江蘇省冬小麥生長期間的氣候特征

商兆堂　何浪　商舜等

摘要：為了給江蘇省科學安排冬小麥栽培田間管理、全面應對氣候變化提供參考信息，主要采用農業氣象試驗研究和統計方法、地理信息系統（GIS）數據分析技術等，選取代表江蘇省冬小麥生長發育期間氣候狀況的觀測資料進行定量統計分析和定性描述，分析江蘇省冬小麥生長發育期間主要氣象條件及其氣候變化趨勢。江蘇省冬小麥生長發育期間氣候條件及其變化趨勢區域分布特征明顯，具有冬季變暖、全生育期總積溫增加、日照時數、降水量和風速減小的氣候變化趨勢，這可能會加重江蘇省冬小麥生長發育期間的干旱、低（高）溫害等自然災害，增加蘇北北部等丘陵地區小麥產量和品質的不穩定性。江蘇省氣候變化相對比較明顯的是蘇北東北部、沿江和蘇南東南部；各氣候因子變化程度從大到小依次為風>溫度>降水量>日照時數，主要可能會增加冬小麥生產的脆弱性。氣候變化主要發生在營養生長期，生殖生長期相對變化較小，因此須重點加強冬小麥營養生長期的應對氣候變化栽培技術研究，搭好豐產架子，為保障冬小麥生產的生態、高效、優質提供基礎條件。

關鍵詞：江蘇省；冬小麥；生育期；氣候特征；產量；品質

中圖分類號： S162.5+3 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0056-07

小麥是中國自古代以來的重要糧食作物之一，已有4 000多年的栽培歷史，春秋戰國時期開始，隨著北方居民的大量南遷，小麥栽培地區向南迅速擴大。南方冬麥區是與北方冬麥區和春麥區相并列的三大主麥區之一，種植面積約占全國的25%左右，成為僅次于水稻的第二大糧食作物。江蘇省是南方麥區的重點種植區域之一，客觀分析江蘇省冬小麥生長發育期間的氣候變化、研究應對氣候變化的栽培措施對南方麥區和全國冬小麥種植具有重要的指導意義。關于氣候變化對小麥生產影響的研究較多[1-10]，例如，商兆堂等綜合分析了國內外研究氣候變化和評估氣象變化對小麥生產影響技術方法，綜合得出評估氣候變化對小麥生產影響的主要技術途徑是通過氣候變化事實趨勢外推和氣候模式產生未來氣候情景，通過冬小麥生長發育與氣象條件關系的機理或統計模型，模擬未來氣候情景下冬小麥的生產狀況[10]。關于小麥生產區域的單一氣象要素氣候變化的研究也較多，例如，王莉等統計分析發現，近20年來，河北省邢臺市春季3—5月氣溫升高非常明顯，1990—1999 年平均積溫較1960—1989年高96 ℃，2000—2009 年較1960—1989年增加231 ℃[11]。但是，關于綜合研究江蘇省冬小麥生長發育期間氣候變化的報道較少。因此，筆者對江蘇省小麥生育期氣象條件進行分析，為江蘇省冬小麥生產科學應對氣候變化、實現在氣候變化情景下的高產優質栽培提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料及處理方法

選取中國氣象局氣象觀測站網中能代表江蘇省氣候特點的37個站點的氣象資料進行氣候特征統計和氣候變化趨勢分析。根據江蘇省的氣候和地理特征，分為全省（the whole province，簡稱WP ）、 蘇北（subei，簡稱SB）、蘇中（suzhong，簡稱SZ）、蘇南（sunan，簡稱SN）4個主要區域類型，統計分析區域特征具體見圖1。

江蘇省冬小麥在不同站點間觀測資料的長度差異很大，絕大部分站點從1960年開始有完整的觀測記錄，因此統計1960—2011年的氣象資料分析氣候變化趨勢。其中，與小麥生長發育有關的氣象要素簡稱 ME，主要分析氣溫活動積溫（AAAT）、氣溫負積溫（NAAT）、地溫活動積溫（AAET）、平均溫度條件（TA）、累計降水量（AP）、合計雨日（TRD）、小雨（01≤AP<5）日數（LIR）、小到中雨（5≤AP<10）日數（LTR）、中雨10≤AP<25日數（MOR）、大雨（25≤AP<50）日數（HER）、暴雨（AP≥50）日數（TOR）、平均降水條件（PA）、累計日照時數（ASD）、合計風速（TWS）、所有氣象條件的平均值（AA）。根據冬小麥生育期觀測規范[12]將江蘇省冬小麥全生育期（WG）主要分成播種期（SOW）、出苗期（SPR）、三葉期（TRI）、分蘗期（TIL）、越冬期（OWI）、返青期（REG）、起身期（SET）、拔節期（JOI）、孕穗期（BOO）、抽穗期（HEA）、開花期（ANT）、乳熟期（MIL）、成熟期（MAT），進行分生育期的氣候變化特征分析，具體統計時段見表1，簡稱間采用“&”表示并用，如出苗期活動積溫的簡稱為AAAT&SPR。不同類型小麥品種（系）根系生長發育、分布規律不同，但在不同時期不同品種（系）根表面積變化趨勢基本一致， 最大值均在0～20 cm 土層[13]。江蘇省冬小麥一般機條播，深度在 3～4 cm，因此選擇5～20 cm地溫代表對冬小麥根系生長發育有影響的土壤溫度，分析其氣候變化趨勢。

出現頻率或比例為出現次數占總次數的百分率。變化率為自變量增加1個單位數，因變量增加的數量。采用分區平均值和全省平均值分析隨生育期的變化特征，相對重要性采用通徑分析方法，區域分布圖采用地理信息系統（GIS）進行插值處理分析，分析等值線（CN），具體方法略。

2 結果與分析

2.1 熱量條件

2.1.1 積溫分布特征

2.1.1.1 全生育期氣溫≥0 ℃活動積溫 由圖2-a可知，各區域之間的全生育期氣溫≥0 ℃活動積溫差異明顯，總體特征以經向分布為主。其中，蘇北為1 925.8～2 539.0 ℃·d，平均2 146.7 ℃·d；蘇中為2 051.3～2 721.4 ℃·d，平均 2 311.7 ℃·d；蘇南為2 228.5～2 970.6 ℃·d，平均 2 527.4 ℃·d。蘇北年際間極差與蘇中接近，與蘇南差異明顯。分生育期在全生育期中的相對重要性由大到小依次為拔節期>返青期>起身期>越冬期，即冬季到早春的各生育期積溫對全生育期總積溫影響最大。