[摘 要] 利用1961-2016年湖北省潛江站氣溫、降水、日照等資料，分析潛江市冬小麥生長發(fā)育期氣候變化特征。結(jié)果表明，1961-2016年秋冬季平均氣溫呈顯著上升趨勢，冬小麥生育期各旬平均氣溫均呈上升趨勢，其中2月下旬、3月上旬、4月下旬和5月上旬顯著上升；降水僅2月下旬有顯著增多趨勢；日照時(shí)間顯著減少，1月上旬、1月中旬和5月下旬減少趨勢明顯。冬小麥產(chǎn)量呈顯著上升趨勢，與3、4月及生育期降水呈顯著負(fù)相關(guān)，與4月日照時(shí)間和5月氣溫呈顯著正相關(guān)。

[關(guān)鍵詞] 氣候變化；冬小麥；生育期；產(chǎn)量；相關(guān)性

[中圖分類號] S162.53；S512.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）20-82-3

農(nóng)業(yè)是對氣候變化反映最為敏感的行業(yè)之一，1961-2016年湖北省潛江市氣溫逐步升高，降水時(shí)空分布不均衡，各種極端氣象災(zāi)害頻發(fā)，給社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了極大的影響。小麥為潛江市的主要農(nóng)作物之一，本文擬以潛江市為研究區(qū)域，通過分析冬小麥生育期氣候變化特點(diǎn)以及氣候變化對冬小麥生產(chǎn)的影響，為冬小麥生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，以趨利避害[1，2]。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選用1961-2016年潛江氣象站氣溫、降水、日照等氣象資料以及省氣候中心提供的小麥觀測報(bào)表和產(chǎn)量資料。由于冬小麥?zhǔn)强缒甓壬L作物，將冬小麥?zhǔn)斋@年度作為整個小麥生育年度，歷年平均生育期為10月30日至次年5月26日，為研究方便，冬小麥生育期取11月至次年5月。其中，春季為3-5月，夏季為6-8月，秋季為9-11月，冬季為12月至次年2月。

1.2 研究方法

利用異常度和回歸分析法等分析小麥生育期內(nèi)氣溫、降水和日照變化趨勢；利用滑動平均法得出冬小麥氣候趨勢產(chǎn)量；利用相關(guān)分析等方法分析各氣象要素變化趨勢及與冬小麥氣候產(chǎn)量相關(guān)關(guān)系，得出氣候變化對冬小麥生育期的影響。

2 小麥生育期氣候變化

2.1 氣溫變化

2.1.1 冬、春季氣溫變化。計(jì)算1961-2016年潛江市冬、春季平均氣溫異常度（見圖1）。根據(jù)中國氣象局《全國氣候影響評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，1961年以來潛江市冬季平均氣溫有1 a異常偏低、3 a顯著偏低、6 a偏低。氣溫偏低年份基本出現(xiàn)在1990年前，之后氣溫明顯上升，暖冬氣候特征突顯；冬季氣溫2 a異常偏高、2 a顯著偏高、2 a偏高。春季氣溫2 a顯著偏低、4 a偏低，氣溫偏低年基本都出現(xiàn)在1994年前，之后氣溫明顯上升，1 a異常偏高，4 a顯著偏高、6 a偏高。分析得出1990年前冬季氣溫偏低，之后氣溫顯著升高，1994年前春季氣溫偏低，之后氣溫顯著升高，與20世紀(jì)90年代初期潛江市氣溫突變相一致。

2.1.2 旬氣溫變化。1993年潛江市存在氣溫突變，1993年也是冬春季氣溫上升節(jié)點(diǎn)，選取1993年前后兩個不同時(shí)段分析冬小麥生育期旬平均氣溫變化特征（見圖2），1993-2016年小麥生育期旬平均氣溫高于1961-1992年，特別是2月下旬和3月下旬升溫明顯，達(dá)2.4℃和2.1℃，說明小麥生育期氣溫正迅速上升，與近年來氣候變暖密切相關(guān)。

1961-2016年，小麥生育期各旬平均氣溫趨勢系數(shù)變化和氣候變暖前后各旬氣溫差值變化幾乎一致，整個生育期氣溫上升趨勢顯著，其中2月下旬、3月下旬、4月上旬和5月上旬上升趨勢最顯著，均通過α=0.01顯著性檢驗(yàn)。

2.2 降水變化

小麥生育期連陰雨天氣會影響小麥生殖生長與光合作用，阻礙干物質(zhì)積累，影響產(chǎn)量。以1993年為界研究2個時(shí)段降水變化趨勢，1961-1992年小麥生育期平均降水量為520.4 mm，1993-2016年降水量為535.4 mm，降水量增多。生育期內(nèi)逐旬降水變化，前期降水總體偏多，有利于小麥出苗；3月中、下旬降水減少8.3 mm和7.0 mm，小麥處于拔節(jié)生育期，需水量大，降水量偏少影響生長發(fā)育（見圖3）。

2.3 日照時(shí)間變化

相較北方地區(qū)，潛江市冬小麥生育期日照時(shí)間嚴(yán)重偏少，1961-1992年小麥生育期平均日照時(shí)間為893.3 h，1993-2016年為830.1 h，日照時(shí)間減少較多。1961-2016年，日照時(shí)間也顯著減少（r=-0.41，α=0.01），按旬序來看，1993年后相比之前有13個旬次日照時(shí)間偏少，8個旬次偏多。其中，11月中旬至2月下旬日照時(shí)間嚴(yán)重偏少，冬季日照時(shí)間減少不利于冬小麥前期發(fā)育；3月上旬至5月上旬日照時(shí)間略偏多，有利于冬小麥發(fā)育。但是，5月中下旬日照時(shí)間嚴(yán)重偏少，對冬小麥后期生長不利。

潛江市冬小麥生育期間逐旬日照時(shí)間變化趨勢如圖4所示，1961-2016年以來，大多數(shù)旬日照時(shí)間都呈減少趨勢，其中1月上旬（r=0.33，α=0.05）、1月中旬（r=0.29，α=0.01）和5月下旬（r=-0.40，α=0.01）下降趨勢顯著。

3 氣候變化對冬小麥產(chǎn)量的影響

影響小麥產(chǎn)量的因素較多，將實(shí)際產(chǎn)量分解為：Y=Yt+Yω+Yε。Y為小麥實(shí)際產(chǎn)量，Yt為小麥趨勢產(chǎn)量，Yω為小麥氣象產(chǎn)量，Yε為隨機(jī)波動產(chǎn)量，是由隨機(jī)因素引起的產(chǎn)量變化，因所占比例較小，可簡寫為：Y=Yt+Yω。

1961-2015年冬小麥氣候產(chǎn)量波動較大，與生育期內(nèi)潛江市氣候多變息息相關(guān)，氣候產(chǎn)量總體有顯著上升趨勢（r=0.36，α=0.01），但上升幅度較小，為2.1 kg/（km2·10 a），氣候變化對小麥產(chǎn)量有一定的提高作用。

氣候產(chǎn)量最大值出現(xiàn)在1988年，為549 kg/km2。原因在于播種期降水偏多，土壤墑情良好，加之生育期氣溫適宜，日照時(shí)間正常偏多，盡管分蘗期干旱和灌漿期降水偏多，但氣象條件總體利大于弊，氣候產(chǎn)量較高。氣候產(chǎn)量最低年份出現(xiàn)在1989和2002年，分別為-689 kg/km2和-685.4 kg/km2，2002年4-5月罕見低溫連陰雨天氣，不利于小麥后期生長，1989年小麥播種分蘗期干旱少雨，土壤墑情差，最終出苗少，導(dǎo)致氣候產(chǎn)量低。

相關(guān)分析顯示（見表1），冬小麥氣候產(chǎn)量與生育期平均氣溫、降水量和日照時(shí)間相關(guān)系數(shù)通過顯著性檢驗(yàn)的有：3月降水量（r=-0.31，α=0.05）、4月降水（r=-0.53，α=0.01）和日照時(shí)間（r=0.47，α=0.01）、5月氣溫（r=0.29，α=0.05）、整個生育期降水量（r=-0.42，α=0.01）。3-4月連陰雨，陽光寡照，小麥光合作用效率低，易受漬害，小麥銹病大面積發(fā)生；5月氣溫較高，日照時(shí)間充足，有利于干物質(zhì)積累，提高千粒重，氣候產(chǎn)量增多。影響氣候產(chǎn)量的關(guān)鍵是小麥生育期內(nèi)日照時(shí)間、降水和氣溫合理搭配。

4 結(jié)論

①冬春季平均氣溫異常偏低年代多在20世紀(jì)90年代前，異常偏高年代多在20世紀(jì)90年代后；1961-2016年，潛江市冬春季平均氣溫均呈顯著上升趨勢，冬季最低氣溫也顯著上升，有利于小麥安全過冬；逐旬平均氣溫均趨于上升，其中2月下旬、3月下旬、4月上旬和5月上旬上升趨勢顯著。

②1961-2016年，潛江市冬小麥生育期降水量有一定增多，但并不明顯。小麥生育期前期降水量偏多，對土壤墑情有利，拔節(jié)期降水偏少不利于生長發(fā)育；各旬降水變化趨勢不明顯。

③1961-2016年，冬小麥整個生育期日照時(shí)間趨于下降，冬季和生育期后期日照時(shí)間下降較多，1月上中旬和5月下旬日照時(shí)間顯著下降，其他時(shí)段日照時(shí)間略偏多。

④冬小麥氣候產(chǎn)量上升顯著，但提升產(chǎn)量不高，僅為2.1 kg/（km2·10a）。氣候產(chǎn)量與3、4月及整個生育期降水量有顯著負(fù)相關(guān)，與4月日照時(shí)間、5月氣溫有顯著正相關(guān)。冬小麥生育期降水較少、日照時(shí)間偏多、氣溫偏高，氣候產(chǎn)量較高。反之，氣候產(chǎn)量較低，三者需要合理搭配。

參考文獻(xiàn)

[1]居輝，熊偉，許吟隆，等.氣候變化對我國小麥產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2005（10）：1340-1343.

[2]郭建平.氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響研究進(jìn)展[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2015（1）：1-11.