫度對(duì)玉米生長發(fā)育為明顯的負(fù)效應(yīng)，aT(t)值為-16.51～-6.48 kg/(hm2·℃)，說明此期熱量有盈余，溫度過高，生長過快，植株瘦弱，將會(huì)造成植株后期生長不良，影響產(chǎn)量；進(jìn)入生殖生長階段，抽雄—乳熟(7月下旬—8月下旬)，溫度對(duì)玉米生長發(fā)育均為正效應(yīng)，aT(t)值6.48～16.94 kg/(hm2·℃)，溫度對(duì)玉米開花、吐絲影響較大，是玉米一生中要求溫度較高的時(shí)期，此期適當(dāng)高溫，有利于玉米旺盛生長和雄穗的正常分化，形成壯桿大穗，是高產(chǎn)的基礎(chǔ)；玉米進(jìn)入乳熟—成熟階段(8月下旬—9月下旬)，溫度對(duì)玉米生長發(fā)育為負(fù)效應(yīng)，aT(t)值為-38.68～-2.69 kg/(hm2·℃)，可能是由于此期溫度過高，不利于養(yǎng)分向子粒運(yùn)輸和積累，導(dǎo)致子粒灌漿不良，出現(xiàn)癟粒，甚至出現(xiàn)高溫逼熱造成減產(chǎn)。

圖5　溫度對(duì)玉米、大豆產(chǎn)量的影響效應(yīng)

分析aT(t)溫度曲線圖5B可知，按歷年平均發(fā)育期，大豆播種—出苗—分枝(5月中下旬—7月上旬)溫度對(duì)其生長發(fā)育以負(fù)效應(yīng)為主，aT(t)值為-0.43～-10.28 kg/(hm2·℃),此期溫度不宜過高；營養(yǎng)生長后期和生殖生長時(shí)期，即分枝—開花—結(jié)莢—鼓粒(7月中旬—9月上旬)階段，溫度對(duì)大豆生長發(fā)育均為明顯的正效應(yīng)，aT(t)值為0.43～10.28 kg/(hm2·℃)，此期熱量不足對(duì)產(chǎn)量影響較大；鼓粒后期—成熟(9月中下旬)，溫度對(duì)其生長發(fā)育為負(fù)效應(yīng)，aT(t)值為-2.72～-27.19 kg/(hm2·℃)，此期高溫對(duì)干物質(zhì)積累不利，會(huì)造成減產(chǎn)，但溫度應(yīng)在適宜指標(biāo)范圍之內(nèi)。

圖6　降水對(duì)玉米、大豆產(chǎn)量的影響效應(yīng)

(2) 降水量變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響。分析aR(t)降水曲線圖6A可知，降水量對(duì)玉米生長發(fā)育的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于溫度的影響，aR(t)值范圍在±0.03～±0.14 kg/(hm2·mm)。玉米苗期，出苗—三葉(5月中旬—6月上旬)降水對(duì)其生長發(fā)育為負(fù)效應(yīng)，aR(t)值為-0.13～-0.06 kg/(hm2·mm)，說明苗期適當(dāng)干旱有利于玉米根系生長,該期降水量完全可以滿足玉米苗期對(duì)水分的要求；三葉—拔節(jié)(6月中旬—7月上旬)，降水對(duì)玉米生長發(fā)育為正效應(yīng)，aR(t)值為0.03～0.09 kg/(hm2·mm)，此期雨季尚未來臨，是大興安嶺東部地區(qū)較為干旱的季節(jié)，干旱會(huì)影響玉米生長發(fā)育，延緩玉米發(fā)育期，對(duì)產(chǎn)量形成不利，此期抗旱保墑應(yīng)是玉米栽培中的首要農(nóng)業(yè)措施；抽雄—吐絲(7月中旬—8月中旬)，降水對(duì)玉米生長發(fā)育為不明顯的負(fù)效應(yīng)，aR(t)值為-0.09～-0.03 kg/(hm2·mm)，此期是玉米一生需水量最多的時(shí)期，為玉米的需水臨界期，此期正值降雨集中季節(jié)，完全可以滿足玉米生殖生長的需要，良好的雨熱匹配是該地區(qū)玉米持續(xù)高產(chǎn)的重要原因；玉米進(jìn)入灌漿—乳熟期后(8月下旬—9月下旬)降水對(duì)其生長發(fā)育以正效應(yīng)為主，aR(t)值為0.06～0.13 kg/(hm2·mm)，此期已進(jìn)入秋季雨水偏少階段，應(yīng)適時(shí)灌水，防止葉片早衰，提高光合強(qiáng)度，減少敗育粒，提高產(chǎn)量。

分析aR(t)降水曲線圖6B可知，大豆播種—開花(5月中旬—7月下旬)降水對(duì)其生長發(fā)育以正效應(yīng)為主，aR(t)值為1.79～12.89 kg/hm2·mm，且5月中旬—6月中旬正效應(yīng)最大，表明大豆幼苗期干旱對(duì)產(chǎn)量影響最大，苗期充足的水分供應(yīng)是高產(chǎn)的基礎(chǔ)；大豆結(jié)莢后至成熟初期(8月上旬—9月中旬)，降水對(duì)其生長發(fā)育為負(fù)效應(yīng)，aR(t)值為-12.89～-5.00 kg/(hm2·mm)，降水過多，會(huì)造成落花落莢，造成減產(chǎn)；成熟中后期降水對(duì)其生長發(fā)育為正效應(yīng)，aR(t)值為7.83 kg/(hm2·mm)，水分不足會(huì)使單株秕莢數(shù)大大增加,影響產(chǎn)量。

3　討 論

(1) 氣候變暖背景下，大興安嶺東部地區(qū)熱量條件能充分滿足玉米、大豆生長發(fā)育的需求，且在玉米三葉—拔節(jié)、乳熟—成熟階段，大豆播種—出苗—分枝、鼓粒后期—成熟階段表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，這與以往的一些研究結(jié)果“溫度對(duì)玉米各階段生長發(fā)育的影響呈顯著的線性關(guān)系，溫度升高利于玉米生長發(fā)育”不太一致，并非溫度升高利于喜溫作物各個(gè)發(fā)育階段的生長，個(gè)別發(fā)育階段也表現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。大興安嶺地區(qū)氣候冷涼，玉米、大豆種植均以早熟或極早熟品種為主，對(duì)熱量要求不高，特別是苗期和成熟期適當(dāng)?shù)蜏乜梢匝娱L營養(yǎng)生長時(shí)間和灌漿時(shí)間，形成壯苗，灌漿充分，籽粒飽滿。本文得出的結(jié)論體現(xiàn)出氣候冷涼地區(qū)種植喜溫作物，溫度在不同生育階段對(duì)產(chǎn)量影響的獨(dú)特效應(yīng)，在以往的研究中較為少見。

(2) 大興安嶺東部地區(qū)氣候變化對(duì)玉米、大豆的生育期間隔日數(shù)變化影響不大，這一結(jié)果與張潔等[16]的研究結(jié)果“氣候變暖使玉米播種期提前，玉米的生育期延長”不同。分析主要有兩方面原因：其一，栽培品種的不斷更換，一些研究表明“當(dāng)品種不斷更替時(shí)，玉米的產(chǎn)量潛力呈上升的趨勢，新玉米品種從開花到成熟生育階段天數(shù)延長，成熟期生物量和收獲指數(shù)增大有利于產(chǎn)量的提高”。因此，由于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的不斷育成，品種更替日益頻繁，由此帶來對(duì)農(nóng)業(yè)氣象觀測的不利影響，造成農(nóng)作物生育期間隔日數(shù)的不確定，使本文的研究結(jié)果欠妥，今后需在了解具體品種更換年份、品種特點(diǎn)等基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究：其二，傳統(tǒng)的栽培方式導(dǎo)致種植部門保持相對(duì)統(tǒng)一的播期和收獲期，以避免該區(qū)域頻發(fā)的春旱和早晚霜對(duì)作物的不利影響，降低對(duì)由于早播和晚收造成減產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，因此也會(huì)影響生育期觀測的準(zhǔn)確性，因此，本文對(duì)氣候變化對(duì)作物生育期的影響方面，有待于進(jìn)一步細(xì)化研究。

4　結(jié) 論

(1) 大興安嶺東部地區(qū)近30 a作物生長季平均氣溫呈極顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.552℃/10 a；主要周期為22～26 a經(jīng)歷過3次震蕩，有增強(qiáng)趨勢。

(2) 生長季降水量總體呈下降趨勢，氣候傾向率為25.838 mm/10 a；主要周期為19～24 a經(jīng)歷過4次震蕩，有增強(qiáng)趨勢；作物生長季(5—8月)干燥指數(shù)總體呈現(xiàn)上升趨勢，氣候傾向率為0.137/10 a，近期處于低值區(qū)，氣候相對(duì)濕潤。

(3) 氣候變化對(duì)大興安嶺東部地區(qū)農(nóng)作物全生育期間隔日數(shù)影響不明顯，多年觀測資料表明，農(nóng)作物播種期和收獲期相對(duì)穩(wěn)定，且全生育期各發(fā)育階段持續(xù)天數(shù)變化也不明顯。

(4) 灰色關(guān)聯(lián)及多元回歸分析結(jié)果表明，研究區(qū)域大于10℃活動(dòng)積溫、大于2℃的無霜期和5—9月降水量是農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵影響因子，對(duì)于雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)生育期間的水熱同步是農(nóng)作物生育及產(chǎn)量形成的主要限制因子

(5) 溫度和降水對(duì)不同農(nóng)作物生長和產(chǎn)量的影響效應(yīng)不同，對(duì)同一種作物不同階段的生長發(fā)育影響效應(yīng)亦不同。分析表明：溫度對(duì)玉米播種—出苗、抽雄—乳熟階段生長發(fā)育的影響為正效應(yīng)，對(duì)三葉—拔節(jié)、乳熟—成熟階段為負(fù)效應(yīng)；溫度對(duì)大豆播種—出苗—分枝、鼓粒后期—成熟階段生長發(fā)育的影響為負(fù)效應(yīng)，對(duì)分枝—開花—結(jié)莢—鼓粒階段均為正效應(yīng)。降水對(duì)玉米生長發(fā)育的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于溫度的影響，對(duì)玉米出苗—三葉、抽雄—吐絲階段生長發(fā)育的影響為負(fù)效應(yīng)，對(duì)三葉—拔節(jié)及乳熟階段生長發(fā)育的影響為正效應(yīng)；降水對(duì)大豆播種—開花和成熟中后期的影響為正效應(yīng)，大豆結(jié)莢后至成熟初期，降水對(duì)其生長發(fā)育為負(fù)效應(yīng)。

[1]尤莉,程玉琴,郭瑞清,等.內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)氣候變暖及其影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2008,29((2):134-138.

[2]姚玉璧,王潤元,趙鴻,等.甘肅黃土高原不同海拔氣候變化對(duì)馬鈴薯生育脆弱性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2013,31(2):52-58.

[3]杜雄,邊秀舉,劉夢星,等.磷素營養(yǎng)對(duì)青飼玉米產(chǎn)量品質(zhì)形成與肥水利用效果的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2008,14(3):484-489.

[4]杜雄,張立峰,李會(huì)彬,等.鉀素營養(yǎng)對(duì)飼用玉米養(yǎng)分吸收動(dòng)態(tài)及產(chǎn)量品質(zhì)形成的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2007,13(3):393-397.

[5]IPCC. A Special Report of Working GroupsI andⅡof the Intergovernmental Panel on Climate Change[M]. Cambridge:Cambridge University Press, 2012.

[6]IPCC. Summary for Policymakers of the Synthesis Report of the IPCC Fourth Assessment Report[M]. Cambridge:Cambridge University Press, 2007.

[7]IPCC. Climate Change 2007:Impacts, Adaptation and Vulnerability[M]. Cambridge:Cambridge University Press, 2007.

[8]王希平,趙慧穎.呼倫貝爾市林牧農(nóng)業(yè)氣候資源與區(qū)劃[M].北京:氣象出版社,2006.

[9]池再香,莫建國,康學(xué)良,等.基于GIS的貴州西部春薯種植氣候適宜性精細(xì)化區(qū)劃[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2012,33(1):93-97.

[10]池再香,杜正靜,楊再禹,等.貴州西部馬鈴薯生育期氣候因子變化規(guī)律及其影響分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2012,33(3):417-423.

[11]姚玉璧,王潤元,楊金虎,等.黃土高原半濕潤區(qū)氣候變化對(duì)冬小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2012,33(3):417-423.

[12]毛飛,張光智,許祥德.參考作物蒸散量的多種計(jì)算方法極其結(jié)果的比較[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2000,11(Z):119-124.

[13]姚玉璧,王瑞君,王潤元,等.黃土高原半濕潤區(qū)玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量形成對(duì)氣候變化的響應(yīng)[J].資源科學(xué),2013,35(11):2273-2280.

[14]侯瓊,烏蘭巴特爾.內(nèi)蒙古典型草原區(qū)近40a氣候變化及其對(duì)土壤水分的影響[J].氣象科技,2006,34(1):102-106.

[15]王紹武,葉瑾林.近百年全球氣候變暖的分析[J].大氣科學(xué),1995,19(5):545-553.

[16]張潔,白青華,馬鴻勇.氣候變化對(duì)河西走廊中部地區(qū)主要農(nóng)作物的影響[J].干旱氣象,2013,31(2):303-308.

Influence of Climate Change on Corn and Soyben in Eastern Da Hinggan Mountains over the Last 30 Years

WANG Yanping1, YIN Xiuxia1, HOU Qiong2, QU Xuebin1, TANG Hongyan2, CHEN Suhua2

(1.HulunBeierWeatherBureauofInnerMongolia,Hailaer,InnerMongolia021008,China;2.TheEcologicalandAgriculturalMeteorologyCenterofInnerMongolia,Hohhot010051,China)

Based on the data of meteorological observation and yields during the corn and soybean growth periods (i. e. from May to September) over the past 30 years in the county of Zhalantun, Arong, Molidawa, east of Da Hinggan Mountains, Inner Mongolia, using the mathematical statistics, wavelet analysis and integral regression methods, we analyzed the characteristics of climate change which influences on growth, development, and yields of corn and soybean. The results show that from 1984 to 2013 the average temperature in growth periods significantly increased in the above mentioned regions, the climate tendency rate was 0.552℃/10 years, climate experienced three oscillation per 22～26 years as a main cycle, which show the enhanced trends. Accordingly, in the same time, the precipitation shows overall downward trend, the climate tendency rate is 25.838 mm/10 years, four oscillations of climate form a main cycle per 19～24 years, which shows increasing trends. Likewise, the aridity index shows overall rising trend, the climate tendency rate is 0.154/10 years, in the 21stcentury, the aridity index shows significantly fluctuating d increase, but presents the low value range recently, climate change has no significant influence on the crop growth and development stage in east of Da Hinggan Mountains, the sustained days of sowing, harvesting date and different developmental stages were relative stabilization. Temperature and precipitation have different influences on the growth and yield of different crops, even for growth and development of the same crop at different stages.

eastern Da Hinggan Mountains; climate change; crops; growth; yields

2015-07-05

2015-07-15

王彥平(1977—),女,內(nèi)蒙古錫盟人,碩士,副研級(jí)高級(jí)工程師,主要從事農(nóng)牧業(yè)氣象研究。E-mail:fei_ping@sohu.com

S532；S162

A

1005-3409(2016)04-0325-06