長江中下游平原地區(qū)小麥生長的氣候變化特點(diǎn)與發(fā)展方向

任魁

摘 要 為研究未來一段時(shí)間內(nèi)小麥種植是否適宜在長江中下游平原繼續(xù)進(jìn)行，對(duì)該區(qū)域的10個(gè)研究樣本點(diǎn)小麥的種植情況進(jìn)行了分析研究。從以前一段時(shí)期內(nèi)小麥在生長季節(jié)的氣候變化特點(diǎn)、小麥的產(chǎn)量的分析研究以及對(duì)未來一段時(shí)間內(nèi)小麥在生長季節(jié)的氣候變化特點(diǎn)、小麥的產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)判，希望能給業(yè)內(nèi)人員提供具有一定的參考。

關(guān)鍵詞 長江中下游；小麥；生長；氣候變化；發(fā)展方向

中圖分類號(hào)：S512 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）12-027-02

素有“魚米之鄉(xiāng)”之稱的長江的中下游平原，四季分明、湖泊密布、河道縱橫、土壤肥沃且地勢(shì)平緩，非常有利于水稻的生長[1]。在該區(qū)域，水稻占據(jù)著主導(dǎo)的地位，且在可預(yù)見未來這種地位是不可被改變的。在該區(qū)域種植冬小麥備受爭(zhēng)議，因?yàn)樵搮^(qū)域種植冬小麥會(huì)有生長后期缺少光照、高溫催熟、倒春寒等諸多問題，導(dǎo)致其在品質(zhì)與產(chǎn)量上都不是很理想[2]。因此，該區(qū)域正逐步減少小麥的種植面積，同時(shí)降低小麥的收購量。鑒于小麥在該區(qū)域的種植現(xiàn)狀，依據(jù)小麥在生長季已呈現(xiàn)以及在以后可能會(huì)呈現(xiàn)的氣候特點(diǎn)，可以采用作物模擬以及統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)小麥當(dāng)前以及以后產(chǎn)量進(jìn)行科學(xué)預(yù)算，從而對(duì)該區(qū)小小麥種植的發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)判[3]。

1 近40 a小麥在生長季節(jié)氣候的變化特點(diǎn)

根據(jù)蕪湖、安慶、合肥、寧波、杭州、常州、蘇州、南通、揚(yáng)州、南京10個(gè)樣本點(diǎn)在1972-2012的氣候資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)程序的編制，對(duì)該期間長江中下游平原區(qū)域內(nèi)小麥在生長季節(jié)的降雨日數(shù)、日照總時(shí)長、降水總量與平均氣溫分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，根據(jù)其變化趨勢(shì)總結(jié)出幾個(gè)比較明顯的特點(diǎn)：

小麥在生長季節(jié)該區(qū)域的日照時(shí)長有著比較明顯地下降趨勢(shì)；同時(shí)，下雨天數(shù)也有了較為顯著的下降，這表明寡照陰濕的天氣日數(shù)正在增加。

在小麥生長的季節(jié)，降雨量并沒有比較顯著的變化，與該域內(nèi)小麥的產(chǎn)量有著負(fù)向關(guān)系的3-5月降水量也相對(duì)平穩(wěn)，說明了該區(qū)域內(nèi)在小麥生長季節(jié)的潮濕多雨的條件沒有因?yàn)槿驓夂蜃兣兴徑狻?/p>

從20世紀(jì)70年代起，在小麥生長季節(jié)的氣候溫度呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，這與全球變暖的大趨勢(shì)有著緊密的聯(lián)系，說明了該區(qū)域尤其是在小麥的生長季節(jié)，小麥的生長受到了該趨勢(shì)較為明顯的影響[4]。

2 近40 a的小麥氣候產(chǎn)量

盡管該區(qū)域的小麥單位產(chǎn)量在氣候變化的影響下受到了一定的影響，但總體上還是呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，由20世紀(jì)70年代初產(chǎn)量約1 t/km2到最近的4.9 t/km2?？萍嫉倪M(jìn)步對(duì)栽培技術(shù)、品種更新等進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)了小麥單位產(chǎn)量的提高。在對(duì)氣候條件與小麥產(chǎn)量之間的關(guān)系進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)該剔除非氣候的影響因素。

本次研究計(jì)算小麥的氣候產(chǎn)量的方法，采用了實(shí)際的產(chǎn)量減掉小麥趨勢(shì)的產(chǎn)量增量。小麥的氣候產(chǎn)量大小能夠在一定程度上反映出該區(qū)域小麥?zhǔn)艿綒夂驐l件不同影響的程度。20世紀(jì)70-80年代，小麥的氣候產(chǎn)量比較穩(wěn)定。90年代曾有一段有利的時(shí)期出現(xiàn)，這主要受到日照比較充足、降水量比較少的影響。進(jìn)入21世紀(jì)，小麥的氣候產(chǎn)量持續(xù)呈現(xiàn)出負(fù)向距平，這主要受到了寡照陰濕、倒春寒、暖冬等因素的影響。

3 未來40 a小麥生長季的氣候變化特點(diǎn)

本次研究采用美國相關(guān)機(jī)構(gòu)研制出的全球氣候的漸變模型，以該模型的相關(guān)的輸出值對(duì)長江中下游平原在未來的40 a氣候變化的特點(diǎn)進(jìn)行分析。該模型做出了未來40 a大氣中二氧化碳增長的速率保持著現(xiàn)在的水平的假設(shè)。由此可以推算，2025年大氣中二氧化碳的濃度將有很大的提升，并隨著時(shí)間的延續(xù)其濃度不斷的增長。把不同年份大氣中二氧化碳的濃度數(shù)值輸入到該模型中，就可以對(duì)不同年份的降水量、太陽輻射以及全球各地的氣溫等氣候要素發(fā)生的變化進(jìn)行模擬。

該模型將地球劃分為828個(gè)單元，整個(gè)長江中下游平原包含在其中的兩個(gè)單元內(nèi)。將杭州與南京兩個(gè)樣本點(diǎn)作為研究對(duì)象，分別代表該區(qū)域的南部與北部。繼而在該模型輸出的數(shù)據(jù)中下載要研究年份的小麥在生長季節(jié)相比當(dāng)前相同月份的平均氣溫增長的幅度，以及太陽輻射的總量和降水量相比當(dāng)前相同月份的變化幅度。在研究區(qū)域在以往、現(xiàn)在以及未來的小麥在生長季節(jié)的氣候變化的主要依據(jù)，我們得到了一些相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)。

對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，在今后一段較長的時(shí)間內(nèi)，該區(qū)域的小麥再生長季節(jié)的平均氣溫將上升約14.5 ℃，在前期該區(qū)域內(nèi)北部平原的氣溫增幅要高于南部平原，但在后期北部又會(huì)被南部超過。小麥在生長季節(jié)降水的總量，2020年時(shí)將會(huì)比現(xiàn)在增加13.5%左右。其中，與該區(qū)域小麥的產(chǎn)量有著比較明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系的4、5月降水量會(huì)有比較明顯地增加，在2035年前后會(huì)有所減少或者與現(xiàn)在大致保持一致。

4 未來40 a的小麥氣候產(chǎn)量

本文使用經(jīng)過休整的Ceres-wheat模型，用以對(duì)該區(qū)域在今后40 a小麥的氣候產(chǎn)量進(jìn)行了模擬與研究。之所以要對(duì)該模型進(jìn)行修正，是由于該模型的開發(fā)者是以美國區(qū)域的小麥的生產(chǎn)狀況為研究的對(duì)象，僅僅把影響小麥產(chǎn)量的因素設(shè)定為干旱逆境，并沒有考慮到濕害對(duì)小麥的生長發(fā)育過程以及質(zhì)量、產(chǎn)量所造成的有害影響。此外，該模型的設(shè)計(jì)初衷并不是用于研究與評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)于小麥產(chǎn)量與質(zhì)量的影響，因而并沒有對(duì)大氣中二氧化碳濃度的增加對(duì)于小麥的蒸散作用以及光合作用的影響進(jìn)行考慮。

為了規(guī)避非氣候因素對(duì)小麥氣候產(chǎn)出量的影響，現(xiàn)在假設(shè)以后40 a各個(gè)樣本點(diǎn)小麥的管理栽培水平以及品種等都沒發(fā)生較為顯著的變化，然后在10個(gè)樣本點(diǎn)各選擇一個(gè)較為典型品種當(dāng)作試驗(yàn)品種，并且利用同地、同期的土壤和天氣資料以及各樣本點(diǎn)持續(xù)3 a及以上種植的小麥的產(chǎn)量以及發(fā)育期的資料，采用錯(cuò)試法確定、調(diào)試各瓶中的遺傳參數(shù)，最后在各個(gè)采樣點(diǎn)2020年、2035年、2050年3種氣候變化的情境下，分別地運(yùn)行已經(jīng)修正的Ceres-wheat模型，并求出平均的模擬產(chǎn)量，就是長江中下游平原未來5、20、35 a小麥的氣候產(chǎn)量。

從模型分析的數(shù)據(jù)可以得知，2020年各樣點(diǎn)小麥的氣候產(chǎn)量和現(xiàn)在基本保持一致，2030年以及2050年，該區(qū)域內(nèi)不得南通、揚(yáng)州等地的小麥氣候產(chǎn)量比目前多出約5%，其余的地域小麥的常量有一定程度的下降，從而總體上同現(xiàn)在保持一致。

5 結(jié)語

經(jīng)過研究可以看出，該區(qū)域小麥的種植應(yīng)在地域上進(jìn)行更細(xì)致的劃分，因?yàn)椴煌赜蛭磥憝h(huán)境的變化對(duì)小麥的種植與產(chǎn)量有著不同的影響。只用采用科學(xué)合理的分析方法確定小麥合理的種植區(qū)域，并采用科學(xué)的種植辦法，才能有最優(yōu)的小麥產(chǎn)量與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]金之慶.長江下游平原小麥生長季氣候變化特點(diǎn)及小麥發(fā)展方向[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001（4）：193-199.

[2]楊尚威.中國小麥生產(chǎn)區(qū)域?qū)I(yè)化研究[D].重慶：西南大學(xué)，2011.

[3]周文魁.氣候變化對(duì)中國糧食生產(chǎn)的影響及應(yīng)對(duì)策略[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[4]胡清宇.近30年江淮地區(qū)氣候變化對(duì)主要作物生產(chǎn)的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

（責(zé)任編輯：趙中正）