氣候變化對玉米產量的區域影響研究

左曉晴

摘 要：大量實踐表明，氣候的變化對農作物的產量有很大影響，該文采用貝爾產量模式思路的方法，深入要研究氣候變化對不同地區玉米產量的影響。研究結果顯示，氣候因子的變化對不同的區域玉米產量的影響不盡相同。

關鍵詞：氣候變化 玉米產量 不同區域 影響分析

中圖分類號：S162 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）07（a）-0116-02

玉米是我國主要糧食產物，在我國農業生產中占據非常大的比重，通過不完全統計，在2016年全國玉米總產量為2.195 5億噸，雖然略低于2015年的2.264 3億噸，但是也占據糧食總產的35%，是我國第一大糧食農作物。國內外的專家學者曾圍繞氣候變化對玉米產量的影響做了大量分析，但是并沒有得出統一結論。文章深入分析了各種氣候因子變化對玉米產量的影響，希望為政府部門進行氣候變化條件下，玉米產量的預測和風險評估措施的制定提供真實有效參考依據。

1 研究區域與研究方法

1.1 研究區域

文章研究區域面向全國，包括大東北地區的黑吉遼三省；華北地區京津唐；長江中下游地區的江蘇、江西、安徽等地；華南兩廣地區；西南地區云貴川；西北地區陜甘寧，其中以華北地區的夏玉米為研究對象，其余地區皆為春玉米[1]。

1.2 研究方法

由于玉米產量會受到很多內在因素和外在因素的影響，所以在具體研究過程中，把各區域玉米的產量分為趨勢產量、氣候產量、隨機產量（不確定因素影響下的玉米產量），其公式為Y=Yt+ Yw+e，其中Y為單位面積的產量（kg/hm2），Yt為趨勢產量（kg/hm2）其主要影響因素是社會生產力；Yw為氣候產量（kg/hm2）其主要影響因素是天氣氣候的變化，e為隨機產品，因為對玉米產量的影響比較小，所以實際研究中可以不進行考慮。氣候產量是生產技術水平和氣象要素共同決定的產物，也就是在不同生產力水平下，即便是氣象條件一模一樣，氣象產量也不盡相同，而在貝爾產量模式中引入了氣候影響因子，也就是說氣候產量可以用技術產量和氣候影響因子的乘積來表示：Yw=αYt，此公式中α就是氣候影響因子，當α為0時，Yw=0，通過上述兩個公式可以得出，Yw=αY/1+α，每個不同技術條件的時段內非基準時段的氣候影響因子可以用以下方法計算：α（x）=ax2+bx+c，此公式中x表示氣候要素，通過最小二乘法可以求出方程的系數a、b、c，將非基準時段相應的氣候要素代入公式α（x）=ax2+bx+c，即可求得氣候影響因子，從而利用公式Yw=αY/1+α就可以得出逐年的玉米氣候產量[2]。

2 結果與分析

2.1 中國玉米生育期各氣候因子的變化

從全國范圍而言，無論玉米生育平均氣溫還是最高溫度以及日均最低溫度都在99%置信水平下明顯提升，其上升幅度分別為0.36 ℃/10a，0.38 ℃/10a，0.42 ℃/10a，各區域中玉米生育期內溫度、降水等氣候因子的變化如表1所示[3]。

從表1中可以看出，在很多區域中，玉米種植生育期內的溫度普遍呈現上升的趨勢。而平均溫度、最高溫度、最低溫度等明顯上升的玉米種植面積分別為82.6%、64.3%、84.6%，其中像黑龍江、江蘇、陜西的溫度上升比較明顯都在5 ℃以上。在各區域中玉米生育期當中各溫度變化都呈現上升的趨勢，而諸如日較差、輻射等在不同區域中的變化各不相同，而降水量的變化比較小。黃淮海平原江蘇、安徽等省份不但溫度顯著提高、日較差降低，輻射也明顯下降，對該地區玉米產量提出了更加嚴峻的挑戰。

2.2 單一氣候因子變化對中國玉米產量的影響

相關研究表明，區域平均溫度、最高溫度、最低溫度的上升都會導致玉米產量出現明顯下降，因為溫度升高會縮短玉米生育期，從而減少玉米對養分的吸收，導致玉米的產量明顯降低。同時如果白天最高溫度持續的時間比較長就會增加玉米的熱脅迫性，降低玉米生長的光合強度，也就會降低玉米的授粉率，進一步降低玉米的產量[4]。

通過總結2006—2016年玉米種植區域生育期內各氣候因子的變化數據資料發現，平均溫度每上升1℃，全國就會有1/4的玉米種植區域出現明顯減產，主要原因是由于溫度的升高，降低玉米發育期所導致，主要集中在云貴川等黃土高原。雖然東北三省遼吉黑玉米的產量隨著溫度的增加而有一定程度的增加，但其玉米種植的面積比較小，大約全國總面積的1.4%。

同時日較差每下降1℃，94%區域玉米產量呈現增產，主要是因為日較差的增加，有利于加強玉米的光合作用，降低呼吸作用，進一步加強了同化產物的累積，從而增加玉米的產量。

陽光輻射量的下降，也會在一定程度降低玉米光合作用，從而降低玉米產量，相關研究表明，輻射量每下降10%，就會導致我國7.2%玉米面積發生減產，減產幅度大約為9.0%，主要集中在內蒙古、河北、新疆等地。大約有24.5%的玉米種區域隨著腐蝕量的降低，玉米產量顯著增加，增加幅度大約為12.2%，此類區域主要集中長江流域[5]。

降雨量每下降10%，就會導致全國7.6%玉米種植面積產量降低，減產幅度為4.5%，主要集中在東北、陜西、內蒙古等地區。而大約有18%的玉米種植面積會隨著降水量降低而發生增產，比如廣西、四川等地。這可能與這些地區雨水充沛，玉米生育期內容易發生洪澇災害有關，因此適當地降低降水量能適當增加玉米的產量。

3 結語

綜上所述，氣候變化對玉米產量有非常重要的影響，區域內平均溫度每上升1℃、日較差下降1℃、輻射和降水量每下降10%，對不同區域中玉米產量的影響各不相同。各氣候因子的變化中，玉米產量對生育期平均溫度上升 1℃響應最大，所以在實際種植中，必須科學合理地調整平均溫度升高對玉米產量的影響，才能提高玉米的總產量。

參考文獻

[1] 王柳，熊偉，溫小樂，等.溫度降水等氣候因子變化對中國玉米產量的影響[J].農業工程學報，2014（21）：138-146.

[2] 馬玉平，孫琳麗，俄有浩，等.預測未來40年氣候變化對我國玉米產量的影響[J].應用生態學報，2015（1）：224-232.

[3] 趙丹丹，翟石艷.1951—2012年河南省氣候變化對冬小麥和玉米產量的影響[J].中國農學通報，2015（29）：152-157.

[4] 高娟，馮靈芝，張建康，等.毛烏素沙漠與黃土高原過渡帶氣候變化對玉米產量的影響[J].中國農業資源與區劃，2016（12）：118-124，135.

[5] 戴彤，王靖，赫迪，王娜，等.基于APSIM模型的氣候變化對西南春玉米產量影響研究[J].資源科學，2016（1）：155-165.