魯西南地區(qū)氣候變化對小麥生育期及產(chǎn)量的影響

丁媛媛

(山東省菏澤市氣象局， 山東 菏澤 274000)

近百年來，全球氣候日趨變暖，且晝夜差異明顯，夜間升溫幅度顯著高于白天，氣溫升高尤其是夜間氣溫升高對農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)造成不利影響[1]。農(nóng)業(yè)是“靠天吃飯”的行業(yè)，也是對氣候變化反映最為敏感的行業(yè)之一，氣候變暖使我國作物種植制度、作物品種布局發(fā)生變化，作物生長季延長[2]。氣候變暖對冬小麥生育期影響較大，冬小麥全生育期平均氣溫升高，導(dǎo)致播種期、越冬期和返青期推遲，而拔節(jié)期、抽穗期和成熟期提前，不利于小麥生產(chǎn)[3]。由于氣候變化存在明顯的地區(qū)性差異，因此特定區(qū)域間的氣候變化對其農(nóng)作物的影響也不同,有必要開展相關(guān)研究。魯西南位于山東省西南部，屬于黃河沖積平原，極其適宜各類農(nóng)作物的生長發(fā)育，在全球氣候變暖背景下魯西南的農(nóng)作物也受到不利影響。為揭示魯西南地區(qū)氣候變化對小麥生產(chǎn)的影響，利用魯西南地區(qū)1961—2010年氣象觀測資料及農(nóng)氣氣象報表資料，分析該地區(qū)氣候變化對小麥生育期及產(chǎn)量的影響如下。

1數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1數(shù)據(jù)來源

降水量、日照、氣溫和積溫氣象觀測數(shù)據(jù)來源于魯西南9個氣象臺站1961—2010年的逐月實(shí)測觀測資料。小麥生育期及產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于菏澤2個農(nóng)氣基本站提供的農(nóng)業(yè)氣象報表，其中生育期為1980—2010年的數(shù)據(jù)，產(chǎn)量為1961—2010年(50年)的數(shù)據(jù)(因氣象產(chǎn)量采用5年滑動平均法分離，所以產(chǎn)量數(shù)據(jù)前推4年，為1957—2010年的數(shù)據(jù)，處理后實(shí)際使用1961—2010年的數(shù)據(jù))。

1.2分析方法

采用線性傾斜率法進(jìn)行分析，使用5年滑動平均法分離趨勢產(chǎn)量及氣象產(chǎn)量，并對結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1氣候變化特征

從圖1可知，1961—2010年魯西南年降水量下降趨勢不顯著，沒有通過0.10水平的顯著性檢驗(yàn)；日照時數(shù)呈明顯減少趨勢，年平均氣溫為14.0℃，氣溫呈明顯上升趨勢，均通過了0.001水平的顯著性檢驗(yàn)；魯西南≥0℃積溫、≥10℃積溫均呈明顯上升趨勢，其中，≥0℃積溫上升趨勢通過0.01水平的顯著性檢驗(yàn)，≥10℃積溫上升趨勢通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。

2.2小麥的生育期及產(chǎn)量變化特征

小麥的生育期分為出苗、三葉、分蘗、越冬、返青、起身、拔節(jié)、孕穗、抽穗、開花、乳熟、黃熟、成熟13個階段。從圖2可知，三葉-分蘗期、越冬-返青期距離變大，說明時間變長；分蘗-越冬期、返青-起身期距離變小，說明時間變短。整體看，小麥生育期時間長短并不一致，1984年的生育期最短，僅205 d；1991年最長，達(dá)255 d，此后小麥生育期天數(shù)減少。

1961—2010年小麥產(chǎn)量波動較大，1983年之前呈增產(chǎn)趨勢，之后產(chǎn)量驟減，1997年后產(chǎn)量開始有所回升，維持在較為穩(wěn)定的水平，但沒有通過0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。

2.3氣候變化對小麥生育期及產(chǎn)量的影響

2.3.1 小麥生育期 1980—2010年魯西南地區(qū)小麥全生育期的平均溫度主要集中在10.0～10.5℃。從圖3可知，隨著溫度升高，小麥全生育期天數(shù)隨之延長，即小麥生育期溫度和小麥生育期天數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，并通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)(表1)。生育期內(nèi)的溫度變化主要影響小麥的越冬以及返青時間，從而對小麥整個生育期天數(shù)影響較大。同時，隨著小麥生育期天數(shù)的延長，≥0℃積溫、≥10℃積溫均升高，均通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。

圖1魯西南1961—2010年年平均降水量、日照、氣溫、積溫變化

圖2魯西南地區(qū)小麥的生育期時序變化(左)及產(chǎn)量變化(右)

圖3氣候變化對小麥生育期的影響

表1小麥生育期、產(chǎn)量與氣象要素的相關(guān)性

2.3.2 小麥產(chǎn)量 從圖4可知，魯西南地區(qū)小麥的產(chǎn)量隨生育期內(nèi)平均溫度的升高而有所下降，并通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)(表1)。隨降水量增多小麥產(chǎn)量上升，即小麥產(chǎn)量與降水呈正相關(guān)，但未通過0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。隨日照時數(shù)增加小麥產(chǎn)量上升，即小麥產(chǎn)量與日照時數(shù)呈正相關(guān)，并通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。隨有效積溫上升小麥產(chǎn)量呈下降趨勢，即小麥產(chǎn)量與有效積溫呈負(fù)相關(guān)，并通過了0.01水平的顯著性檢驗(yàn)。

圖4氣候變化對小麥產(chǎn)量的影響

3小結(jié)

小麥生長對溫度有一定的要求，在種子萌發(fā)期，溫度過低會導(dǎo)致小麥發(fā)芽緩慢且不整齊，還容易感染病蟲害，溫度過高時發(fā)芽則會受到抑制；分蘗期溫度過低分蘗緩慢，溫度過高則會受到抑制，而高溫則會加速穗分化的進(jìn)程，使其過早結(jié)束，致使碼數(shù)和花數(shù)較少，一般在春季溫度回升較慢的年份則會延緩穗分化的進(jìn)程，有利于形成大穗。冬小麥在播種-拔節(jié)期前耗水量較少，拔節(jié)-抽穗期需水量大增，如此時缺水會導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)。冬小麥屬于喜光作物，整個生育期對于日照有著較高的要求，日照時數(shù)增加為小麥的光合作用提供有利條件，可增加籽粒重，增加產(chǎn)量。積溫的增長或不足都會導(dǎo)致小麥粒重不足或晚熟。

研究結(jié)果表明，1961—2010年魯西南地區(qū)年降水量整體上呈下降趨勢，但趨勢并不明顯；日照時數(shù)呈明顯下降趨勢；年平均氣溫、≥0℃積溫、≥10℃積溫均呈明顯上升趨勢。小麥全生育期天數(shù)延長，氣象產(chǎn)量不穩(wěn)定，呈減少趨勢，但未通過0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。整體看，小麥生長所必需的溫度、降水、日照、積溫均出現(xiàn)了與之需求相反的變化趨勢，對小麥產(chǎn)量極為不利，導(dǎo)致小麥氣象產(chǎn)量有所下降。