吳劍 張洪澤

摘 要：根據(jù)河間地區(qū)多年氣象數(shù)據(jù)和冬小麥生育期和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，利用線性回歸、線性調(diào)和滑動(dòng)平均、多項(xiàng)式回歸等方法分析了1995-2018年河間地區(qū)氣候變化對(duì)小麥生育期及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：河間地區(qū)春季氣溫平均每年升高0.049℃;小麥總生育期及各生育期間隔有明顯的縮短;氣候產(chǎn)量與氣溫和降水變化顯著相關(guān)，當(dāng)氣溫距平在-0.75℃-0.94℃時(shí)冬小麥氣候?yàn)檎?，氣溫過(guò)低或過(guò)高均會(huì)引起小麥的減產(chǎn)，降水與氣候產(chǎn)量呈正相關(guān)，當(dāng)降水距平高于-36mm時(shí)有利于冬小麥產(chǎn)量的增加。

關(guān)鍵詞：冬小麥;氣候變化;生育期;氣候產(chǎn)量

近年來(lái)全球氣溫升高已變?yōu)椴粻?zhēng)的事實(shí)，自1960年來(lái)中國(guó)氣溫上升了0.4～0.5℃，預(yù)計(jì)在2050年全國(guó)平均氣溫將上升2.2℃。冬小麥?zhǔn)呛娱g地區(qū)主要糧食作物之一，其生育期及產(chǎn)量受氣候變化的影響。因此為了研究河間地區(qū)氣候變化對(duì)冬小麥生育期及產(chǎn)量的影響，選取了1995-2018年該地區(qū)氣象數(shù)據(jù)（氣溫，降水及日照時(shí)數(shù)）及冬小麥生育期和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，分析了氣候變化對(duì)冬小麥生育期的影響，同時(shí)通過(guò)計(jì)算氣候產(chǎn)量定量地分析了氣溫變化及降水變化分別與氣候產(chǎn)量的關(guān)系，為河間地區(qū)合理小麥栽培與管理提供依據(jù)。

一、材料與方法

以河間地區(qū)在1995-2018年日均氣溫和降水為氣象資料，由于小麥生長(zhǎng)期主要在每年3～5月份，因此本文會(huì)主要分析每年此時(shí)間段的氣象資料。1995-2018年河間地區(qū)冬小麥生育期及產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源于河間市氣象局農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站。

二、結(jié)果與分析

（一）氣候變化分析

計(jì)算河間地區(qū)1995-2018年春季（3～5月）的平均氣溫、春季總降水量，該地區(qū)春季年平均氣溫是14.5℃，變化范圍在12～16℃之間，通過(guò)最小二乘法得出的線性擬合方程為：

y=0.049x+13.93（1）

可以看出該地區(qū)春季以逐年0.049℃速率增溫;該地區(qū)年春季降水平均為69.72mm，且變化幅度較大（25～145mm），降水距平在-44.5～75.17mm之間。

（二）氣候變化對(duì)冬小麥發(fā)育期的影響

將1995-2004的10年作為t1時(shí)間段，其余年份即2005-2018年作為t2時(shí)間段，計(jì)算這兩個(gè)時(shí)間段中平均的生育期間隔結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出冬小麥年平均發(fā)育期間隔在t2時(shí)間段明顯短于t1時(shí)間段，相比于t1在返青-起身生育期間隔t2縮短最多（5d）。冬小麥總生育期也有較為明顯的縮短但冬小麥在t1t2階段生育期內(nèi)年平均活動(dòng)積溫大致相等（t1為2126℃，t2為2145℃）。這表明河間地區(qū)冬小麥生育縮短主要的原因是逐年氣溫的上升。

（三）氣候變化對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響

冬小麥產(chǎn)量主要受到社會(huì)和氣候這兩個(gè)因素影響，研究氣溫變化對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響需要分離社會(huì)因素對(duì)其產(chǎn)量的影響，本文中采用5年線性調(diào)和滑動(dòng)平均的方法來(lái)分離，由計(jì)算所得的氣候產(chǎn)量可知，河間地區(qū)在1995-2018各年間氣候產(chǎn)量在2009年之前大多為正值，即2009年之前河間地區(qū)的氣候條件較為適合冬小麥的生長(zhǎng)，同時(shí)由線性擬合的結(jié)果（y=-1.52x+3072.6）來(lái)看，河間地區(qū)氣候產(chǎn)量呈逐年下降的趨勢(shì)，這也表明了河間地區(qū)的氣候條件越來(lái)越不利于冬小麥的生長(zhǎng)。

將逐年的春季氣溫距平和春季總降水分別和氣候產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比可以得出春季氣溫距平在-0.5～1℃之間變化時(shí)氣候產(chǎn)量多為正值，春季氣溫的距平太高或太低都會(huì)對(duì)冬小麥的產(chǎn)量造成不利的影響。而春季降水量距平與氣候產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，降水量較多的年份其氣候產(chǎn)量的值多為正值。

為了進(jìn)一步能定量地反映出河間地區(qū)冬小麥氣候產(chǎn)量與春季氣溫的關(guān)系，將氣候產(chǎn)量與春季氣溫距平進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，建立了定量方程：

y=-25.8x^3-87x^2+35.5x+64.4（2）

擬合的R2為0.57通過(guò)了α=0.05的顯著性檢驗(yàn)。由方程可以氣溫距平0.18℃時(shí)氣候產(chǎn)量最大，當(dāng)氣溫距平小于-0.75℃或大于0.94℃時(shí)氣候產(chǎn)量會(huì)變成負(fù)值。由此可見(jiàn)氣溫距平在一定的范圍內(nèi)冬小麥的氣候產(chǎn)量才為正值。

將春季降水距平與冬小麥氣候產(chǎn)量進(jìn)行多項(xiàng)式擬合分析，建立如下方程：

y=0.0002x^3-0.009x^2+0.12x+24.7（3）

由擬合方程得出，春季降水距平與氣候產(chǎn)量呈正相關(guān)，當(dāng)降水距平變化范圍較小時(shí)對(duì)氣候產(chǎn)量的影響較小，較高的降水距平有利于氣候產(chǎn)量形成與增長(zhǎng)。

三、結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)河間地區(qū)1995-2018年氣象資料的分析得出河間地區(qū)春季的平均氣溫為14.5℃且在逐年上升（每年上升0.049℃），春季降水量平均為69.72mm，春季平均日照總時(shí)數(shù)為758.7h，春季降水與日照時(shí)數(shù)隨年份變化較為平緩;該地冬小麥生育期也有顯著的縮短;冬小麥氣候產(chǎn)量受氣溫及降水量變化的影響，當(dāng)氣溫距平在-0.75℃～0.94℃時(shí)冬小麥氣候?yàn)檎?，有利于冬小麥產(chǎn)量的增加，但氣溫距平過(guò)低或過(guò)高時(shí)冬小麥的氣候產(chǎn)量為負(fù)值，春季降水量距平與氣候產(chǎn)量呈正相關(guān)，當(dāng)降水距平小于-36mm時(shí)氣候產(chǎn)量為負(fù)值，當(dāng)高于64mm時(shí)氣候產(chǎn)量會(huì)大幅度增加。

一般來(lái)說(shuō)氣溫升高導(dǎo)致冬小麥各生育期提前及生育期間隔縮短，三葉-越冬時(shí)間縮短不利于形成冬前壯苗，分蘗數(shù)減少，暖冬促使越冬時(shí)間縮短，導(dǎo)致一些冬性品質(zhì)的春化作用對(duì)低溫的要求不能滿足，同時(shí)冬小麥播種時(shí)溫度較高會(huì)出現(xiàn)旺長(zhǎng)現(xiàn)象，麥苗旺長(zhǎng)在越冬和早春期間難以抵御嚴(yán)寒容易發(fā)生凍害，發(fā)生旺長(zhǎng)的冬小麥由于消耗大量的養(yǎng)分會(huì)直接影響穗的形成，并且旺長(zhǎng)的冬小麥群體透光通風(fēng)差，更加容易受干旱和病蟲(chóng)害的影響，

為了避免冬小麥減產(chǎn)，學(xué)者們建議可以適當(dāng)推遲冬小麥的播種日期以避免旺長(zhǎng)現(xiàn)象培育冬前壯苗，同時(shí)可以增加冬小麥的播種量來(lái)彌補(bǔ)晚播造成的分蘗數(shù)減少的不足，播種量增加導(dǎo)致根系深扎有利于土壤的節(jié)水和省肥。降水量與冬小麥的產(chǎn)量呈正相關(guān)，降水量的高低直接影響到冬小麥的產(chǎn)量，河間地區(qū)在春季降水量隨年的變化差異較大，但總趨勢(shì)變化較為平緩，因此必要時(shí)可以在降水量偏少的年份采取灌溉等措施以提高冬小麥產(chǎn)量。

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