基于氣候變化影響的黑龍江省玉米產(chǎn)量分析

何思卓

摘 要：最近幾年，整個世界范圍內(nèi)的氣候變化明顯，此時的糧食產(chǎn)量也在發(fā)生變化。作者結合黑龍江的玉米種植情況，論述了氣候改變對玉米產(chǎn)量的影響。

關鍵詞：氣候變化；農(nóng)業(yè)氣象；玉米；生育期；產(chǎn)量；黑龍江

1 資料和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

氣象數(shù)據(jù)來源于國家氣象局數(shù)據(jù)中心，包括黑龍江省境內(nèi)30個氣象站點1980-2009年平均溫度、最高溫度、最低溫度日值、旬值資料、降水旬值、月值資料、日照時數(shù)旬值資料。由于本省的氣候比較獨特，其玉米的最關鍵的生長時間是每年的5-9，而種植期在每年的5-6，結穗在7月，開花結粒在8-9。

1.2 氣象產(chǎn)量的計算方法

所謂的氣象產(chǎn)量，具體的說它指的是玉米的具體產(chǎn)量和趨勢產(chǎn)值之間的數(shù)值差。當前此類模擬措施很多，該活動使用的是直線滑動模擬措施，它把玉米的產(chǎn)值時間排列在特定時期的變化當成是一種函數(shù)，以直線的形式加以體現(xiàn)。由于時間在一直變化，直線的方位也在改變，進而體現(xiàn)出產(chǎn)量的變化特征。按照次序獲取各個時期的線性模型?？梢詫⒏鱾€階段的模擬數(shù)值的均數(shù)看做是趨勢產(chǎn)量。之所以使用此類措施，主要是因為它不需要我們進行主觀的判定，也不用損失樣本序列的年數(shù)，該措施非常受人們的青睞。

2 玉米主要生長季（5-9月）和不同生育階段氣候變化特征

2.1 主要生長時期的氣候變化特點

第一，從時間上分析其變化性。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，從80-90年，降水總數(shù)在一直在降低，線性傾向率為-27.6mm/10a，且通過了0.05水平的顯著性檢驗。除此之外的剩余要素都呈現(xiàn)出增加的態(tài)勢，比如均溫的傾向率為0.43℃/10a，最高溫度的傾向率為0.19℃/10a，最低溫度的傾向率為0.48℃/10a，且平均溫度和最低溫度通過了0.05水平的顯著性檢驗。

第二，從空間上分析其變化特性。對于均溫以及均最高氣溫來講，它們的變化都是順著西北朝東南變低。除了漠河的均溫降低之外，別的區(qū)域都呈現(xiàn)出上升的態(tài)勢，而且呈現(xiàn)出從西南到東北不斷降低的態(tài)勢?？偟膩碚f，東邊區(qū)域的降雨量比西部區(qū)域下降的要顯著一些，而光照情況則是西南區(qū)域呈現(xiàn)出減少的態(tài)勢。光照時間從西南到東北不斷增加。

2.2 各個生長時期的氣候變化特點

2.2.1 種植到出苗時期

第一，從時間上分析其變化性。從播種-苗期平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量6個要素30a來的線性變化趨勢來看，降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量的變化與主要生長季相比，表現(xiàn)為相反的趨勢。不過傾向率要低一些。除此之外，均溫以及最高和低氣溫都在增高，它們的傾向率大體上是一樣的，這就表示增長的程度大體上是一致的。

第二，從空間上分析其變化特性。從播種-苗期平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量6個要素的空間變化趨勢來看，均溫呈現(xiàn)出自東向西不斷升高的態(tài)勢。最高溫則呈現(xiàn)出東南低，西北高的特征。最低溫除了在漠河區(qū)域下降以外，別的地方都升高了，而且西南區(qū)域的升高要比其他區(qū)域的明顯一些。和降雨量的發(fā)展情況不一樣的是，此時的降雨明顯的變多，但是東部區(qū)域還是在持續(xù)降低。

2.2.2 接穗時期

第一，從時間上分析其變化性。從穗期平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量6個要素近30a來的線性變化趨勢看，此階段的降雨呈現(xiàn)出變少的態(tài)勢，別的要素和整個階段是大體一致的，持續(xù)增加。

第二，從空間上分析其變化特性。從穗期平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量6個要素的空間變化趨勢來看，在此階段，均溫以及最高和最低氣溫都呈現(xiàn)出從東到西不斷升高的態(tài)勢。而降雨在東北區(qū)域變多，除此之外，在松嫩平原也增加。對于光照來說，其呈現(xiàn)出南邊少北邊多的態(tài)勢，而且這種變化幅度不是很明顯。植被的散發(fā)量在綏化等區(qū)域呈現(xiàn)出減少的態(tài)勢，不過不是很明顯，在別的地方增加。

2.2.3 開花時期

第一，從時間上分析其變化性。從花粒期平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量6個要素30a來的線性變化趨勢來看，該階段的降雨減少的比較明顯，別的要素都呈現(xiàn)出遞增的態(tài)勢。

第二，從空間上分析其變化特性。從花粒期平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)和玉米潛在蒸散量6個要素的空間變化趨勢來看，在該階段，均溫以及最高溫等從東到西不斷升高，其中平均最高溫度的升高幅度要高于主要生長季、播種-苗期和穗期；平均最低溫度在東北部的縣市呈輕微的降低趨勢，東南部和西部則表現(xiàn)為升高趨勢；降水量減少幅度在中部地區(qū)更大，在東南部則相對較小；日照時數(shù)和參考作物蒸散量的增加從西南到東北呈增加趨勢。

3 氣候變化對糧食產(chǎn)量的影響分析

3.1 1980-2009年玉米單產(chǎn)變化趨勢

在這個階段，黑龍江省的玉米單產(chǎn)呈現(xiàn)出變多的態(tài)勢，不過這并不是持續(xù)性的增加。在最開始的階段，產(chǎn)量不是很高，但是今后十年間得以提升。到1994年左右出現(xiàn)了變化，在之前持續(xù)增加，在之后開始下滑。進入到新的世紀之后，產(chǎn)量開始呈現(xiàn)出穩(wěn)步增加的態(tài)勢。

3.2 各氣候要素與氣象產(chǎn)量的相關性及原因分析

運用玉米氣象產(chǎn)量和平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、日照時數(shù)、潛在蒸散量6個要素，在4個不同時段共24組數(shù)據(jù)進行相關性分析，以期找出與玉米氣象產(chǎn)量相關的氣候變量及氣候變量相對應的關鍵生育階段。在24個變量中，只有穗期最低溫度、花粒期最高溫度和花粒期最低溫度3個變量與玉米氣象產(chǎn)量相關。而平均溫度、降水量、日照時數(shù)和潛在蒸散量無論是哪個生育階段的變量都與玉米氣象產(chǎn)量不相關。相對于花粒期的最高溫度和穗期的最低溫度而言，花粒期的最低溫度能更好地解釋其對玉米氣象產(chǎn)量的影響。

4 結束語

通過上文的分析可以發(fā)現(xiàn)，在研究的時間段內(nèi)，均溫以及最低和最高溫都呈現(xiàn)出了增加的態(tài)勢，這從一定程度上表示著氣候的確是在逐漸的變暖。對于降雨量來講，在播種到出芽階段呈現(xiàn)出增加的態(tài)勢，在別的時期則減少。對于光照來講，在種植到出芽時期變少，在別的時期變多。通過分析這六個要素，可以發(fā)現(xiàn)最低溫和降雨量是眾多要素中變化最為顯著的。通過分析空間層面的變化特點可以發(fā)現(xiàn)，均溫以及最高和最低氣溫在玉米的生長階段呈現(xiàn)出自東向西不斷升高的態(tài)勢。而降雨量的變化性就不那么簡單了，在每個生長時期都有著它的獨特性。對于光照來說，在每個生長時期都呈現(xiàn)出自東北向西南不斷變少的態(tài)勢。玉米結穗和開花階段，最低溫和其氣象產(chǎn)量之間的聯(lián)系是一種正比例的聯(lián)系，而最高氣溫與之呈現(xiàn)出的是一種反比例的聯(lián)系。

參考文獻

[1]姚鳳梅，張佳華，孫白妮，等.氣候變化對中國南方稻區(qū)水稻產(chǎn)量影響的模擬和分析[J].氣候與環(huán)境研究，2007，12（5）：659-666.

[2]張建平，趙艷霞，王春乙，等.未來氣候變化背景下我國主要糧食作物產(chǎn)量變化模擬[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（5）.

[3]王志強，方偉華，何飛，等.中國北方氣候變化對小麥產(chǎn)量的影響：基于EPIC模型的模擬研究[J].自然災害學報，2008.

[4]代立芹，李春強，魏瑞江，等.河北省冬小麥生長和產(chǎn)量對氣候變化的響應[J].干旱區(qū)研究，2011，28（2）：294-300.