氣候變化對(duì)我國(guó)小麥和玉米物候的影響研究.pdf

1、作物物候期研究對(duì)氣候變化背景下從作物生長(zhǎng)機(jī)理及過(guò)程等方面深入探討農(nóng)業(yè)適應(yīng)性、制定與氣候變化有關(guān)的農(nóng)業(yè)發(fā)展策略有著重要意義。本文旨在研究當(dāng)前氣候條件下我國(guó)近十幾年來(lái)主要農(nóng)作物的物候變化規(guī)律并對(duì)未來(lái)模擬氣候條件下作物生長(zhǎng)期變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，為制定和實(shí)施氣候變化適應(yīng)對(duì)策提供科學(xué)參考。
　　研究的主要內(nèi)容如下：前期準(zhǔn)備工作包括研究區(qū)域的確定、收集和總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)資料、研究所用到的數(shù)據(jù)收集和整理等。具體研究包括歷史作物物候和生長(zhǎng)期研究以及未來(lái)

2、輪作作物生長(zhǎng)期預(yù)估兩個(gè)方面：歷史作物生長(zhǎng)期研究首先是處理農(nóng)業(yè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)和氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù)，處理方法為提取所研究作物的研究期物候信息，然后將氣象站點(diǎn)和農(nóng)業(yè)站點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，提取研究期氣象站點(diǎn)的平均溫和降水?dāng)?shù)據(jù)，計(jì)算和分析過(guò)程包括作物特征物候期變化分析、作物生長(zhǎng)期與氣象因子相關(guān)性分析以及分區(qū)總結(jié)；未來(lái)冬小麥夏玉米生長(zhǎng)期預(yù)估研究首先提取出我國(guó)冬小麥夏玉米輪作站點(diǎn)，其次將輪作站點(diǎn)的年值氣象數(shù)據(jù)和輪作生長(zhǎng)期的氣象數(shù)據(jù)做了替代性分析，最后根據(jù)歷史各站點(diǎn)所計(jì)算

3、出的多元回歸方程結(jié)合ECHAM模型中RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三種情景下模擬出的未來(lái)2021年-2040年平均溫和降水量數(shù)據(jù)，預(yù)估未來(lái)我國(guó)冬小麥夏玉米輪作區(qū)的作物生長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。
　　得到了以下主要結(jié)論：
　?。?）歷史階段2000年-2013年近十余年來(lái)的春玉米、夏玉米、春小麥、冬小麥四種作物的主要物候期均呈推遲趨勢(shì)。就各作物生長(zhǎng)期平均溫和降水變化而言，除冬小麥站點(diǎn)生長(zhǎng)期平均溫呈降低趨勢(shì)外，其他站點(diǎn)作物生長(zhǎng)期

4、平均溫均以增溫為主；生長(zhǎng)期降水量變化除冬小麥站點(diǎn)生長(zhǎng)期降水量呈降低趨勢(shì)外，其他三種作物均以增加為主。在作物生長(zhǎng)期變化研究方面，春玉米、夏玉米站點(diǎn)生長(zhǎng)期變化均以縮短為主，春小麥站點(diǎn)生長(zhǎng)期增減數(shù)量差異不大，冬小麥生長(zhǎng)期中營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段和生殖生長(zhǎng)階段變化差異較大，其中營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段縮短而生殖生長(zhǎng)階段延長(zhǎng)，總生長(zhǎng)期以呈延長(zhǎng)趨勢(shì)的站點(diǎn)居多。在作物生長(zhǎng)期變化與氣象要素之間的關(guān)系方面研究得出，春玉米生長(zhǎng)期與平均溫之間呈負(fù)相關(guān)，平均溫每升高1℃全國(guó)平均春玉

5、米生長(zhǎng)期縮短4.58天；夏玉米生長(zhǎng)期變化與平均溫之間呈負(fù)相關(guān)，全國(guó)平均溫每升高1℃平均夏玉米生長(zhǎng)期縮短2.74天；春小麥生長(zhǎng)期長(zhǎng)度變化與平均溫之間總體上呈負(fù)相關(guān)性，全國(guó)平均溫每升高1℃春小麥生長(zhǎng)期縮短3.14天；冬小麥生長(zhǎng)期變化總體上與平均溫呈正相關(guān)，平均溫每升高1℃冬小麥平均生長(zhǎng)期延長(zhǎng)1.11天；研究期四種作物的生長(zhǎng)期變化受降水量變化的影響均不明顯。
　?。?）本研究將歷史年值氣象數(shù)據(jù)和每種作物的生長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析，

6、得出年值與生長(zhǎng)期的氣象數(shù)據(jù)之間相關(guān)性較差，尤其是平均溫?cái)?shù)據(jù)的年值和生長(zhǎng)期數(shù)據(jù)相關(guān)性極差，在選取出的16個(gè)站點(diǎn)中呈正相關(guān)的站點(diǎn)只有8個(gè)，且沒(méi)有達(dá)到顯著正相關(guān)的站點(diǎn)。因此對(duì)單一作物進(jìn)行物候期變化與氣象要素相關(guān)性分析時(shí)，不能簡(jiǎn)單的采用年值數(shù)據(jù)來(lái)代替生長(zhǎng)期數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
　　（3）通過(guò)ECHAM模型模擬得出的三種情景下未來(lái)2021年——2040年逐日平均溫、降水量數(shù)據(jù)，通過(guò)求得的我國(guó)56個(gè)冬小麥夏玉米輪作站點(diǎn)的歷史生長(zhǎng)期與平均溫、降水量之

7、間的多元回歸方程，預(yù)估得出三種情景下未來(lái)我國(guó)冬小麥夏玉米輪作區(qū)的整個(gè)生長(zhǎng)期縮短的站點(diǎn)分別為35、35和38個(gè)；全國(guó)平均輪作站點(diǎn)生長(zhǎng)期在三種情景下均縮短，平均縮短趨勢(shì)分別為0.11天/年、0.13天/年和0.13天/年；三種情景下2021年——2030年和2031年——2040年兩個(gè)十年的變化情況差異較大，其中RCP2.6情景下全國(guó)平均輪作生長(zhǎng)期變化在2021年——2030年這十年縮短而在2031年——2040年這后十年生長(zhǎng)期延長(zhǎng)；RCP