氣候變暖對博興縣冬小麥主要生育期的影響分析及對策

宋敏　韓貴香　相峰等

摘要利用線性分析方法，分析了近50年來山東省博興縣氣溫的變化特征及氣候變暖對冬小麥生育期的影響。結果表明，春、夏、秋、冬季和年平均氣溫增溫率為0.429、0.165、0.361、0.674、0.393 ℃/10a，日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃的初日提前4 d/10a、終日推后2 d/10a，日平均氣溫穩(wěn)定通過20 ℃的終日延遲1 d/10a；1987年以來博興縣相繼出現(xiàn)17個暖冬；特別是20世紀90年代以來，氣溫明顯升高，1998年為最暖的一年，年平均氣溫達13.8 ℃。與之相適應的，冬小麥春季各生育期均有不同程度的提早。通過對冬小麥各生育期期間的氣溫變化分析可見，由于氣溫偏高，越冬期縮短，但灌漿期變化不大。在此基礎上，提出了適應氣候變化的冬小麥管理對策。

關鍵詞 氣候變暖；冬小麥；生育期；氣溫變化；影響；管理對策

中圖分類號S512文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）07-203-02

Analysis and Countermeasures of Influence of Climate Warming on the Main Growing Period of Winter Wheat in Boxing County

SONG Min， HAN Gui-xiang， XIANG Feng et al

（Meteorological Bureau of Boxing County， Boxing， Shandong 256500）

AbstractBy the method of linear analysis， the change characteristics of temperature in recent 50 years in Boxing County of Shandong Province were analyzed， as well as the impact of climate warming on winter wheat growth period. The results showed that： spring， summer， autumn， winter and annual average air temperature warming rate for 0.429， 0.165， 0.361， 0.674， 0.393 ℃/10a， the average daily temperature stability through 0 DEG C early day 5 days ahead of /10 years， all pushing 2 days after /10 years， the average daily temperature stability through 20 DEG C. day extension of 2 days /10 years； since 1987， 17 warm winters appeared in Boxing County. Especially since 1980s， the temperature increased significantly， 1998 was the warmest year， the annual average temperature of 13.8 DEG C. To adapt with the early spring， the growth stage of winter wheat advanced in different degree. The temperature changes during different growth period of winter wheat analysis shows that， due to high temperature， overwintering period shorten， but little change in grain filling stage. On the basis of this， winter wheat management strategies to adapt to climate change were put forward.

Key words Climate warming； Winter wheat； Growth period； Temperature variation； Influence； Management countermeasures

近百年來全球和我國的氣候正經歷1次以變暖為主要特征的顯著變化，它對世界和我國的生態(tài)系統(tǒng)及社會經濟產生了并將持續(xù)產生重大影響[1]。目前的研究多集中在作物種植區(qū)域界限的變化和物候對氣候變暖的響應等方面，且取得了很多研究成果[2-7]，對冬小麥生育期受氣候變暖影響的研究相對來說較少。筆者通過分析博興縣近50年來氣溫變化特征及氣候變暖對冬小麥生育期的影響，在此基礎上提出一些適應氣候變暖條件下冬小麥栽培管理方面的應對措施。

1 資料與方法

1961～2010年氣象資料來源于山東省博興縣氣象局，歷年來的冬小麥平均發(fā)育期來源于山東省博興縣農業(yè)局農技站，冬季資料為1962～2010年。利用最小二乘法分析了氣溫的變化規(guī)律，利用標準差法進行冷暖冬分析，利用指標法進行冬小麥生育期分析。季節(jié)劃分標準為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。

2 博興縣氣候變暖分析

2.1平均氣溫變化

利用最小二乘法計算1961～2010年博興縣的年、季、月平均氣溫增溫率發(fā)現(xiàn)，近50年博興縣月、季、年的平均氣溫均有不同程度的上升趨勢；各月之中氣溫升高最快的為1月（0.598 ℃/10a），最慢的為8月（0.079 ℃/10a），在各季之中冬季與春季的增溫率大，分別為0.674和0.429 ℃/10a，夏季最低，增溫率為0.165 ℃/10a。由此可以看出，氣候變暖主要是在冬季與春季氣溫升高所致。從圖1可以看出，近50年博興縣年平均氣溫呈逐年升高趨勢，特別是20世紀90年代以后，氣溫升高明顯，1998年為最暖的一年，年平均氣溫達13.8 ℃。

圖1 1961～2010年博興縣年平均氣溫變化

2.2最低氣溫變化

分別統(tǒng)計不同年代博興縣冬季平均最低氣溫和冬季極端最低氣溫可見，1962～1970、1971～1980、1981～1990、1991～2000和2001～2010年的冬季平均最低氣溫分別為-8.1、-8.1、-6.4、-4.6、-4.0 ℃，冬季極端最低氣溫也表現(xiàn)出同樣的變化規(guī)律，1962～1970、1971～1980、1981～1990、1991～2000和2001～2010年的冬季極端最低氣溫分別為-15.2、-13.6、-13.1、-10.4、-10.1 ℃?？梢姀?962年以來最低氣溫均呈現(xiàn)出了升高的趨勢，特別是20世紀90年代以來，最低氣溫升高最快。最低氣溫的升高，為冬小麥的安全越冬提供了有利的條件。

2.3冷、暖冬分析

目前各地對暖冬的劃定尚沒有統(tǒng)一標準，我國氣候專家通常把某年某一地域整個冬季平均氣溫高于氣候平均值時，稱該年該區(qū)域為暖冬[8]。不同時期的氣候值各不相同，劃出的暖冬年份也不同，在此采用1981～2010年博興縣的冬季氣溫平均值-0.5 ℃作為劃分當地暖冬的氣候標準，若某年冬季平均氣溫高于-0.5 ℃即為暖冬。以此標準來劃分1961～2010年博興縣冬季，其中50年中共出現(xiàn)了17個暖冬，均出現(xiàn)在1989年以后，說明了自1989年以來冬季氣溫明顯升高了。

根據WMO的規(guī)定，月平均氣溫距平大于或等于2個標準差為異常暖，小于或等于2個標準差為異常冷。如果要素序列符合正態(tài)分布，則異常冷暖事件出現(xiàn)的機率約為44年一遇，考慮到出現(xiàn)異常氣候的機率較小，我國氣候學家將出現(xiàn)機率約為10年一遇的距平大于1.3個標準差的事件定義為嚴重氣候異常[9]。以此為標準計算出博興縣近50年的嚴重冷暖冬年份，由表1可知，博興縣近50年來共出現(xiàn)過嚴重的冷冬7次，暖冬4次；嚴重冷冬全出現(xiàn)在1985年以前，異常暖冬全出現(xiàn)在1998年以后，說明自20世紀90年代中期以來，博興縣已進入嚴重暖冬事件多發(fā)期，近10年是50年以來最暖的10年。

表1 1961～2010年博興縣嚴重冷暖年份

嚴重冷冬

年份氣溫距平∥℃

嚴重暖冬

年份氣溫距平∥℃

1962～1963-2.01998～19992.1

1963～1964-2.82001～20022.7

1966～1967-3.02003～20042.1

1968～1969-3.12006～20073.3

1970～1971-1.9

1971～1972-2.0

1983～1984-2.0

3 冬小麥主要生育期氣溫變化

3.1冬小麥播種期氣溫變化

溫度是冬小麥播種指標之一，播種時要求旬平均氣溫在15～18 ℃。當旬平均氣溫低于10 ℃或高于20 ℃播種時均難以形成壯苗。博興縣歷年來冬小麥播種期從9月下旬到現(xiàn)在的10月上旬。分析博興1961～1980年與1981～2010年穩(wěn)定通過15 ℃的終日平均日期（表2）發(fā)現(xiàn)，博興縣1981年以后比1981年以前9月下旬氣溫偏高0.9 ℃、10月上旬偏高1.2 ℃、10月中旬偏高0.7 ℃，且穩(wěn)定通過15 ℃的終日推遲了2 d。從以上分析可以得出博興縣的冬小麥播種期比以前有所推后。

表2博興縣1961～1980、1981～2010年播種期旬平均氣溫及穩(wěn)定通過15 ℃平均日期

時段旬平均氣溫∥℃

9月下旬10月上旬10月中旬穩(wěn)定通過15 ℃終日

1981～2010 19.417.415.010-11

1961～198018.516.214.310-09

差值0.91.20.72 d

3.2越冬前氣溫變化

以上分析可知博興縣的秋、冬季氣溫有明顯的升高趨勢，從而影響到冬小麥的越冬前積溫。博興縣的冬小麥播種日期一般在10月1日左右，分別統(tǒng)計1981～2010年與1961～1980年從10月1日到穩(wěn)定通過0 ℃終日（冬小麥停止生長）的平均氣溫與≥0 ℃的積溫（表3）發(fā)現(xiàn)，近30年博興縣冬小麥越冬前平均氣溫比1980年以前偏高，平均增加幅度為0.4 ℃/10a。穩(wěn)定通過0 ℃積溫比1980年以前平均偏多50.38 ℃·d，1980年以前穩(wěn)定通過0 ℃積溫大部分為550～650 ℃·d，而從1981年以后就有22年積溫超過650 ℃·d，2006年的冬前積溫高達872 ℃·d，2006年冬小麥的越冬期推遲到12月下旬。由于氣溫偏高，越冬期變得不明顯。冬前小麥易旺長使麥苗受凍害。

表3博興縣1961～1980、1981～2010年冬前平均氣溫與≥0 ℃的積溫變化

時段平均氣溫≥0 ℃積溫∥℃·d

1981～20109.9680.07

1961～19809.5629.69

差值0.450.38

3.3越冬期氣溫變化

經分析，近50年博興縣冬季的增溫率0.674 ℃/10a，12、1、2月的增溫率分別為0.421、0.598、0.950 ℃/10a。冬季極端最低氣溫1961～1980年期間出現(xiàn)了-23.4 ℃，出現(xiàn)在1972年2月，而1981～2010年期間出現(xiàn)了-18.6 ℃的極端氣溫，出現(xiàn)在1992年1月。從冬季增溫率與極端最低氣溫的變化來看，博興縣冬季增溫比較明顯。由于冬季氣溫升高，冬小麥越冬死亡率明顯下降。

3.4主要界限溫度分析

由表4可知，1981～2010年較1960～1980年日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃的初日呈提前趨勢，提前幅度為4 d/10a，日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃的終日呈推后趨勢，推后幅度為2 d/10a，二者相加，平均日平均氣溫≥0 ℃的日期增加6 d，說明農作物生長季明顯延長。而日平均氣溫穩(wěn)定通過15、20、22 ℃的終日提前僅1 d，說明冬小麥的適宜灌漿時間沒有很大的變化。

表4博興縣1961～1980、1981～2010年穩(wěn)定通過0 ℃、15 ℃、20 ℃、22 ℃的日期

時段穩(wěn)定通過0 ℃的初日穩(wěn)定通過0 ℃的終日穩(wěn)定通過15 ℃的日期穩(wěn)定通過20 ℃的日期穩(wěn)定通過22 ℃的日期

1981～201002-2112-0704-2705-2406-05

1961～198002-2512-0504-2805-2506-06

差值∥d42111

4 氣候變暖對冬小麥生產的影響

4.1對小麥適宜播種期的影響

以上分析可知博興縣冬小麥的播種期比以前推后。以前博興縣流傳著這樣的農諺，“白露早，寒露遲，秋分種麥正宜時?！币来送扑?，小麥播種始期為9月23日前后，若按小麥播種期適宜溫度指標（適宜播種溫度15～18 ℃，冬前積溫550～650 ℃·d）推算，現(xiàn)在當地小麥適宜播種的始期為10月3日，已后推了10 d左右。

4.2小麥越冬期縮短

從以上分析可知博興縣初冬日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃的初始日期推后，小麥冬前生長期延長，有利于培育冬前壯苗。冬末日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃的終止日期提前，小麥越冬期縮短，有利小麥安全越冬，同時麥苗恢復生長早，幼穗分化時間相對延長，還有利于成大穗。

4.3對小麥生育中后期的影響

博興縣春季回暖早導致冬小麥生育期提前，4、5月份小麥進入生育中后期，此期氣溫偏高，小麥莖、葉生長快，田間郁蔽加重，是小麥病蟲害的多發(fā)期，病蟲害有加重趨勢。

5冬小麥栽培管理對策

冬季氣候變暖對冬小麥生產的影響較為顯著，在這種天氣氣候趨勢下，應根據冬季氣候變暖的實際情況，采取推遲播種時間、減少播種量等措施，以最大限度地趨利避害，保證冬小麥高產增收。

5.1適當推遲播種時間

博興縣近年來冬季氣溫顯著偏高，為防止冬小麥冬前拔節(jié)遭受凍害，要適當推遲冬小麥的播種時間。博興縣實現(xiàn)冬前壯苗的適宜播種期為10月5日，一般播種期比20世紀80年代～90年代初期確定的播種時間適當推遲7～10 d。

5.2適當減少播種量

冬季氣候變暖，充足的熱量使冬小麥分蘗數明顯增多。因此，冬小麥的播種量要適當減少，在保證分蘗成穗率的同時，又要保持冬小麥群體總量合理，降低倒伏危險。

5.3搞好田間管理

冬季氣候變暖為冬小麥的安全越冬提供了有利的氣象條件，同時對于病蟲害來說，冬季低溫日數較少，有些病蟲害的蟲卵安全越冬，春季氣溫回升快，病蟲害活動早，因此要早監(jiān)測早防治。

參考文獻

[1]

秦大河.氣候變化：科學、影響和對策[M]//中國氣象年鑒.北京：氣象出版社，2004：119.

[2] 鄭景云，葛全勝，郝志新.氣候增暖對我國近40年植物物候變化的影響[J].科學通報，2002，47（20）：1582-1587.

[3] 鄭景云，葛全勝，趙會霞.近40年中國植物物候對氣候變化的影響研究[J].中國農業(yè)氣象，2003，24（1）：28-32.

[4] 雷水玲.全球氣候變化對寧夏春小麥生長和產量的影響[J].中國農業(yè)氣象，2001，22（2）：33-36.

[5] 郝志新，鄭景云，陶向新.遼寧省冬小麥種植北界研究[J].中國農業(yè)氣象，2002（4）：5-8.

[6] 沙萬英，邵雪梅，黃枚.20世紀80年代以來中國的氣候變暖及其對自然區(qū)域界限的影響[J].中國科學，2002，32（4）：317-326.

[7] 劉曉英，林而達.東北地區(qū)農作物生長期內溫度變化的時空特征[J].中國農業(yè)氣象，2003，24（1）：11-14.

[8] 張強.何謂暖冬[J].氣象知識，2005（1）：63.

[9] 車少靜，智利輝，馮立輝.氣候變暖對石家莊冬小麥主要生育期的影響及對策[J].中國農業(yè)氣象，2005，26（3）：180-183.