氣候變暖對(duì)東北玉米低溫冷害分布規(guī)律的影響

孫曉穎

玉米是我國(guó)主要的糧食作物之一，東北地區(qū)是國(guó)內(nèi)第一大玉米種植生產(chǎn)區(qū)，其種植面積占據(jù)了我國(guó)玉米種植總面積的1/3。其產(chǎn)量占據(jù)了全國(guó)總玉米產(chǎn)量的45%，其東北地區(qū)的玉米種植生產(chǎn)，將直接關(guān)系到我國(guó)的糧食供給以及安全。隨著全球氣候的變化，氣候變暖對(duì)人類、農(nóng)業(yè)、生態(tài)以及水資源等各方面的影響以及已經(jīng)成為世界上廣泛關(guān)注的重大問(wèn)題。根據(jù)相關(guān)調(diào)查報(bào)告顯示，氣候變化對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著極其明顯以及廣泛的影響，不僅會(huì)導(dǎo)致增加其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，改變其農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)以及布局。還會(huì)導(dǎo)致局部地區(qū)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害事件加劇。東北作為我國(guó)受氣候變暖影響最大，最為明顯的農(nóng)業(yè)種植區(qū)，研究氣溫變暖對(duì)東北玉米低溫冷害分布規(guī)律的影響以及相應(yīng)對(duì)策，對(duì)于我國(guó)糧食安全有著巨大的意義。本文通過(guò)對(duì)東北地區(qū)51個(gè)農(nóng)氣站1961—2010年氣候資料以及相關(guān)的東北玉米生長(zhǎng)階段資料，結(jié)合東北玉米生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)以及冷害指標(biāo)，分析了氣候變暖對(duì)東北玉米低溫冷害以及規(guī)律的影響。

1. 資料來(lái)源于研究方法

1.1資料來(lái)源預(yù)處理

選取東北地區(qū)51個(gè)農(nóng)氣站作為研究站點(diǎn)（見(jiàn)圖1），數(shù)據(jù)資料為1980—2007年玉米生長(zhǎng)階段資料，1961—2010年逐日溫度資料以及10km×10km網(wǎng)格資料，本文使用的氣象數(shù)據(jù)資料均來(lái)自于中國(guó)氣象信息中心資料室。

本文主要對(duì)出苗—七葉、抽雄、乳熟、成熟等四個(gè)生長(zhǎng)階段的熱量指數(shù)以及低溫冷害。同時(shí)，根據(jù)其東北地形、地勢(shì)、維度等方面造成熱量條件的不同差異將東北地區(qū)玉米種植生產(chǎn)區(qū)分為早熟區(qū)、中熟區(qū)、中晚熟區(qū)以及晚熟區(qū)4個(gè)部分。

1.2研究方法

1.2.1作物生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)的計(jì)算

東北玉米所處的環(huán)境、溫度對(duì)于其東北玉米的生長(zhǎng)發(fā)育有著直接的影響關(guān)系，東北玉米的生長(zhǎng)發(fā)育受其環(huán)境的溫度高低所影響。根據(jù)相關(guān)研究資料表明，其低溫冷害指標(biāo)可以以溫度指數(shù)為基礎(chǔ)，溫度指數(shù)結(jié)合了作物生長(zhǎng)發(fā)育的特性，充分考慮到作物在不同生長(zhǎng)階段對(duì)適宜、上限、下限溫度的影響。本文通過(guò)對(duì)4個(gè)生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)的構(gòu)建，可以直接顯現(xiàn)出溫度指數(shù)在作物不同生長(zhǎng)階段對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。

溫度指數(shù)公式：其中T為日均溫度，T0、T1、T2分別是某日作物的適宜、下限、上線溫度。當(dāng)T≥T2，T≤T1時(shí)，F(xiàn)（T）=0。

根據(jù)不同生長(zhǎng)階段適宜、上線、下限溫度（表1），將其平均值作為生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)。并對(duì)幾個(gè)生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)累計(jì)得出生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)。

1.2.2生長(zhǎng)階段低溫冷害的計(jì)算

根據(jù)相關(guān)研究資料相似，東北地區(qū)的一般、嚴(yán)重低溫冷害指標(biāo)為：

其中T5-9表示5～9月平均氣溫，X為緯度，H為海拔。當(dāng)CDY≤0時(shí)，是一般低溫冷害，CDW≤0時(shí)，是嚴(yán)重低溫冷害。

根據(jù)（3）（4）對(duì)51個(gè)農(nóng)氣站低溫冷害發(fā)生的年份進(jìn)行判斷，并根據(jù)51個(gè)農(nóng)氣站多年生長(zhǎng)期的平均值，計(jì)算出苗—各個(gè)生長(zhǎng)階段≥10℃平均氣溫，然后對(duì)作物哪個(gè)生長(zhǎng)階段出現(xiàn)低溫冷害進(jìn)行判斷。

1.2.3生長(zhǎng)階段低溫冷害指數(shù)的確定

根據(jù)溫度指數(shù)以及低溫冷害的計(jì)算來(lái)確定生長(zhǎng)階段低溫冷害指數(shù)。其冷害的臨界值為Yij，生長(zhǎng)階段溫度指數(shù)為Fij，低溫冷害指數(shù)為Aij。

當(dāng)Aij≤0時(shí)，j在生長(zhǎng)階段，i發(fā)生低溫冷害，Aij越小，低溫冷害越大。

2.結(jié)果與分析

通過(guò)對(duì)氣候變暖對(duì)東北玉米低溫冷害強(qiáng)度的分布規(guī)律研究。海倫、雙遼、瓦房店分別對(duì)應(yīng)中熟、中晚熟、晚熟地區(qū)。氣候變暖對(duì)其中熟區(qū)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育有著很大的有利影響；中晚熟區(qū)有著一定的有利影響；晚熟區(qū)有著不利的影響。由此得出結(jié)論：不同地區(qū)的低溫冷害受同一時(shí)期影響其強(qiáng)度不同，明顯下降的是中熟區(qū)，下降不明顯的是中晚熟區(qū)，上升的這是晚熟地區(qū)。

綜上所述，通過(guò)對(duì)東北地區(qū)51個(gè)農(nóng)氣站進(jìn)行了分析研究，得出氣候變暖對(duì)其中熟區(qū)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育有著極大的有利影響，且受低溫冷害影響明顯下降；對(duì)中晚熟地區(qū)的玉米生長(zhǎng)發(fā)育有著一定程度的有利影響，且受低溫冷害影響有一定程度的下降；對(duì)晚熟地區(qū)的玉米生長(zhǎng)發(fā)育有著一定程度的不利影響，且受低溫冷害的影響明顯增加。所以要根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦?、氣候、資源等實(shí)際情況采取相對(duì)應(yīng)的玉米品種進(jìn)行科學(xué)、合理的種植，同時(shí)，加大對(duì)玉米品種的研究力度，從而保證我國(guó)東北地區(qū)玉米種植生產(chǎn)的穩(wěn)定，保障國(guó)家的糧食安全。

（作者單位：134300吉林省白山市渾江區(qū)七道江鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站）