氣候變化對玉米產(chǎn)量的區(qū)域影響研究

左曉晴

摘 要：大量實踐表明，氣候的變化對農(nóng)作物的產(chǎn)量有很大影響，該文采用貝爾產(chǎn)量模式思路的方法，深入要研究氣候變化對不同地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響。研究結(jié)果顯示，氣候因子的變化對不同的區(qū)域玉米產(chǎn)量的影響不盡相同。

關(guān)鍵詞：氣候變化 玉米產(chǎn)量 不同區(qū)域 影響分析

中圖分類號：S162 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0116-02

玉米是我國主要糧食產(chǎn)物，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)非常大的比重，通過不完全統(tǒng)計，在2016年全國玉米總產(chǎn)量為2.195 5億噸，雖然略低于2015年的2.264 3億噸，但是也占據(jù)糧食總產(chǎn)的35%，是我國第一大糧食農(nóng)作物。國內(nèi)外的專家學者曾圍繞氣候變化對玉米產(chǎn)量的影響做了大量分析，但是并沒有得出統(tǒng)一結(jié)論。文章深入分析了各種氣候因子變化對玉米產(chǎn)量的影響，希望為政府部門進行氣候變化條件下，玉米產(chǎn)量的預測和風險評估措施的制定提供真實有效參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

文章研究區(qū)域面向全國，包括大東北地區(qū)的黑吉遼三??；華北地區(qū)京津唐；長江中下游地區(qū)的江蘇、江西、安徽等地；華南兩廣地區(qū)；西南地區(qū)云貴川；西北地區(qū)陜甘寧，其中以華北地區(qū)的夏玉米為研究對象，其余地區(qū)皆為春玉米[1]。

1.2 研究方法

由于玉米產(chǎn)量會受到很多內(nèi)在因素和外在因素的影響，所以在具體研究過程中，把各區(qū)域玉米的產(chǎn)量分為趨勢產(chǎn)量、氣候產(chǎn)量、隨機產(chǎn)量（不確定因素影響下的玉米產(chǎn)量），其公式為Y=Yt+ Yw+e，其中Y為單位面積的產(chǎn)量（kg/hm2），Yt為趨勢產(chǎn)量（kg/hm2）其主要影響因素是社會生產(chǎn)力；Yw為氣候產(chǎn)量（kg/hm2）其主要影響因素是天氣氣候的變化，e為隨機產(chǎn)品，因為對玉米產(chǎn)量的影響比較小，所以實際研究中可以不進行考慮。氣候產(chǎn)量是生產(chǎn)技術(shù)水平和氣象要素共同決定的產(chǎn)物，也就是在不同生產(chǎn)力水平下，即便是氣象條件一模一樣，氣象產(chǎn)量也不盡相同，而在貝爾產(chǎn)量模式中引入了氣候影響因子，也就是說氣候產(chǎn)量可以用技術(shù)產(chǎn)量和氣候影響因子的乘積來表示：Yw=αYt，此公式中α就是氣候影響因子，當α為0時，Yw=0，通過上述兩個公式可以得出，Yw=αY/1+α，每個不同技術(shù)條件的時段內(nèi)非基準時段的氣候影響因子可以用以下方法計算：α（x）=ax2+bx+c，此公式中x表示氣候要素，通過最小二乘法可以求出方程的系數(shù)a、b、c，將非基準時段相應的氣候要素代入公式α（x）=ax2+bx+c，即可求得氣候影響因子，從而利用公式Y(jié)w=αY/1+α就可以得出逐年的玉米氣候產(chǎn)量[2]。

2 結(jié)果與分析

2.1 中國玉米生育期各氣候因子的變化

從全國范圍而言，無論玉米生育平均氣溫還是最高溫度以及日均最低溫度都在99%置信水平下明顯提升，其上升幅度分別為0.36 ℃/10a，0.38 ℃/10a，0.42 ℃/10a，各區(qū)域中玉米生育期內(nèi)溫度、降水等氣候因子的變化如表1所示[3]。

從表1中可以看出，在很多區(qū)域中，玉米種植生育期內(nèi)的溫度普遍呈現(xiàn)上升的趨勢。而平均溫度、最高溫度、最低溫度等明顯上升的玉米種植面積分別為82.6%、64.3%、84.6%，其中像黑龍江、江蘇、陜西的溫度上升比較明顯都在5 ℃以上。在各區(qū)域中玉米生育期當中各溫度變化都呈現(xiàn)上升的趨勢，而諸如日較差、輻射等在不同區(qū)域中的變化各不相同，而降水量的變化比較小。黃淮海平原江蘇、安徽等省份不但溫度顯著提高、日較差降低，輻射也明顯下降，對該地區(qū)玉米產(chǎn)量提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。

2.2 單一氣候因子變化對中國玉米產(chǎn)量的影響

相關(guān)研究表明，區(qū)域平均溫度、最高溫度、最低溫度的上升都會導致玉米產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下降，因為溫度升高會縮短玉米生育期，從而減少玉米對養(yǎng)分的吸收，導致玉米的產(chǎn)量明顯降低。同時如果白天最高溫度持續(xù)的時間比較長就會增加玉米的熱脅迫性，降低玉米生長的光合強度，也就會降低玉米的授粉率，進一步降低玉米的產(chǎn)量[4]。

通過總結(jié)2006—2016年玉米種植區(qū)域生育期內(nèi)各氣候因子的變化數(shù)據(jù)資料發(fā)現(xiàn)，平均溫度每上升1℃，全國就會有1/4的玉米種植區(qū)域出現(xiàn)明顯減產(chǎn)，主要原因是由于溫度的升高，降低玉米發(fā)育期所導致，主要集中在云貴川等黃土高原。雖然東北三省遼吉黑玉米的產(chǎn)量隨著溫度的增加而有一定程度的增加，但其玉米種植的面積比較小，大約全國總面積的1.4%。

同時日較差每下降1℃，94%區(qū)域玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)增產(chǎn)，主要是因為日較差的增加，有利于加強玉米的光合作用，降低呼吸作用，進一步加強了同化產(chǎn)物的累積，從而增加玉米的產(chǎn)量。

陽光輻射量的下降，也會在一定程度降低玉米光合作用，從而降低玉米產(chǎn)量，相關(guān)研究表明，輻射量每下降10%，就會導致我國7.2%玉米面積發(fā)生減產(chǎn)，減產(chǎn)幅度大約為9.0%，主要集中在內(nèi)蒙古、河北、新疆等地。大約有24.5%的玉米種區(qū)域隨著腐蝕量的降低，玉米產(chǎn)量顯著增加，增加幅度大約為12.2%，此類區(qū)域主要集中長江流域[5]。

降雨量每下降10%，就會導致全國7.6%玉米種植面積產(chǎn)量降低，減產(chǎn)幅度為4.5%，主要集中在東北、陜西、內(nèi)蒙古等地區(qū)。而大約有18%的玉米種植面積會隨著降水量降低而發(fā)生增產(chǎn)，比如廣西、四川等地。這可能與這些地區(qū)雨水充沛，玉米生育期內(nèi)容易發(fā)生洪澇災害有關(guān)，因此適當?shù)亟档徒邓磕苓m當增加玉米的產(chǎn)量。

3 結(jié)語

綜上所述，氣候變化對玉米產(chǎn)量有非常重要的影響，區(qū)域內(nèi)平均溫度每上升1℃、日較差下降1℃、輻射和降水量每下降10%，對不同區(qū)域中玉米產(chǎn)量的影響各不相同。各氣候因子的變化中，玉米產(chǎn)量對生育期平均溫度上升 1℃響應最大，所以在實際種植中，必須科學合理地調(diào)整平均溫度升高對玉米產(chǎn)量的影響，才能提高玉米的總產(chǎn)量。

參考文獻

[1] 王柳，熊偉，溫小樂，等.溫度降水等氣候因子變化對中國玉米產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014（21）：138-146.

[2] 馬玉平，孫琳麗，俄有浩，等.預測未來40年氣候變化對我國玉米產(chǎn)量的影響[J].應用生態(tài)學報，2015（1）：224-232.

[3] 趙丹丹，翟石艷.1951—2012年河南省氣候變化對冬小麥和玉米產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)學通報，2015（29）：152-157.

[4] 高娟，馮靈芝，張建康，等.毛烏素沙漠與黃土高原過渡帶氣候變化對玉米產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016（12）：118-124，135.

[5] 戴彤，王靖，赫迪，王娜，等.基于APSIM模型的氣候變化對西南春玉米產(chǎn)量影響研究[J].資源科學，2016（1）：155-165.