鳳城地區(qū)氣候變化及其對玉米產(chǎn)量的影響

單璐璐　白華　譚麗靜

摘要 通過對鳳城地區(qū)有氣象記錄以來的歷史資料進(jìn)行分析，分別探討年降水量、≥10 ℃年有效積溫、生育期日照時(shí)數(shù)的變化規(guī)律，以及這些氣象要素對近37年玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，1955—2014年日照時(shí)數(shù)明顯增加，年降水量緩慢減少，≥10 ℃積溫有緩慢增加的趨勢。對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響程度由大到小依次為≥10 ℃有效積溫、日照時(shí)數(shù)、降水量。

關(guān)鍵詞 氣候變化；降水；積溫；日照；玉米產(chǎn)量；遼寧鳳城

中圖分類號 S162.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）16-0215-02

鳳城市，古稱鳳凰城，隸屬于遼寧省丹東市，位于遼東半島東部，臨近黃海北岸，為省轄縣級市。鳳城市北鄰本溪滿族自治縣，南與丹東市振安區(qū)和東港市接壤，東靠寬甸滿族自治縣，是丹東市玉米主要種植地。鳳城地區(qū)氣候溫寒適度，冬少嚴(yán)寒，夏無酷暑，四季分明，年平均氣溫8.1 ℃，年降水量1 013.6 mm[1]。

氣候變化將改變農(nóng)業(yè)氣候資源的時(shí)空分布，進(jìn)而對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物產(chǎn)量形成重要影響，因而農(nóng)作物對氣候變化最為敏感[2-3]。氣候因素很多，其中對農(nóng)業(yè)影響較大的有3個(gè)主要因素，分別為降水量、有效積溫和生育期日照時(shí)數(shù)，其直接影響著農(nóng)作物生長環(huán)境，無論哪個(gè)因素發(fā)生變化，都會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生影響[4-5]。李輝、普宗朝等[6-8]都研究了氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響，結(jié)果表明，氣候?qū)r(nóng)業(yè)的影響十分復(fù)雜，既有有利的方面，也有不利的影響。本文選取鳳城地區(qū)有氣象記錄以來的歷史資料進(jìn)行分析，從降水量、有效積溫和生育期日照時(shí)數(shù)3個(gè)主要?dú)夂蛞蛩剡M(jìn)行研究，探討其變化規(guī)律，并從中得出3個(gè)氣候因素對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響，為農(nóng)業(yè)氣象決策服務(wù)提供參考，并且對減災(zāi)效益作出評價(jià)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文選用鳳城市氣象觀測站1955—2014年的氣象觀測資料（年降水量、日照時(shí)數(shù)、≥10 ℃有效積溫），丹東市統(tǒng)計(jì)局1978—2014年玉米產(chǎn)量資料。

1.2 研究方法

1.2.1 氣候傾向率。將氣象要素的趨勢變化用一次線性方程表示，即

xt=a0+a1 t（t=1，2，3，…，n）（1）

式（1）中，xt為氣象要素的擬合值；a1×10稱為氣候傾向率，表示氣象要素每10年的變化率。

1.2.2 玉米氣象產(chǎn)量的計(jì)算。為了區(qū)分自然和非自然因素對糧食作物的影響，一般把作物的產(chǎn)量分解為趨勢產(chǎn)量、氣象產(chǎn)量，還有一部分隨機(jī)因素造成的產(chǎn)量，一般忽略不計(jì)。趨勢產(chǎn)量反映歷史時(shí)期生產(chǎn)力發(fā)展水平的長周期產(chǎn)量分量，也被稱為技術(shù)產(chǎn)量，氣象產(chǎn)量是為了消除社會及生產(chǎn)水平因素對產(chǎn)量資料的影響，突出氣象條件的作用，特對產(chǎn)量資料進(jìn)行分解處理：

Yw=Y1-Yt（2）

式（2）中，Y1是實(shí)際產(chǎn)量，Yt是趨勢產(chǎn)量，Yw是氣象產(chǎn)量，正值表示增產(chǎn)或豐收，負(fù)值則表示減產(chǎn)或歉收。

本文計(jì)算1978—2014年實(shí)際玉米單產(chǎn)時(shí)間序列記錄中，采用三次多項(xiàng)式擬合的方法確定由于社會生產(chǎn)力所顯示的趨勢產(chǎn)量，實(shí)際產(chǎn)量減去趨勢產(chǎn)量為氣象因素所顯示的氣象產(chǎn)量[9-11]。

1.2.3 相關(guān)性分析。為了說明本文選取的3個(gè)氣象要素對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響大小，利用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對1978—2014年的氣候產(chǎn)量樣本與降水量、≥10 ℃有效積溫和生育期日照時(shí)數(shù)資料進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣候傾向率

2.1.1 日照時(shí)數(shù)。從圖1可以看出，1955—2014年研究區(qū)域內(nèi)日照時(shí)數(shù)明顯增加，1977—1978年日照時(shí)數(shù)增加十分顯著，其中2014年日照時(shí)數(shù)是有氣象記錄以來的最高值，為1 618.8 h；1975年日照時(shí)數(shù)是有氣象記錄以來的最低值，為715.9 h。

2.1.2 降水量。年降水量有減少的趨勢，其中1985年年降水量是有氣象記錄以來的最高值，為1 692.3 mm；1965年年降水量是有氣象記錄以來的最低值，為567.0 mm。

2.1.3 ≥10 ℃有效積溫。從圖2可以看出，≥10 ℃有效積溫的變化幅度不是很明顯，有緩慢增加的趨勢，其中2014年 ≥10 ℃有效積溫是有氣象記錄以來的最高值，為3 733.8 ℃；1972年≥10 ℃有效積溫是有氣象記錄以來的最低值，為2 754.6 ℃。

2.2 玉米氣象產(chǎn)量

圖3為鳳城地區(qū)1978—2014年玉米的實(shí)際產(chǎn)量、趨勢產(chǎn)量和氣候產(chǎn)量的時(shí)間序列變化曲線?？梢钥闯?，近37年來玉米的實(shí)際產(chǎn)量、趨勢產(chǎn)量呈增加的趨勢，而氣象產(chǎn)量總體變化不大。

2.3 相關(guān)性分析

從表1可以看出，鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量與≥10 ℃有效積溫量極顯著正相關(guān)、與日照時(shí)數(shù)顯著相關(guān)，與年降水量相關(guān)性不顯著。因此，≥10 ℃有效積溫對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量影響最大。將玉米生長季各月≥10 ℃有效積溫與產(chǎn)量再進(jìn)行相關(guān)分析（表2），可以看出，5月鳳城地區(qū)玉米上旬處于播種期，下旬處于苗期，這時(shí)玉米產(chǎn)量與≥10 ℃有效積溫具有顯著相關(guān)性；9月玉米剛剛授粉完畢，這時(shí)玉米產(chǎn)量與≥10 ℃有效積溫具有極顯著相關(guān)性；其他月份≥10 ℃有效積溫對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量影響不大。

3 結(jié)論

本文通過對歷史氣候資料（1955—2014年）的研究和玉米的產(chǎn)量數(shù)據(jù)（1978—2014年）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，揭示了鳳城地區(qū)有氣象記錄以來降水量、≥10 ℃有效積溫和生育期日照時(shí)數(shù)的基本變化規(guī)律，并分析其對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響。分析結(jié)果可對1955—2014年玉米的生長季氣候變化及其對近37年玉米產(chǎn)量的影響進(jìn)行初步評估。本文得到了以下初步結(jié)論。

（1）1955—2014年鳳城地區(qū)日照時(shí)數(shù)明顯增加，年降水量有減少的趨勢，≥10 ℃有效積溫的變化幅度有緩慢增加的趨勢。endprint

（2）鳳城地區(qū)近37年來玉米的實(shí)際產(chǎn)量、趨勢產(chǎn)量呈增加的趨勢，氣象產(chǎn)量總體變化不大。

（3）氣象因素對鳳城地區(qū)玉米產(chǎn)量影響的程度：≥10 ℃有效積溫>日照時(shí)數(shù)>降水量。其中，5月和9月的≥10 ℃積溫對玉米產(chǎn)量影響最大。

根據(jù)不同氣象因素的氣候變化對鳳城地區(qū)玉米生產(chǎn)的不同影響，應(yīng)采取相應(yīng)的措施以減輕氣候變化對玉米生產(chǎn)的負(fù)面影響，合理利用氣候變化帶來的正面效應(yīng)，從而提高鳳城地區(qū)的玉米生產(chǎn)力。本文只選取3個(gè)主要?dú)庀笠蛩剡M(jìn)行研究，其他氣候因素的變化規(guī)律及其對作物產(chǎn)量的影響還有待進(jìn)一步探討。

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