江蘇省冬小麥生長期間的氣候特征

商兆堂　何浪　商舜等

摘要：為了給江蘇省科學(xué)安排冬小麥栽培田間管理、全面應(yīng)對氣候變化提供參考信息，主要采用農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)研究和統(tǒng)計方法、地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)分析技術(shù)等，選取代表江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間氣候狀況的觀測資料進(jìn)行定量統(tǒng)計分析和定性描述，分析江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間主要?dú)庀髼l件及其氣候變化趨勢。江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間氣候條件及其變化趨勢區(qū)域分布特征明顯，具有冬季變暖、全生育期總積溫增加、日照時數(shù)、降水量和風(fēng)速減小的氣候變化趨勢，這可能會加重江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間的干旱、低（高）溫害等自然災(zāi)害，增加蘇北北部等丘陵地區(qū)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的不穩(wěn)定性。江蘇省氣候變化相對比較明顯的是蘇北東北部、沿江和蘇南東南部；各氣候因子變化程度從大到小依次為風(fēng)>溫度>降水量>日照時數(shù)，主要可能會增加冬小麥生產(chǎn)的脆弱性。氣候變化主要發(fā)生在營養(yǎng)生長期，生殖生長期相對變化較小，因此須重點(diǎn)加強(qiáng)冬小麥營養(yǎng)生長期的應(yīng)對氣候變化栽培技術(shù)研究，搭好豐產(chǎn)架子，為保障冬小麥生產(chǎn)的生態(tài)、高效、優(yōu)質(zhì)提供基礎(chǔ)條件。

關(guān)鍵詞：江蘇??；冬小麥；生育期；氣候特征；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號： S162.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0056-07

小麥?zhǔn)侵袊怨糯詠淼闹匾Z食作物之一，已有4 000多年的栽培歷史，春秋戰(zhàn)國時期開始，隨著北方居民的大量南遷，小麥栽培地區(qū)向南迅速擴(kuò)大。南方冬麥區(qū)是與北方冬麥區(qū)和春麥區(qū)相并列的三大主麥區(qū)之一，種植面積約占全國的25%左右，成為僅次于水稻的第二大糧食作物。江蘇省是南方麥區(qū)的重點(diǎn)種植區(qū)域之一，客觀分析江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間的氣候變化、研究應(yīng)對氣候變化的栽培措施對南方麥區(qū)和全國冬小麥種植具有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)于氣候變化對小麥生產(chǎn)影響的研究較多[1-10]，例如，商兆堂等綜合分析了國內(nèi)外研究氣候變化和評估氣象變化對小麥生產(chǎn)影響技術(shù)方法，綜合得出評估氣候變化對小麥生產(chǎn)影響的主要技術(shù)途徑是通過氣候變化事實(shí)趨勢外推和氣候模式產(chǎn)生未來氣候情景，通過冬小麥生長發(fā)育與氣象條件關(guān)系的機(jī)理或統(tǒng)計模型，模擬未來氣候情景下冬小麥的生產(chǎn)狀況[10]。關(guān)于小麥生產(chǎn)區(qū)域的單一氣象要素氣候變化的研究也較多，例如，王莉等統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，近20年來，河北省邢臺市春季3—5月氣溫升高非常明顯，1990—1999 年平均積溫較1960—1989年高96 ℃，2000—2009 年較1960—1989年增加231 ℃[11]。但是，關(guān)于綜合研究江蘇省冬小麥生長發(fā)育期間氣候變化的報道較少。因此，筆者對江蘇省小麥生育期氣象條件進(jìn)行分析，為江蘇省冬小麥生產(chǎn)科學(xué)應(yīng)對氣候變化、實(shí)現(xiàn)在氣候變化情景下的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理方法

選取中國氣象局氣象觀測站網(wǎng)中能代表江蘇省氣候特點(diǎn)的37個站點(diǎn)的氣象資料進(jìn)行氣候特征統(tǒng)計和氣候變化趨勢分析。根據(jù)江蘇省的氣候和地理特征，分為全省（the whole province，簡稱WP ）、 蘇北（subei，簡稱SB）、蘇中（suzhong，簡稱SZ）、蘇南（sunan，簡稱SN）4個主要區(qū)域類型，統(tǒng)計分析區(qū)域特征具體見圖1。

江蘇省冬小麥在不同站點(diǎn)間觀測資料的長度差異很大，絕大部分站點(diǎn)從1960年開始有完整的觀測記錄，因此統(tǒng)計1960—2011年的氣象資料分析氣候變化趨勢。其中，與小麥生長發(fā)育有關(guān)的氣象要素簡稱 ME，主要分析氣溫活動積溫（AAAT）、氣溫負(fù)積溫（NAAT）、地溫活動積溫（AAET）、平均溫度條件（TA）、累計降水量（AP）、合計雨日（TRD）、小雨（01≤AP<5）日數(shù)（LIR）、小到中雨（5≤AP<10）日數(shù)（LTR）、中雨10≤AP<25日數(shù)（MOR）、大雨（25≤AP<50）日數(shù)（HER）、暴雨（AP≥50）日數(shù)（TOR）、平均降水條件（PA）、累計日照時數(shù)（ASD）、合計風(fēng)速（TWS）、所有氣象條件的平均值（AA）。根據(jù)冬小麥生育期觀測規(guī)范[12]將江蘇省冬小麥全生育期（WG）主要分成播種期（SOW）、出苗期（SPR）、三葉期（TRI）、分蘗期（TIL）、越冬期（OWI）、返青期（REG）、起身期（SET）、拔節(jié)期（JOI）、孕穗期（BOO）、抽穗期（HEA）、開花期（ANT）、乳熟期（MIL）、成熟期（MAT），進(jìn)行分生育期的氣候變化特征分析，具體統(tǒng)計時段見表1，簡稱間采用“&”表示并用，如出苗期活動積溫的簡稱為AAAT&SPR。不同類型小麥品種（系）根系生長發(fā)育、分布規(guī)律不同，但在不同時期不同品種（系）根表面積變化趨勢基本一致， 最大值均在0～20 cm 土層[13]。江蘇省冬小麥一般機(jī)條播，深度在 3～4 cm，因此選擇5～20 cm地溫代表對冬小麥根系生長發(fā)育有影響的土壤溫度，分析其氣候變化趨勢。

出現(xiàn)頻率或比例為出現(xiàn)次數(shù)占總次數(shù)的百分率。變化率為自變量增加1個單位數(shù)，因變量增加的數(shù)量。采用分區(qū)平均值和全省平均值分析隨生育期的變化特征，相對重要性采用通徑分析方法，區(qū)域分布圖采用地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行插值處理分析，分析等值線（CN），具體方法略。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱量條件

2.1.1 積溫分布特征

2.1.1.1 全生育期氣溫≥0 ℃活動積溫 由圖2-a可知，各區(qū)域之間的全生育期氣溫≥0 ℃活動積溫差異明顯，總體特征以經(jīng)向分布為主。其中，蘇北為1 925.8～2 539.0 ℃·d，平均2 146.7 ℃·d；蘇中為2 051.3～2 721.4 ℃·d，平均 2 311.7 ℃·d；蘇南為2 228.5～2 970.6 ℃·d，平均 2 527.4 ℃·d。蘇北年際間極差與蘇中接近，與蘇南差異明顯。分生育期在全生育期中的相對重要性由大到小依次為拔節(jié)期>返青期>起身期>越冬期，即冬季到早春的各生育期積溫對全生育期總積溫影響最大。