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      鳳城地區(qū)氣候變化及其對玉米產(chǎn)量的影響

      2017-09-22 17:34單璐璐白華譚麗靜
      現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2017年16期
      關(guān)鍵詞:積溫日照降水

      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。

      4 參考文獻(xiàn)

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      [3] 楊曉光,劉志娟,陳阜.全球氣候變暖對中國種植制度可能影響I.氣候變暖對中國種植制度北界和糧食產(chǎn)量可能影響的分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(2):329-336.

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      [6] 李輝,姚鳳梅,張佳華,等.東北地區(qū)玉米氣候產(chǎn)量變化及其對氣候變化的敏感性分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2014,35(4):423-428.

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      [10] 王柳,熊偉,溫小樂,等.溫度降水等氣候因子變化對中國玉米產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014(21):138-146.

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