杜 军，高佳佳，厉爱丽，次旺顿珠，次 旺

（1西藏高原大气环境科学研究所，拉萨 850001；2西藏高原大气环境研究重点实验室，拉萨 850001；3西藏自治区气候中心，拉萨 850001）

0 引言

IPCC 第5 次评估报告指出，1983—2012 年，每10年全球地表温度的增暖幅度高于1850 年以来的任何时期。在北半球，1983—2012年可能是最近1400年来气温最高的30 年，21 世纪的第一个10 年是最暖的10年[1]。1951—2019 年，中国地表年平均气温每10 年升高0.24℃，升温速率明显高于同期全球平均水平[2]。素有“世界屋脊”和“亚洲水塔”之称的青藏高原[3-4]，升温趋势更为明显，1961—2019年地表年平均气温升温速率达0.37/10 a[2]。1961—2018 年西藏地表年平均气温呈显著上升趋势，增幅为0.32℃/10 a，明显高于同期全球(0.16℃/10 a)、亚洲(0.26℃/10 a)和全国(0.29℃/10 a)；年降水量以7.65 mm/10 a 的速率呈增加趋势，尤其是1981—2018年增幅较大，为14.42 mm/10 a[5]，西藏暖湿化气候明显。全球气候变暖背景下中国各区域主要农作物生育期均产生了变化，近来研究主要集中在小麦[6-8]、玉米[9-11]、水稻[12-13]等主要粮食作物以及棉花[14-16]、大豆[17-18]等主要经济作物上。油菜作为中国第一大油料作物受气候变化影响，种植区域分布也发生了明显的变化，一是种植北界具有“东减、北移、西扩”特征[19]，二是种植地明显向高纬度、高海拔地区发展[20]。青藏高原无论是春油菜还是冬油菜其种植北界均明显向北推移，冬油菜所占比例逐渐升高[20]；发育期对气候变化的响应差异明显，青海省共和地区油菜播种期至五叶期提前，现蕾期至成熟期推迟，全生育期延长[21]；青海省贵南高寒地区春油菜成熟期、播种期、抽苔期、五真叶和现蕾期等生育期均表现为显著延迟的变化特征，而出苗期无明显响应[22]。

西藏油菜分布广泛，主要分布在海拔3500～4000 m的河谷地带，在4000 m以上地区以种植白菜型小油菜为主，4000 m 以下地区以种植芥菜型大油菜为主，也种植部分白菜型品种。油菜具有抗寒、抗旱、耐贫瘠、含油量高、芥酸含量也高等特点，全区以种植白菜型春油菜为主，约占油菜播种面积的80%～85%[23]。当前国内学者主要在西藏油菜种质资源、遗传多样性、光温特性、需水关键期降水变化等[24-27]方面研究较多，而针对西藏高原油菜生育期对气候变化的响应研究少见报道。本研究拟利用西藏中南部泽当农业气象观测站2010—2019 年春油菜生育期和1981—2019 年气象观测资料，研究高原春油菜主要生育期及其间气象要素（气温、降水量、日照时数等）的变化特征，以期为西藏农业生产以及适应气候变化提供基础性科技支撑。

1 研究区概况

西藏自治区山南市乃东区地处西藏中南部、冈底斯山南部、雅鲁藏布江中游(90°14′—94°22′E、27°08′—29°47′N)，地貌以高山和河谷为主。雅鲁藏布江自西向东横贯该区，将其分为南、北两部分。最高海拔为6647 m的雅拉香波山，是天然的雪山冰川，也是雅砻河的源头。总面积0.22×104km2，平均海拔3560 m。该区属高原温带季风半干旱气候，年日照时数为2876.6 h，年太阳总辐射为6018.9 MJ/m2；年平均气温为9.1℃，气温年较差为16.1℃，年极端最高气温为31.5℃，年极端最低气温为-18.2℃，≥0℃积温为3352.2℃·d；年降水量为383.5 mm，日最大降水量为42.9 mm，年蒸发量为2728.5 mm，年无霜期为143天。日照时间长，辐射强，热量水平高，干湿季节明显，降水集中，雨热同季，因此该区光、温、水等农业气候资源较为丰富，素有西藏粮仓之美称。农作物主要有春青稞、冬小麦、春小麦和油菜等。《西藏统计年鉴2019》[28]显示：乃东区2018 年年末实有耕地面积为4277 hm2，农作物总播种面积为4248 hm2。粮食播种面积为3297 hm2，总产量为24217 t，单产量为7345 kg/hm2；油菜播种面积为263 hm2，总产量为852 t，单产量为3240 kg/hm2。

2 资料与方法

2.1 资料来源

春油菜观测资料来源于西藏泽当农业气象观测站，年限为2010—2019年，生育期严格按照《农业气象观测规范》进行观测，包括播种、出苗、五真叶、现蕾、抽苔、开花、绿熟、成熟普遍期日期。观测地为大田，面积0.05 hm2，春油菜品种为‘山油2 号’，观测地段土质为沙壤土，土壤肥力、施肥、管理均为中等水平，灌溉条件良好。春油菜生长季为4—7 月。鉴于油菜观测时间较晚且年限短，为了全面分析油菜生育期变化特征，气象资料选取1981—2019 年4—7 月泽当气象站逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水量、相对湿度、日照时数、平均风速等。

2.2 研究方法

数据处理、分析、绘图均采用Excel 2007 软件完成，采用线性回归方程[见公式(1)]对生育期日期、生育期天数、气象要素等进行变化趋势分析，并对趋势系 数 进 行 显 著 性 检 验（P<0.10，P<0.05，P<0.01 和P<0.001）。

式中：Y为生育期、气象要素，t为时间；a0为常数项；a1为线性趋势项，a1×10 表示生育期和气象要素每10 年的变化趋势。

3 结果与分析

3.1 春油菜生长季气象要素变化特征

根据分析1981—2019 年春油菜生长季（4—7 月）气象要素的变化趋势（图1）来看，近39年（1981—2019年）油菜生长季的日照时数、平均风速呈减少趋势，减幅分别为-22.37 h/10 a (P<0.05)、-0.32 (m/s)/10 a (P<0.001)；气温日较差线性趋势不明显，但二次曲线变化趋势极为明显，1981—2004 年趋于缩小(-0.59℃/10 a，P<0.001)，2005—2019 年为增大趋势(0.94℃/10 a，P<0.01)；其他气象要素均表现为增加趋势，其中，平均最高气温升温幅度(0.28℃/10 a，P<0.05)略高于平均最低气温(0.26℃/10 a，P<0.10)，平均气温、≥0℃积温、平均相对湿度和降水量的增幅依次为0.12℃/10 a、15.08(℃·d)/10 a、0.94%/10 a 和18.79 mm/10 a(P<0.10)。进入21世纪以来，平均气温、平均最低气温、≥0℃积温和降水量趋于下降，降幅分别为-0.21℃/10 a、-0.65℃/10 a(P<0.10)、-20.69(℃·d)/10 a 和-5.05 mm/10 a；其他要素均呈增加趋势，因平均最高气温上升、平均最低气温下降，气温日较差以0.96℃/10 a 的速率显著增大(P<0.001)。

图1 1981—2019年西藏中南部春油菜生长季（4—7月）气象要素的变化

另外，从2010—2019年春油菜各生育期内气象要素的变化趋势（表1）来看，结果发现：（1）除播种—出苗期平均气温、平均最高气温呈升高趋势外，其他生育期平均气温、平均最高气温和最低气温均表现为下降趋势，其中抽薹—开花期气温下降最为明显，平均每年下降0.33～0.43℃。≥0℃积温对气候变化的响应差异明显，在五真叶—抽薹期、绿熟—成熟期呈增加趋势，平均每年增加5.65～12.25℃，以后者增幅明显；其他生育期≥0℃积温都表现为减少趋势，为-2.17～-28.44(℃·d)/a，以出苗—五真叶期的减幅最大(P<0.05)。气温日较差除在现蕾—开花期趋于缩小外，其他生育期内均呈变大趋势，以五真叶—现蕾期最为突出，平均每年增大0.20℃(P<0.05)。（2）各生育期日照时数对气候变化的响应与≥0℃积温相同，出苗—五真叶期日照时数减幅最大，为-22.74 h/a(P<0.05)；五真叶—现蕾期日照时数增幅最大，为4.85 h/a。（3）降水量只在出苗—五真叶期、绿熟—成熟期间表现为减少趋势，其他生育期内均呈趋于增加，以开花—绿熟期增幅最大，为5.63 mm/a。平均相对湿度在各生育期上均为增加趋势，特别是抽薹—开花期相对湿度增幅最明显，为2.29%/a (P<0.05)。（4）平均风速仅在播种—出苗期间趋于减小，其他生育期平均风速都呈增大趋势。（5）总体来看，春油菜营养生长期、生殖生长期以及全生育期的热量资源（平均气温、平均最高气温、平均最低气温和≥0℃积温）和光照资源（日照时数）都表现为减少趋势，水分资源（降水量、相对湿度）和平均风速趋于增加。

表1 2010—2019年西藏中南部春油菜生育期气象要素的变化趋势

3.2 春油菜生育期变化特征

3.2.1 生育期日期变化 图2绘出了2010—2019年西藏中南部春油菜生育期日期的变化，从图2可知，春油菜一般在3 月下旬至4 月上旬播种，平均播种期为4 月6日。4 月上、中旬陆续出苗，平均出苗期为4 月15 日。4月下旬至5月中旬进入五真叶期，平均五真叶期为5月7日。现蕾期在5月中旬—6月上旬，平均现蕾期为5月26日。抽薹期出现在5月下旬—6月中旬，平均抽薹期为6月3日。6月上旬—下旬进入开花普遍期，平均开花期为6月11日。7月上、中旬，油菜主花序角果由绿色变成黄绿色进入绿熟期，平均绿熟期为7 月8日。成熟期在7月下旬—8月中旬，平均成熟期为7月29日。

图2 2010—2019年西藏中南部春油菜生育期变化

从分析2010—2019 年春油菜生育期日期的变化来看（表2），西藏中南部春油菜现蕾、抽薹、开花和绿熟4 个生育期无明显变化，播种期和出苗期表现为推迟趋势，平均每年分别推迟1.50天和1.19天；而五真叶期和成熟期却呈现出提早趋势，提早率为1.04 d/a、0.84 d/a；以上趋势值均未通过显著性检验。

表2 2010—2019年春油菜生育期日期的变化趋势

3.2.2 生育期天数变化 西藏中南部春油菜从播种到成熟需102～139 天，平均天数为113.7 天，与青海省贵南县春油菜全生育期112.2 天[22]接近。根据2010—2019年春油菜生育期天数的变化来看（表3，图3），出苗—五真叶、绿熟—成熟2个生育期天数表现为缩短趋势，平均每年分别缩短2.23 天(P<0.05)和1.21 天；其他生育期天数的变幅均在±1.00 d/a 之内，对气候变化无明显的响应。总体来看，油菜营养生长期、生殖生长期以及全生育期的天数都呈缩短趋势，以全生育期天数缩短的较显著，平均每年缩短2.35天(P<0.10)。

表3 2010—2019年春油菜生育期天数

图3 2010—2019年西藏中南部春油菜生育期天数的变化趋势（DGP为生育期天数）

3.3 春油菜生育期天数与气象条件的关系

表4列出了春油菜各生育期天数与同期气象要素的相关系数，从表中可知，大部分生育期天数与日照时数、≥0℃积温呈显著的正相关，相关系数大于0.760(P<0.05)，其中，绿熟—成熟期天数与≥0℃积温的相关系数高达0.997，极为显著；而与平均气温、平均最高气温、平均最低气温、气温日较差、平均相对湿度、降水量和平均风速的相关性不显著，只是个别生育期天数与其存在显著相关，如出苗—五真叶期天数与平均最低气温呈显著的正相关，与平均相对湿度呈显著的负相关；五真叶—现蕾期天数与降水量存在显著的正相关，相关系数为0.842(P<0.01)；开花—绿熟期天数与平均最低气温也存在显著的正相关(P<0.05)，还与气温日较差呈显著的负相关；绿熟—成熟期天数不仅与平均气温、平均最高气温呈显著的正相关(P<0.05)，还与平均相对湿度呈显著的负相关(P<0.01)。此外，春油菜营养生长期、生殖生长期以及全生育期的天数都与日照时数、≥0℃积温存在显著的正相关，此外营养生长期、全生育期的天数还与平均相对湿度有显著的负相关关系，生殖生长期天数还与气温日较差存在较显著的正相关。

表4 2010—2019年西藏中南部春油菜生育期天数与气象要素的相关

综上所述，2010—2019年西藏中南部春油菜全生育期天数随着日照时数、≥0℃积温的减少和平均相对湿度的增加呈缩短趋势。

4 讨论与结论

4.1 结论

（1）1981—2019 年西藏中南部春油菜生长季日照时数、平均风速呈减少趋势，气温日较差线性趋势不明显，其他气象要素均倾向于增加趋势，暖湿化气候特征明显。2010—2019年春油菜营养生长期、生殖生长期以及全生育期的热量资源（平均气温、平均最高气温、平均最低气温和≥0℃积温）和光照资源（日照时数）都表现为减少趋势，水分资源（降水量、相对湿度）与平均风速趋于增加。

（2）2010—2019年西藏中南部春油菜现蕾、抽薹、开花和绿熟4 个生育期无明显变化，播种期和出苗期呈推迟趋势，而五真叶期和成熟期呈提早趋势。只有出苗—五真叶、绿熟—成熟2 个生育期的天数为缩短趋势，其他生育期天数响应不明显。油菜营养生长期、生殖生长期以及全生育期的天数均呈缩短趋势，以全生育期天数缩短显著，平均每年缩短2.35天。

（3）春油菜大部分生育期天数与日照时数、≥0℃积温有显著的正相关，与平均气温、平均最高气温、平均最低气温、气温日较差、平均相对湿度、降水量和平均风速的相关性不显著。营养生长期、生殖生长期以及全生育期的天数均与日照时数、≥0℃积温存在显著的正相关，营养生长期、全生育期的天数还与平均相对湿度有着显著的负相关，生殖生长期天数与气温日较差的正相关显著。2010—2019 年西藏中南部春油菜全生育期天数随着日照时数、≥0℃积温的减少和平均相对湿度的增加呈缩短趋势。

4.2 讨论

气候变化背景下，作物物候产生了显著的变化。中国对作物物候的研究主要集中在小麦、玉米、水稻等主要粮食作物以及棉花、大豆等主要经济作物上。各区域主要农作物生育期特征在气候变暖的背景下均产生了变化，但变化程度不同[29]。青藏高原冬、春油菜种植北界均明显向北推移，冬油菜所占比例逐渐升高[20]，发育期对气候变化的响应有明显差异[21-22]，这在本研究研究中也得以证实，由此可见，油菜物候变化的地区差异性不可忽视，在农业生产管理方面应因地制宜。

很多研究表明作物物候变化主要是由气温变化驱动的[20,30-31]，气温变化对作物生长是促进还是抑制，主要取决于环境气温是否超过了作物生长的最适温度。本研究发现春油菜大部分生育期天数仅与日照时数、≥0℃积温存在显著的正相关，与平均气温、降水量等气象要素的相关性不显著。就其原因，一是西藏中南部平均气温在油菜生长季最适宜的温度范围内；二是观测地段灌溉条件好；三是生育期观测年限短。因而，掌握不同物候期对气候因子的响应规律，有助于应对气候变化和优化农业生产管理。

作物物候是受气象因子和非气象因子的综合影响，本研究只研究了油菜生育期对气象因子的影响，未考虑品种更替、播期调整、灌溉、施肥、政策等非气象因子对生育期的影响。此外，田间观测是作物物候观测的重要手段，不同观测人员对物候期判断标准也存在差异，这些非气象因子对物候变化有多大的影响有待进一步探讨。