近20年商丘市气温变化与小麦产量的关系

2018-02-21胡云川王梦茹朱新玉

科技视界 2018年32期

胡云川王梦茹朱新玉

【摘要】气温的变化影响着一个地区各个方面的发展。本文利用1991～2010年间逐日气温及同时期冬小麦单产资料，通过对比商丘市1991～2010年气温变化及同时期冬小麦单产的变化，研究商丘市近20年间年平均气温变化与冬小麦单产的关系，为调整农业生产措施提供基础资料。研究结果表明，1991～2010年这20年间，商丘市年均温呈现波动上升的趋势，同时期小麦产量也呈波动上升趋势。20世纪90年代初期气温变化不明显，此时小麦产量也无明显的变化，但自1994年后气温波动上升较为明显，同时期冬小麦的产量也呈现出相同的变化趋势。因此，气温的上升在一定程度上促进商丘市冬小麦产量的增长。

【关键词】商丘市；气候变化；冬小麦；变化趋势

中图分类号： S512.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）32-0084-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.038

【Abstract】The changes in temperature affect all aspects of social development in one region. In this study， it was used the data of the daily air temperature and winter wheat yield at the same time in 1991～2010 to analysis the change of temperature and winter wheat yield in ShangQiu from 1991～2010 and study the relationshop between the temperature change and winter wheat yield in ShangQiu recent 20 years， in order to provice basic information for the adjustment of agricultural production. The results shown that the annual mean temperature showed flucturating upward trend， with periods of wheat yield also showed a rising trend of fluctuation from 1991to 2010 in ShangQiu. The changes of temperature and the winter wheat yield were not obvious at the beginning of 1990s， while the temperature increased more obviously since 1994 and the yield of winter wheat also showed the same change trend. Therefore， the rise in temperature can promote the growth of winter wheat yield to a certain extent.

【Key words】ShangQiu； Climate change ；Winter wheat； Variation trend

气温的变化已經成为学术界当前研究的热点。气温变化不仅影响着自然环境，而且也影响着人类生产生活的方方面面。IPCC第四次评估报告研究表明，近百年间全球地表的平均气温出现了上升趋势，数值为0.74 ℃，同时也表明近半个世纪以来气温上升的最为显著[1]。朱新玉等[2]研究指出，商丘市1991～2010近20年间气候变化总体出现暖湿组合特征。李彤霄等[3]研究指出，粮食产量与气温变化联系紧密。曹倩等[4]研究表明，中国气温整体趋于变暖，但不同地区存在较大差异，且存在着明显的地域特点。庞伟等[5]对于1961～2000年40年中商丘的气温变化分析中指出，商丘的年均温呈上升趋势，尤其是90年代，商丘的年均温显著升高。赵济等[6]研究表明，商丘市坐落于华北区的东部，该区土地利用的特点是耕地占绝对优势，在平原地区，耕地可占土地总量的80%，在山地丘陵地区，耕地约占27%。华北区耕地多，光照好，但由于不合理灌溉导致土壤次生盐渍化，导致作物单产不高，80%的耕地为中低产田。

商丘市位于平原地区，对当地粮食作物生产有着重要的地位。但是对于商丘市近几十年气温变化特点及其对冬小麦单产的影响方面研究的并不多。因此本文利用1991～2010年商丘市的气温数据及同时期冬小麦的产量数据，研究气温变化及冬小麦产量的变化并得出一些新的结论，旨在深入了解商丘市年平均气温的变化与冬小麦产量的关系，并对于如何处理气温乃至环境变化问题，是否调整农业生产措施，怎样建设绿色文明，生态文明，促进人与自然的和谐发展，完善“生态文明就是生产力”的理念，提供指导思想和理论依据。

1 研究区概况

商丘位于N33°98′～34°80′、E114°82′～116°45′之间，地处河南省东部地区，总面积为10704km2，因受到太阳辐射及东亚季风环流等条件的影响，形成了暖温带半湿润大陆性季风气候，且雨热同期，年平均降水量约623mm，平均气温约为26℃，季相变化明显，特征为：春季气温回升快，蒸发旺盛，大风数日多；夏季炎热多雨，降水集中，50%以上的降水分布于夏季，商丘市平均降水量自动漫至西北递减，且夏季昼长夜短；秋季气温凉爽，同时日照时间也较长，降水量与春季降水相差不大；冬季气温较低，是一年中最寒冷的季节，降水少，易出现灾害性天气，且昼短夜长。史本林等[7]研究表明，商丘市小麦生长中影响产量的最重要一个环节，即五月上旬小麦灌浆期的气温状况影响着冬小麦的产量与品质。灌浆期小麦生长的温度范围为12℃～24℃，最适生存区温度范围为20℃～22℃。何健永[8]、孙彦坤[9]、冯国柱[10]等人的研究表明灌浆期的适度干旱有利于小麦产量及籽粒蛋白质的累积。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

由于研究的地区为河南省商丘市，所以通过查阅商丘市统计年鉴及商丘市气象局数据选取了商丘市自1991～2010年这20年每年各个月的平均气温，每个年度的小麦单产量数据则来自商丘市农业局。

2.2 研究方法

数据选取从1991年1月至2010年12月，在4个季度中，分别以4月作为春季，7月作为夏季，10月作为秋季，次年1月作为冬季，灌浆期为5月上旬，并运用平均值的方法计算年、季、灌浆期均温，利用Excel 2003做出其年、季、灌浆期均温图，同时列出其温度变化趋势及其相关性，并对比同时期小麦单产折线图进行分析。

3 结果与分析

3.1 年均温变化特征

3.1.1 年变化

1991～2010年商丘市的年平均气温总体呈波动上升的变化特点（图1）。其中，2006年商丘市年平均气温达到20年间的最高值，气温为15.33 ℃；1991年年平均气温为20年间最低值，气温为13.73 ℃。因此年平均气温的研究范围在13.73 ℃～15.33 ℃之间。1991～1994年年平均气温总体较低；1993～1997年这期间年平均气温起伏较大；1997～2001年年平均气温起伏变化和缓；2001～2008年商丘市年平均气温波动起伏剧烈；2008～2010年平均气温出现上升现象。

3.1.2 季节变化

整体而言，1991～2010年商丘市春季平均气温研究范围为12.08℃～17.03℃、夏季平均气温研究范围为25.63℃～28.84℃、秋季平均气温研究范围为12.89℃～18.77℃、冬季平均气温研究范围为-2.33℃～2.98℃（图2）。1991～2010年间，商丘市春季平均气温基本呈上升趋势，维持在15℃左右。2005年春季平均气温达到20年间最高值，2010年春季平均气温达到20年间最低值；夏季平均气温整体围绕27℃上下波动，其中，1991～2007年平均气温起伏变化剧烈，整体波动下降，2007～2010年气温整体回升，1994年夏季平均气温达到20年间最高值，2008年夏季平均气温达到20年间最低值，但整体平均温度呈下降趋势；秋季平均气温以15℃为中心上下起伏，整体波动上升，1991～2005年气温变化不明显，2005～2010年气温起伏较大，相对升高，2006年秋季平均气温达到20年间最高值，1992年秋季平均气温达到20年间最低值；冬季平均气温围绕0℃上下波动，起伏明显，1995～1999年冬季平均温度持续走低，2003～2010年冬季平均气温变化相对和缓，2002年冬季平均气温达到20年间最高值，2000年冬季平均气温达到20年间最低值。

3.1.3 灌浆期变化

1991～2010年这20年间，商丘市小麦灌浆期气温变化总体呈波动上升趋势。其中，2009年灌浆期气温达到最高值，气温为21.21℃；1991年灌浆期气温达到最低值，温度为15.45℃。1991～2005年气温波动幅度较大，2005～2010年气温平稳上升起伏较小（图3）。

3.2 小麦单产变化

1991～2010年这20年间，河南省商丘市小麦产量总体上升。其中，1994～1999年的小麦产量变化稍有波动。2008年小麦产量达到20年间的最高值，1994年小麦产量达到20年间的最低值。

商丘市1991年年平均气温为13.73℃，2010年年平均气温为14.89℃，在1991～2010年间，商丘市于2006年年平均气温达到极大值15.33℃，1991年年平均气温为极小值13.73℃。1991年该市小麦产量为3.73t，2010年小麦产量为6.58t，在2008年小麦产量达到20年间极大值6.85t，在1994年小麦产量为极小值3.03t。图6表明年平均气温整体呈上升趋势，小麦产量也总体趋于提升，表明1991～2010年间气温年平均变化与冬小麦产量呈正相关关系。

4 结论与讨论

（1）研究结果显示，1991～2010年河南省商丘市的年平均气温整体波动上升，主要发生在1993年后且波动幅度较大，1997年后是20年间气温最暖期。自2007年之后河南省商丘市的年平均气温仍有上升趋势。

（2）1991～2010年这20年间商丘市冬小麦灌浆期平均气温处于波动上升状态，因为所选时间段为20年，变化趋势不是非常明显，但是足以对小麦产生影响。灌浆期气温适度升高有利于小麦产量的增长和质量的提升，但是不可长时期处于高温干旱状态，否则会影响小麦的产量。

（3）1991～2010年商丘市的小麦单产量总体增加，且增多主要发生在1995年之后，尤其是1999年之后小麦的产量处于稳定上升状态。1991～1993年增长不显著，1993～1999年波动相对较大。

【参考文献】

[1]秦大河，罗勇，陈振林，等.气候变化科学的最新进展：IPCC第四次评估综合报告解析[J].气候变化研究进展， 2007，3（6）：2-6.

[2]朱新玉.黄淮海平原典型农区的气候变化特征[J].贵州农业科学，2012，40（3）：104-106.

[3]李彤霄，李有，赵国.河南省气候变化及其对冬小麦约冬期的影响[J].中国农业气象，30（1）：1860-1867.

[4]曹倩，林而达，姚凤梅，等.近50年冬小麦主产区农业气候资源变化特征分析[J].中国农业气象，2011，32（2）：161-166.

[5]庞伟，庞昕，熊坤，等.商丘近40年气温变化特征[J].河南气象，2003，3（1）：7-8.

[6]赵济，陈传康.中国地理（第一版）[M].高等教育出版社，2002：425-426.

[7]史本林，李红忠，梁春玲.豫东地区2010年至2011年冬小麦生育期水分条件及对小麦品质的影响[J].资源科学， 2012，34（11）：2146-2153.