阿布都克日木·阿巴司，努尔帕提曼·买买提热依木，帕提曼·阿不都艾尼，热孜瓦古·孜比布拉，努尔比亚·吐尼牙孜

（1.喀什地区气象局，新疆　喀什844000；2.塔什库尔干县气象局，新疆　塔什库尔干845250；3.泽普县气象局，新疆　泽普844800）

喀什地区夏玉米发育期与气象因子关系分析

阿布都克日木·阿巴司1，努尔帕提曼·买买提热依木2，帕提曼·阿不都艾尼1，热孜瓦古·孜比布拉3，努尔比亚·吐尼牙孜1

（1.喀什地区气象局，新疆喀什844000；2.塔什库尔干县气象局，新疆塔什库尔干845250；3.泽普县气象局，新疆泽普844800）

利用喀什地区1961—2013年6—9月气温、日照时数、降水量月资料及1990—2013年玉米生育期资料，选取资料完整的4个代表站，采用一元线性回归分析方法，分析喀什地区气候变化及玉米生育期变化特征，重点探讨喀什近期气候变化对玉米生产的影响。结果表明：近53 a喀什市、巴楚县、叶城县6—9月平均、平均最高、平均最低气温及降水量总体呈上升趋势；日照时数，喀什市和巴楚县总体呈增加趋势，叶城县9月日照时数呈减少趋势；麦盖提县7—9月平均气温、8月降水量，6、8、9月日照时数呈下降（减少）趋势。喀什市、巴楚县玉米各发育期均呈不同程度的提前趋势；叶城县玉米各发育期的提前（推迟）趋势不明显，其中播种期、七叶期呈较弱的提前趋势（0.06～0.67 d/10 a），其它发育期呈延迟趋势，趋势为0.01～2.92 d/10 a，其中抽雄始期、开花始期的延迟趋势相对明显，通过了a=0.05显著性检验；麦盖提县玉米8月出现的抽雄期、开花期、吐丝普期呈延迟趋势外，其余的发育期均表现出不同程度的提前趋势。

气候变化；夏玉米；发育期；喀什地区

全球变暖背景下，气候变化已成为了全球热门话题。因为未来气候变化的不确定性，众多学者开展了气候变化影响评估研究，其中，评估未来气候变化对农业生产的影响是该项研究的重要内容之一[1]。随着全球气候变化研究的开展，越来越多的研究表明，气象条件的变化导致植物的物候期也发生明显变化[2-6]。作物发育期的长短除受作物本身生物学特性影响外，与外界环境因子关系密切[6]。研究作物发育期变化规律及其与环境条件的关系，可以为改变耕作制度、提高复种指数、决定最佳播（栽）期、制定合理排灌制度、引种和作物品种布局等提供科学依据[7]，同时作物外部形态变化的特征是衡量生态系统对气候变化的相应指标之一[8]。

农业是对气候变化领域内较敏感的产业，自20世纪90年代以来，给农业生产带来较大影响,研究作物各生育期生长发育的气象条件对指导农业生产具有重大意义[9]。20世纪80年代以来，国外学者围绕全球气候变化对世界粮食生产的影响开展了大量研究[10-12]。全球气候变暖带来的气温、降水、日照等气候要素的变化，导致依赖于生态环境变化的农业首当其冲受到影响，影响农业生态环境及作物生长发育和产量。国内外许多学者在气候变化对农业生产的影响方面做了大量卓有成效的工作[13-19]。这些研究多集中在气候变暖对作物种植区域界限和物候的变化以及对农业生态环境的影响等方面[20]。

我国是农业大国，也是世界上生产玉米最多的国家之一，播种面积居世界第二位[21]。而温度是影响玉米产量的重要因子之一[22-24]，Lele认为亚洲和非洲国家的主要农业区,温度若上升2℃谷物产量将下降40%～60%[25]。张德汴[26]等分析发现，积温是影响玉米产量的主要因素，降水量与玉米产量呈正相关；区域气候的变化必将影响当地作物生长发育及产量，严重影响当地粮食的生产与分配[27-28]。作物生育期的影响可以从温度变化的角度去研究[29]。

喀什地区处在中亚腹地[30-31]，71°39＇～79°52＇E，35°28＇～40°16＇N之间。东临塔克拉玛干大沙漠，三面环山，地势由西南向东北倾斜，属温带大陆性干旱气候。喀什地区现有耕地6.67×105hm2，盛产小麦、玉米、棉花，是全国重要的商品粮基地。但受地理环境的制约，处于西风气流带的喀什地区生态环境极其脆弱，气候变化及各类气象灾害对当地农业、特色经济林果发展产生巨大影响。玉米作为喀什地区主要粮食作物之一，在全区范围内均有种植，据喀什地区统计局数据，2013年玉米种植面积1.439×105hm2，同比增加1667 hm2。玉米在喀什地区农业结构中占有重要比重，因此研究其生育期的变化与气候变化的对应关系，有助于了解气候变化对作物发育的影响，进而在实践中趋利避害，充分合理利用气候资源，调整农业结构，对评估气候变化的可能影响亦具有重要意义。

1　资料及分析方法

1.1资料

分析过程中选取喀什地区4个代表站，分别是喀什（39°28＇N、75°59＇E、海拔1 289.4 m)、巴楚（39° 48＇N、78°34＇E、海拔1 117.1 m）、麦盖提（38°55＇N、77°38＇E、海拔1 177.6 m)、叶城（37°55＇N、77°24＇E、海拔1 360.4 m）的6—9月平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、日照时数等地面资料（资料年限为1961—2013年）以及1990—2013年玉米播种、出苗、三叶（始、普期）、七叶（始、普期）、拔节（始、普期）、抽雄（始、普期）、开花（始、普期）、吐丝（始、普期）、乳熟，成熟等生育期资料。

1.2研究方法

数据处理及分析在Excel 2003等软件的支持下进行。利用气候倾向率和气候趋势系数方法将玉米发育期与气象因子进行相关分析，找出对发育期影响显著的关键因子，分析喀什地区玉米发育期序列的年际和年际变化趋势特征，结合相关分析和线性回归方法评价气象因子的年际波动对玉米发育期的影响。

2　结果与分析

2.1气候变化特征

近53 a喀什市、巴楚、叶城6—9月平均气温、平均最高气温、平均最低气温总体呈上升趋势，其气候倾向率为0.01～0.67℃/10 a，其中叶城6—9月平均最低气温升温率最大，为0.46～0.67℃/10 a（P< 0.01）（表1）。麦盖提7—9月平均气温和7月平均最低气温呈下降趋势（-0.02～-0.16℃/10 a）外，其他月份平均、平均最高、平均最低气温总体呈上升趋势（0.01～0.17℃/10 a）；降水量，喀什市、巴楚、麦盖提8月呈减少趋势（-0.16～-0.57 mm/10 a）外，其他月份均呈增加趋势（0.75～2.77 mm/10 a）。叶城6—9月的降水量呈增多趋势，增幅率为0.48～1.77 mm/10 a。各站6—9月的总降水量呈增加趋势，倾向率为2.97～4.95 mm/10 a（P<0.01）；喀什市6—9月的日照时数呈增加趋势，气候倾向率为1.83～4.44 h/10 a，总日照时数增幅率为12.18 h/10 a（P<0.01）；巴楚6月日照时数倾向率（1.06 h/10 a）外，其他月份呈减少趋势（-1.09～-2.98 h/10 a），麦盖提7月呈增加趋势（0.72 h/10 a）外，其他月份呈减少趋势（-0.45～-2.23 h/10 a），叶城9月呈减少趋势（-1.19 h/10 a）外，其他月份呈增加趋势（0.13～2.36 h/10 a）。

2.2玉米的生育期变化特征

由图1、表2可看出，喀什市玉米播种期、出苗期、三叶期、七叶期、拔节期、抽雄期、开花期、吐丝期、乳熟期、成熟期等各发育期均表现出不同程度的提前趋势，为2.07～6.26 d/10 a；其中拔节期的提前趋势最为明显，为6.26 d/10 a（P<0.01）；巴楚县除了玉米抽雄期、乳熟期呈延迟趋势（0.38～1.15 d/10 a）外，其余发育期均表现出不同程度的提前趋势，为0.07～3.52 d/10 a，其中成熟期的提前趋势较明显，为3.52 d/10 a（P<0.01）；麦盖提县除玉米抽雄期、开花期、吐丝普期呈延迟趋势（0.02～1.01 d/10 a）外，其余发育期均表现出不同程度的提前趋势，为0.38～4.15 d/10 a，其中成熟期的提前趋势最明显，为4.15 d/10 a（P<0.01）；叶城县玉米各发育期的提前（推迟）趋势不太明显，其中播种期、七叶期呈较弱的提前趋势（0.06～0.67 d/10 a），其余发育期均表现出不同程度的延迟趋势，为0.01～2.92 d/10 a，其中抽雄始期、开花始期的延迟趋势较明显，为2.58～2.92 d/10 a（P< 0.05）。

表1　喀什地区6—9月不同时段气象因子的增（减）趋势

表2　喀什地区各站玉米发育期多年平均日期和提前（推迟）趋势

2.3气象因子对玉米发育期的影响

从表3可知，喀什市、麦盖提6—9月气温、巴楚8月平均气温、6—9月平均气温、叶城6月平均气温、6—9月平均气温与玉米全生育期总体呈负相关，即气温越高生育期越短，反之亦然；喀什市、巴楚、麦盖提6、8月降水、叶城6、9月降水与玉米全生育期呈正相关；喀什市、叶城6、8、9月、巴楚7月日照时数与玉米全生育期总体呈负相关，麦盖提7月日照时数与玉米全生育期呈正相关。其中喀什玉米播种期与6月平均气温、玉米拔节期、成熟期与8月平均气温相关性最显著，其相关系数通过信度0.001的显著性检验；玉米发育期的变化不仅受到气温因子的影响，同时，降水量等因子有时也会起到主要作用。

2.4夏玉米主要生育期之间的天数与此期间的平均气温关系

图1　1990—2013年喀什地区4个代表站玉米各发育期的变化

表3　喀什地区各代表站玉米发育期与不同时段气象因子的相关系数

从表4可知，喀什地区玉米区播种到开花期间的平均气温为24.1～26.4℃，开花到乳熟期间的平均气温为22.3～22.9℃，成熟期间的平均气温为17.8～ 19.6℃，叶城县播种到出苗期之间的天数与此期间的平均气温相关系数通过信度0.1的显著性检验，抽雄期到开花期之间的天数与此期间的平均气温相关系数通过信度0.05的显著性检验，其他生育期间的天数与此期间的平均气温相关系数未通过显著性检验。生物正常的生命活动一般是在相对狭窄的温度范围内进行,当环境温度在最低和最适温度之间时,生物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快,代谢活动加强,从而加快生长发育速度；当温度高于最适温度后,参与生理生化反应的酶系统受到影响,代谢活动受阻,势必影响到生物正常的生长发育。2.5夏玉米主要生育期之间的天数与此期间的积温关系

表4　喀什地区各代表站玉米发育期间的天数、平均气温及生育期之间的天数与此期间的平均气温相关系数

从表5可知，喀什偏东区巴楚、麦盖提玉米全生育期（104～108 d）较偏北、偏南区玉米生育期（96 d）长10 d左右，全生育期间的积温为2357.3℃。生育期之间的天数与此期间的积温相关系数均通过信度0.001的显著性检验。有效积温法则的含义是生物在生长发育过程中，需从环境中摄取一定的热量才能完成其某一阶段的发育，而且生物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。有效积温法则在农业生产中有着很重要的意义，全年的农作物茬口必须根据当地的平均温度和每一作物所需的总有效积温进行安排，否则，农业生产将是十分盲目的。在植物保护、防治病虫害中，也要根据当地的平均温度以及某害虫的有效总积温进行预测预报。玉米的生育期是从播种到成熟所用的天数，在不同的地区是有差异的，以当地的审定或认定的为准。有效积温是播种后能使玉米正常萌发到成熟所经历的每天平均温度的总和（对玉米一般是达到5℃以上）。相对来说积温越多,植物的光合作用越强,储存能量越多,玉米质量越好。积温是研究温度与生物有机体发育速度之间关系的一种指标，从强度和作用时间两个方面表示温度对生物有机体生长发育的影响。积温指积累的温度，植物生长发育都需要一定高于生物学零度的温度累积，积温值达到得越早，植物的生长期就会提前。

3　结论

影响玉米生长的主要气象因子有气温、日照时数、降水量。对喀什地区而言，全年四季分明，光照资源丰富，客观提供了玉米生长所需的环境气象条件。其中6、8月降水、8、9月气温、7、8月日照时数是影响夏玉米发育期的关键气象因子。近53 a来喀什市、巴楚县6—9月平均气温、平均最高气温、平均最低气温总体呈上升趋势，降水量总体呈增多趋势，日照时数总体呈增多趋势。这有利于喀什市、巴楚县玉米播种期、出苗期、三叶期、七叶期、拔节期、抽雄期、开花期、吐丝期、乳熟期、成熟期等各发育期不同程度的提前，进而有利于提高玉米产量。而不同于喀什，偏北、偏东地区叶城县虽然6—9月平均、平均最高、平均最低气温、降水量亦表现为上升趋势，日照时数除了9月呈减少趋势（-1.19 h/10 a）外，其他月份呈增多趋势（0.13～2.36 h/10 a），但叶城县玉米各发育期的提前（推迟）趋势不太明显，其中播种期、七叶期呈较弱的提前趋势（0.06～0.67 d/10 a），其余发育期均表现出不同程度的延迟趋势，延迟趋势为0.01～2.92 d/10 a，其中抽雄始期、开花始期的延迟趋势较明显，为2.58～2.92 d/10 a（P<0.05）；麦盖提县因7—9月平均气温下降，8月降水量减少，6、8—9月日照时数减少，使玉米8月出现的抽雄期、开花期、吐丝普期等发育期呈延迟趋势。

表5　喀什地区各代表站玉米发育期间的天数、积温及生育期之间的天数与此期间的积温相关系数

虽然气象条件的变化，在一定程度上影响玉米物候期发生相应的变化，但作物生长是极其复杂的有机变化，不仅受气象要素、生态环境变化影响，同时也受限于作物品种、自身携带遗传因子的影响。同一个品种，经实践的淘汰，人为最后能孕育出生命力更强大的品种来适应环境。近23 a喀什地区玉米品种也存在差异，但1991—2002年之间的夏玉米品种大致为京早8号和2003—2013年之间的新玉9号，因此本文不排除两种不同玉米品种自在身各生育期变化及气候变化响应的区别，这些问题在今后的研究中仍需要进一步的讨论。

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Analysis of the Relationship Between Summer Corn Development and Meteorological Factors in Kashgar Region

Abudoukerimu Abasi1，Nuerpatiman Maimaitireyimu2，Patima Abudouaini1，Reziwagu Zibibula3，Nuerbiya Tuniyazi1
（1.Kashi Meteorological Bureau,Kashi 844000，China；2.Tashikuergan Meteorological Bureau，Tashikuergan 845250，China；3.Zepu Meteorological Bureau，Zepu 844800，China）

To obtain the impacts of climate change on corn yield in Kashgar region,the data of temperature,sunshine time and rainfall data from June to September during the period of 1961-2013 and the growth data of corn in four representative stations during period of 1990-2013 were analyzed by linear regression.The results showed that the average temperature,average maximum and minimum temperature,precipitation from June to September showed an increasing trend in Kashgar,Bachu county,Yecheng county in past 53 years.The sunshine time showed an increasing trend in Kashgar and Bachu county,but showed a reducing trend in Yecheng county.The average temperature from July to September,precipitation in August and the sunshine time in June,August and September show down trends.In each development period of corn showed different advancing trends in Kashgar and Bachu county,but it was not significant in Yecheng county.Among them,the seeding time and seven leaf stage showed insignificant advancing trends（0.06～0.67 d/10 a）in Yecheng county,whereas the other developmental phase showed delaying trends（0.01～2.92 d/10 a）. In Maigaiti country,the tasseling stage,flowering period,spinning period in August showed delaying trends,meanwhile the other development stages show different trends in advance.

climate change；summer corn；developmental phase；Kashgar region

P468；S162.53

B

1002-0799（2016）04-0025-07

10.3969/j.issn.1002-0799.2016.04.004

2015-11-02；

2016-01-08

国家自然基金（41275119）资助。

阿布都克日木·阿巴司（1977-），男（维吾尔族），高级工程师，从事农业气象测报、服务与研究工作。E-mail：ksqixiang@163.com

阿布都克日木·阿巴司，努尔帕提曼·买买提热依木，帕提曼·阿不都艾尼，等.喀什地区夏玉米发育期与气象因子关系分析[J].沙漠与绿洲气象，2016，10（4）：25-31.