科右前旗牧草發(fā)育規(guī)律及發(fā)育期預(yù)報(bào)服務(wù)

摘要 選取科右前旗烏蘭毛都牧草觀測站和察爾森牧草觀測站2004—2015 年氣象資料和2016—2021年牧草資料，分析了牧草生育期的變化特征，并研究了牧草的返青期、開花期、黃枯期與氣候變化之間的關(guān)系。研究表明，溫度是影響天然牧草返青的決定性因素，在本研究中降水量對(duì)察爾森燈芯草蚤綴的開花期和察爾森2種牧草黃枯期顯著相關(guān)，而與返青期變化無相關(guān)性。溫度的季節(jié)變化是影響科右前旗2個(gè)地區(qū)天然牧草生育期變化的主要因素，降水量對(duì)開花期和黃枯期產(chǎn)生了一定的影響。40 cm地溫與烏蘭毛都2種牧草的開花期和黃枯期均顯著相關(guān)，與察爾森2種天然牧草的黃枯期顯著負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞 天然牧草；物候；氣象因子；相關(guān)性；影響

中圖分類號(hào)：S54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）06–0131-03

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

選取科右前旗作為研究區(qū)?？朴仪捌祀`屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟，位于大興安嶺南麓[1-2]。地形西北高東南低，屬于低山丘陵區(qū)。植被類型從西北向東南依次為山地草甸類、山地草甸草原類、丘陵草甸草原類、平原草甸草原類[3-4]。具有顯著的大陸性季風(fēng)氣候特點(diǎn)，四季分明，夏季炎熱，冬季寒冷，秋季氣溫高于春季。水熱條件匹配較好，促使牧草快速生長，牧草長勢(shì)相對(duì)較好。在牧草服務(wù)中，氣象要素是復(fù)雜、多變的綜合體。為此，建立一套完整的具備本地特征的牧草適宜生育期指標(biāo)，對(duì)于以充分利用有限的水熱資源和牧草各發(fā)育期的氣象條件進(jìn)行客觀定量化評(píng)價(jià)，以及牧草的發(fā)育期預(yù)報(bào)服務(wù)具有重大意義。

1.2 資料來源

資料來自科右前旗滿族屯鄉(xiāng)2004—2016年、科右前旗察爾森鎮(zhèn)2017—2021年的2個(gè)牧業(yè)氣象站的天然牧草生育期監(jiān)測資料。根據(jù)各站點(diǎn)多年生育期監(jiān)測資料，選取生育期較完整，且監(jiān)測時(shí)間序列較長的天然牧草，站點(diǎn)基礎(chǔ)資料與天然牧草生育期觀測時(shí)間序列見表1。溫度、降水、地溫氣象資料取自烏蘭浩特、索倫2個(gè)氣象站平行觀測資料。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析及繪圖。用趨勢(shì)分析法定量描述天然牧草生育期的年際變化趨勢(shì)，氣候因子與天然牧草各物候期的關(guān)系研究采用相關(guān)分析法，應(yīng)用逐步回歸法分析典型草原天然牧草生育期與氣候因子之間的關(guān)系，同時(shí)擬合生育期與氣象因子間的回歸方程，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期變化

2.1.1 返青期 2004—2021年天然牧草

返青期東西趨勢(shì)變化存在差別，反映了在氣候變暖的大背景下，各地區(qū)天然牧草生育期變化存在地域差異性。天然牧草返青主要受水熱條件的制約，多年生牧草在經(jīng)過秋冬季的黃枯期后，必須具備一定的熱量和水分條件，才能返青。

2.1.2 開花期 從開花期出現(xiàn)日期的年際變化來看，烏蘭毛都披堿草和委陵菜開花期變化呈顯著提前趨勢(shì)，察爾森委陵菜和燈芯草蚤綴開花期呈推遲趨勢(shì)。各站開花期的線性趨勢(shì)分析表明（表2），烏蘭毛都披堿草和烏蘭毛都委陵菜開花期提前現(xiàn)象比較顯著。烏蘭毛都披堿草返青—開花間隔天數(shù)縮短

50 d，委陵菜縮短58 d，察爾森天然牧草開花期變化呈推遲趨勢(shì)且并不顯著。西部烏蘭毛都地區(qū)開花期以提前為主；東部察爾森不同天然牧草開花期變化趨呈弱推遲趨勢(shì)。

2.1.3 黃枯期 各站天然牧草黃枯期的年際變化特征和線性變化趨勢(shì)（表2）表明，察爾森2種天然牧草呈提前趨勢(shì)，其中燈芯草蚤綴呈極顯著的提前趨勢(shì)（P<0.01），其年際變化達(dá)18 d；烏蘭毛都2種天然牧草呈弱延長趨勢(shì)。西部地區(qū)烏蘭毛都2種牧草生長季長度呈延長趨勢(shì)，東部地區(qū)察爾森2種牧草生長季均呈縮短趨勢(shì)。

2.1.4 生長季 從變化趨勢(shì)圖與線性傾向率（表2）可以看出，烏蘭毛都天然牧草生長季長度呈縮短趨勢(shì)，且委陵菜呈顯著縮短趨勢(shì)。而察爾森天然牧草生長季呈延長趨勢(shì)，其中燈芯草蚤綴呈顯著延長趨勢(shì)。

2.2 氣候變化對(duì)生育期的影響

2.2.1 單氣象因子的影響 考慮滯后效應(yīng)，計(jì)算各站天然牧草不同生育期與當(dāng)月及超前３個(gè)月氣溫、降水的相關(guān)系數(shù)（表３）。

返青期與當(dāng)月或前期氣溫存在直接聯(lián)系，均與當(dāng)月及超前３個(gè)月氣溫呈顯著或極顯著正相關(guān)，說明氣溫是影響研究區(qū)域天然牧草返青的決定性因素[6]。

開花期：多數(shù)受前期氣溫直接影響，前期氣溫偏高，開花推遲（正相關(guān)），同時(shí)前期降水偏多，開花推遲（正相關(guān)）。開花期當(dāng)月氣溫偏高促進(jìn)天然牧草開花，同時(shí)降水偏多也促進(jìn)開花。

黃枯期：當(dāng)月高溫、高濕條件有利于延遲天然牧草黃枯期，而察爾森燈芯草蚤綴則受當(dāng)月的高溫條件影響，促使黃枯期提前。

2.2.2 牧草物候期地溫的影響 根據(jù)歷年觀測資料，天然牧草物候期與40 cm日平均地溫具有很好的相關(guān)性[7]。因此，將40 cm日平均地溫作為牧草物候期的氣象指標(biāo)。

物候期的下限地溫變化在4.7～21.7之間。相關(guān)系數(shù)范圍為-0.957～0.511，在生育期內(nèi)相關(guān)關(guān)系也發(fā)生變化且相關(guān)性極顯著。地溫越高進(jìn)入下一物候期越晚，地溫的升高抑制了牧草的積極生長，導(dǎo)致牧草發(fā)育期延長。黃枯期40 cm地溫呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，地溫越高牧草黃枯期越早[8]。

2.2.3 綜合因子的影響 通過以上簡單相關(guān)系數(shù)分析結(jié)論，只反映了氣象單因子與生育期之間的關(guān)系密切程度，難以判斷出氣候變化對(duì)天然牧草生育期的影響。因此，將各站當(dāng)前與超前３個(gè)月的月平均氣溫與月合計(jì)降水量作為潛在影響因子，進(jìn)行逐步回歸分析。通過各因子與天然牧草生育期偏回歸分析過程，討論氣溫和降水對(duì)天然牧草生育期的綜合影響，并以此揭示影響生育期的主導(dǎo)氣象因子。

返青期：通過逐步回歸分析，考慮在氣溫與降水共同作用下，烏蘭毛都披堿草、烏蘭毛都委陵菜、察爾森委陵菜、察爾森燈芯草蚤綴返青期與當(dāng)月氣溫關(guān)系顯著，與降水關(guān)系并不顯著，反映了科右前旗天然牧草返青主導(dǎo)影響因素是氣溫。

開花期：前旗天然牧草開花期主要受氣溫影響，同時(shí)察爾森燈芯草蚤綴還受降水影響。烏蘭毛都披堿草主要受7月氣溫主導(dǎo)，呈顯著正相關(guān)；烏蘭毛都委陵菜開花期與超前3個(gè)月氣溫顯著負(fù)相關(guān)，與7月同期氣溫顯著正相關(guān)；察爾森委陵菜與7月同期氣溫顯著負(fù)相關(guān)；察爾森燈芯草蚤綴主要受7月氣溫、超前2個(gè)月降水的共同影響，其中7月氣溫是主要因子。

黃枯期：天然牧草黃枯主要受氣溫影響[9]。當(dāng)月氣溫對(duì)其黃枯具有顯著影響。當(dāng)月和超前３月的氣溫主導(dǎo)了察爾森燈芯草蚤綴黃枯期的變化，與當(dāng)月氣溫及前3月氣溫有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明當(dāng)月氣溫偏高會(huì)促進(jìn)燈芯草蚤綴黃枯，且9月的降水對(duì)其黃枯期也有顯著的影響，且氣溫呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，降水呈正相關(guān)關(guān)系，說明氣溫偏低，9月降水偏多，在一定程度上推遲黃枯，延長生長季。

2.2.4 預(yù)報(bào)模型檢驗(yàn) 實(shí)際應(yīng)用預(yù)報(bào)2016年烏蘭毛都2種天然牧草及2022年察爾森2種天然牧草的返青期、開花期、黃枯期實(shí)況數(shù)據(jù)均與定性預(yù)報(bào)結(jié)果相符（表4）。

3 討論與結(jié)論

牧草生育期早晚與上年度的氣候、土壤水分貯存量、牧草的生長狀況有關(guān)[10]。溫度是影響天然牧草返青的決定性因素，溫度越高，返青期越晚，與前期各時(shí)段氣溫相關(guān)不一致[10]。降水量對(duì)察爾森燈芯草蚤綴的開花期和察爾森2種牧草黃枯期顯著相關(guān)，而與返青期變化無相關(guān)性。降水量對(duì)部分生育期產(chǎn)生了一定程度的影響。資料分析表明40 cm地溫與烏蘭毛都2種牧草的開花期和黃枯期均顯著相關(guān)，與察爾森2種天然牧草的黃枯期顯著負(fù)相關(guān)。

牧草預(yù)報(bào)生育期預(yù)報(bào)方程所用資料少，計(jì)算簡單，但結(jié)果精確，由于考慮全面，生物學(xué)意義明顯預(yù)報(bào)效果較好。牧草在生長過程中不可能達(dá)到全物候期，這一方面決定了其本身的生物學(xué)特性，另一方面受到生態(tài)環(huán)境的極大影響，主要是生態(tài)因子（氣候因子、土壤因子、地理因子、生物因子、人為因子）的影響。本研究針對(duì)科右前旗2個(gè)地區(qū)進(jìn)行分析和預(yù)報(bào)，其他地區(qū)是否也有此規(guī)律，預(yù)報(bào)方程是否能適用，有待進(jìn)一步的分析與研究。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

The Development Rule and Development Period Forecast Service of Forage Grass in Keyouqian Banner

Wang Xin-ran （Meteorological Bureau of Keyouqian Banner， Keyouqian Banner， Inner Mongolia 137400）

Abstract Selected meteorological data from the Ulan Maodu Forage Observation Station and the Chalsen Forage Observation Station in Keyouqian Banner from 2004 to 2015 and herbage data from 2016 to 2021 to analyze the changes in the growth period of herbage， and studied the relationship between the returning green period， flowering period， yellow withering period of herbage and climate change. Research has shown that temperature is the determining factor affecting the rejuvenation of natural herbage. In this study， precipitation was significantly correlated with the flowering period of flea infestation and the yellow withering period of the two types of herbage， but not with the changes in the rejuvenation period. The seasonal variation of temperature was the main factor affecting the growth period of natural herbage in the two regions of Keyouqian Banner， and precipitation plays a certain role in the flowering and yellow withering periods. There was a significant correlation between the 40 cm ground temperature and the flowering and yellow withering periods of the two types of forages in Ulan Maodu， while there was a significant negative correlation with the yellow withering periods of the two natural forages in Chalsen.

Key words Natural forage; Phenology; Meteorological factor; Relevance; Influence

作者簡介 王昕然（1985—），女，內(nèi)蒙古烏蘭浩特人，中級(jí)工程師，主要從事生態(tài)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)研究。

收稿日期 2023-02-10