氣候變暖前后山東省優(yōu)質(zhì)專用小麥品質(zhì)氣候區(qū)劃研究

摘要：小麥品質(zhì)氣候區(qū)劃是充分利用區(qū)域氣候資源、因地制宜生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥的重要前提。山東省是北方典型的強(qiáng)筋和中筋優(yōu)質(zhì)專用小麥種植區(qū)，但在氣候變暖背景下，山東省氣象條件發(fā)生了較大變化，小麥品質(zhì)區(qū)劃結(jié)果亟待更新。本研究采用小麥品質(zhì)區(qū)劃農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)對山東省122個氣象站點(diǎn)1981-2020年小麥季氣象條件（溫度、降水和日照時數(shù)）進(jìn)行綜合打分，利用ArcCIS插值法得到氣候變暖前后山東省小麥品質(zhì)氣候區(qū)劃。結(jié)果表明，氣候變暖前后，山東省普遍為強(qiáng)筋小麥適宜區(qū)和強(qiáng)筋中筋小麥過渡區(qū)，但氣候變暖后，山東省的強(qiáng)筋小麥適宜區(qū)大幅縮小，強(qiáng)筋中筋小麥過渡區(qū)擴(kuò)大，主要體現(xiàn)在魯中和膠東半島南部地區(qū)。小麥季≥0℃積溫增加及5月（開花-灌漿期）氣溫日較差下降是導(dǎo)致小麥季農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)綜合得分下降的主要原因。該研究結(jié)果可為及時調(diào)整山東省強(qiáng)筋和中筋小麥適宜種植區(qū)及實(shí)現(xiàn)品種和生態(tài)區(qū)的雙向適應(yīng)提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：氣候變暖；優(yōu)質(zhì)小麥；氣候區(qū)劃；關(guān)鍵生育期；氣象要素分值；ArcCIS插值法

中圖分類號：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2025）01-0040-07

優(yōu)質(zhì)專用小麥可分為優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋和弱筋小麥4個品類。隨著人們生活水平的提高以及消費(fèi)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，優(yōu)質(zhì)專用小麥的需求量在不斷增加。當(dāng)前我國優(yōu)質(zhì)麥供給主要依賴進(jìn)口，進(jìn)口量每年可達(dá)400萬噸，仍存在較大缺口。山東省是我國優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋和中筋小麥的重要供給地，自2020年山東省明確提出將小麥生產(chǎn)導(dǎo)向由高產(chǎn)為主向量質(zhì)并重、提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變以來，山東省優(yōu)質(zhì)小麥面積迅速擴(kuò)大，預(yù)計到2025年播種面積將達(dá)到200萬公頃，占麥播總面積的50%以上。然而當(dāng)前山東省優(yōu)質(zhì)專用小麥生產(chǎn)存在品種選用與生態(tài)區(qū)不匹配等問題，小麥品質(zhì)區(qū)劃有待進(jìn)一步研究。

小麥品質(zhì)與環(huán)境因子密切相關(guān)，在氣候、土壤和品種三個環(huán)境因子中，氣候?qū)π←溒焚|(zhì)影響最大，其中開花-成熟期是氣候影響小麥品質(zhì)的關(guān)鍵時期。當(dāng)前小麥品質(zhì)區(qū)劃大都是基于品質(zhì)指標(biāo)與土壤和氣象因子的統(tǒng)計分析結(jié)果制定的，如余衛(wèi)東等制定了僅考慮氣象因子的河南省小麥品質(zhì)農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃。關(guān)于山東省小麥品質(zhì)區(qū)劃已有較多研究：中國小麥品質(zhì)區(qū)劃方案（試行）中指出，山東省中部、北部為強(qiáng)筋小麥適宜區(qū)，膠東半島和山東南部為中筋小麥適宜區(qū)：李永庚、王東等根據(jù)淀粉和蛋白質(zhì)品質(zhì)指標(biāo)以及土壤和氣候等生態(tài)因子的聚類分析結(jié)果，將山東省分為3個強(qiáng)筋小麥品質(zhì)類型區(qū)，I區(qū)為膠東、魯中強(qiáng)筋、中筋小麥適宜區(qū)，Ⅱ區(qū)為魯西北、魯西南強(qiáng)筋、中筋小麥次適宜區(qū)，Ⅲ區(qū)為魯南強(qiáng)筋小麥次適宜區(qū)、中筋小麥適宜區(qū)。另外，余維寶等對小麥不同生育期各氣象因子與小麥品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行逐步回歸分析，得出魯東和魯南地區(qū)為強(qiáng)筋小麥適宜區(qū)，魯中、魯北和魯西地區(qū)為次適宜區(qū)。

當(dāng)前山東省小麥品質(zhì)區(qū)劃結(jié)果存在較大差異，且區(qū)劃結(jié)果較為陳舊。目前應(yīng)用較為廣泛的由于振文院士團(tuán)隊(duì)提出的小麥品質(zhì)區(qū)劃距今已有20年左右。氣候變暖背景下，過去20年山東省氣候條件發(fā)生了較大變化，小麥品質(zhì)區(qū)劃結(jié)果亟待更新。因此，本研究擬采用小麥品質(zhì)區(qū)劃農(nóng)業(yè)氣候指標(biāo)對山東省122個氣象站點(diǎn)1981-2020年小麥季氣象條件（溫度、降水和日照時數(shù)）進(jìn)行綜合打分，利用ArcGIS插值法確定氣候變暖前后山東省小麥品質(zhì)的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃差異，以期為因地制宜種植優(yōu)質(zhì)小麥品種提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來源

以山東省的122個氣象站點(diǎn)為研究區(qū)域，其中魯西北、魯中、魯西南及膠東半島地區(qū)分別包含30、29、39個及24個站點(diǎn)。各站點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)包括1981-2020年逐月平均最高溫度、最低溫度、日均溫、氣溫日較差、日照時數(shù)、降水量等，均來源于山東省氣象中心地面氣象資料數(shù)據(jù)集。

1.2山東省氣候變暖突變年份計算

采用MK突變檢驗(yàn)方法對山東省13個具有長時間序列（1961-2015年）溫度數(shù)據(jù)的國家基本氣象臺站進(jìn)行突變年份計算，得出山東省氣候變暖平均突變年份為1992年，與前人得出的結(jié)論較為一致。本研究中，1981-1991年為變暖前時間段，1992-2020年為變暖后時間段。