氣候適宜度研究綜述

高莉莉+常君德+胡明+張碩+楊璐+張慧+楊劍虹

摘 要：近年來，大量國內(nèi)外學者在氣候適宜度模型建立、適宜性評價方面做了大量的研究工作。該文對氣候適宜度研究現(xiàn)狀進行了綜述，為氣候適宜度的進一步研究發(fā)展提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：氣候適宜度；模型；氣象因子

中圖分類號 S162 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）19-0102-2

溫度、降水、日照等氣象因子綜合影響作用著作物的生長和發(fā)育，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，氣候條件的變化對于農(nóng)作物的種植以及生長影響作用最為直接。“農(nóng)作物-氣候”這一過程反映了氣候是否適宜農(nóng)作物生長發(fā)育及程度如何，以及其隨時間的逐漸變化過程。農(nóng)作物的氣候適宜度即把氣候要素（光、溫、水等）的定量變化通過模糊數(shù)學中隸屬函數(shù)的方法轉(zhuǎn)變?yōu)閷r(nóng)作物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成、品質(zhì)指標等的氣候適宜程度。因此，建立氣候適宜度模型是開展作物氣候適宜度評估的前提和基礎(chǔ)，作物對氣候的適宜程度直接制約并影響著作物的能量流動、物質(zhì)循環(huán)、價值增生和信息傳遞。現(xiàn)階段，國內(nèi)外專家已經(jīng)在氣候適宜度模型方面開展了大量的研究工作，本文現(xiàn)綜述如下：

1 氣候適宜度模型的建立

在氣候適宜度模型研究的最初階段，王雪娥[1]等運用系統(tǒng)論觀點和模糊數(shù)學方法建立了早期玉米氣候適宜度動態(tài)模型。通過對其動態(tài)形成的分析，并與生產(chǎn)實況相比較，證明了結(jié)果的可靠性以及適宜度理論和動態(tài)模型在農(nóng)業(yè)氣候資源評價中的應用價值。

趙峰[2]等通過研究溫度、降水、光照等氣候因子對河南地區(qū)冬小麥生長發(fā)育的影響，建立了逐旬溫度、水分和光照適宜度模型，并采用幾何平均法建立了基于溫度、降水、光照的綜合氣候適宜度函數(shù)。在國內(nèi)較早地開展了綜合考慮光溫水的綜合效應分析建立氣候適宜度模型。

侯玉英[3]等根據(jù)玉米生長不同階段建立了日尺度氣候適宜度模型，提出作物生長日可利用降水量的推算方法和氣象指標時間插值算法，構(gòu)建了日尺度氣候適宜度模型，利用東北地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象站的多年玉米觀測資料進行檢驗，從而得出了氣候適宜度與株高百粒重之間的正相關(guān)比例。

2 作物生長氣候適宜性評價

宮麗娟[4]在前人對氣候適宜度研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合東北地區(qū)氣候特點，建立了適用于東北地區(qū)的玉米氣候適宜度模型。定量分析氣候條件對東北三省玉米生長的滿足程度，結(jié)合東北三省玉米的生理特性和氣候特點，得出溫度、水分、日照和綜合氣候適宜度模型。并對玉米各生育期氣候適宜度特征及變化趨勢進行了分析，為東北玉米生產(chǎn)管理適應氣候變化提供決策依據(jù)。

代立芹[5]等通過總結(jié)前人經(jīng)驗，建立了符合河北省氣候特點的夏玉米氣候適宜度模型，分析了河南省夏玉米的變化趨勢[29]，同時較早地將玉米產(chǎn)量與各生長階段的氣候因子的適宜度分析，為河南省夏玉米生產(chǎn)決策、合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)等提供參考。在氣候適宜度的計算結(jié)合不同生長階段采用不同權(quán)重的溫度、降水、光照適宜度，整個生長期的氣候適宜度采用各生長階段氣候適宜度的權(quán)重計算。從而計算出逐旬或全生育期內(nèi)氣象條件對夏玉米的適宜度，探討河北省夏玉米氣候適宜度的變化規(guī)律，為應對全球氣候變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，有針對性地進行管理提供理論依據(jù)。

3 作物產(chǎn)量動態(tài)預報模型

作物產(chǎn)量動態(tài)預報作物生長模型已經(jīng)初步應用到作物產(chǎn)量動態(tài)預報的方法中，魏瑞江[6]等通過模糊數(shù)學中的隸屬函數(shù)方式來反映冬小麥生長發(fā)育過程中的氣象因子的數(shù)量變化，使作物的生長氣候適宜度適宜程度從定性化走向定量化分析的重要一步，建立了冬小麥氣候適宜度模型，為河南省夏玉米生產(chǎn)決策、合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)有針對地進行管理提供參考依據(jù)。

易雪[7]等在前人的研究基礎(chǔ)上，以氣候適宜度為基礎(chǔ)，結(jié)合早稻的生長特性，重新構(gòu)建降水和日照適宜度模型，在此基礎(chǔ)上建立早稻氣候適宜指數(shù)和氣候適宜指標，并將早稻氣候適宜指標和氣候適宜指數(shù)應用于早稻氣候適宜程度診斷和動態(tài)產(chǎn)量預報。采用加權(quán)法侯建氣候適宜度指標，利用不同時段的氣候因子、年份已經(jīng)作物產(chǎn)量，建立小麥和早稻的產(chǎn)量動態(tài)預報模型，均得到了較高的預報準確率。

4 作物發(fā)育期預報預報模型

李昊宇[8]等通過研究冀、魯、豫3省9個區(qū)域的冬小麥生長發(fā)育情況建立了華北地區(qū)冬小麥發(fā)育期預報模型。利用溫度、降水、日照時數(shù)、土壤水分、冬小麥發(fā)育期及有關(guān)農(nóng)業(yè)氣象指標等資料、針對發(fā)育進程，在計算溫度適宜度、日照適宜度和水分適宜度的基礎(chǔ)上，計算冬小麥氣候適宜度，并分析研究冬小麥氣候適宜度與冬小麥發(fā)育期之間的關(guān)系，探討利用氣候適宜度開展發(fā)育期預報的技術(shù)方法。

孫小龍[9]等基于作物生理發(fā)育時間恒定原理，并結(jié)合溫度、降水、日照3個氣象要素對玉米生長發(fā)育進程的影響，建立起了基于該地氣候適宜度的黃河河套灌區(qū)玉米發(fā)育期進程模擬模型。以玉米生育期內(nèi)溫度、日照和土壤水分等農(nóng)業(yè)氣象要素為基礎(chǔ)，建立起基于氣候適宜度的黃河河套灌區(qū)玉米發(fā)育期進程模擬模型，為當?shù)赜衩追N植提供了更加細致準確的合理依據(jù)。

5 氣候生態(tài)區(qū)氣候產(chǎn)量靜態(tài)模型

劉明春[10]等通過對甘肅地區(qū)不同氣候分區(qū)內(nèi)氣候特點的研究，將甘肅省玉米種植區(qū)域劃分為不同的生態(tài)區(qū)。利用積分回歸法描述玉米不同生長階段對溫度、降水及光照的氣候因子的響應，結(jié)合玉米產(chǎn)量建立基于不同氣候生態(tài)區(qū)的氣候因子對玉米產(chǎn)量影響模型。并以此作為主要的區(qū)劃依據(jù)，對甘肅玉米種植區(qū)域進行氣候區(qū)劃，為玉米高產(chǎn)合理利用開發(fā)氣候資源提供進行探討分析。

6 運用農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候適宜度理論指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際方面的研究

羅懷良[11]通過對四川洪雅地區(qū)光溫水等氣候因子的研究，對洪雅縣農(nóng)業(yè)氣候適宜度進行評價。并且通過分析氣候適宜度對作物各個生長階段的響應的成因，提出了適用于洪雅縣作物種植的合理化意見，為洪雅地區(qū)農(nóng)作物種植、布局調(diào)整種植結(jié)構(gòu)提供了科學有效的依據(jù)。與此同時，研究還建立了符合當?shù)靥攸c的當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)氣候適宜度模型，為該地區(qū)開展農(nóng)業(yè)氣候資源適宜性評估以及更加科學規(guī)范地進行生產(chǎn)決策提供了參考依據(jù)。endprint

7 氣候適宜度的應用

任玉玉等[12]通過對棉花氣候適宜度模型的研究，得出河南省棉花氣候適宜度強增長、弱增長和減弱型區(qū)域位置。魏瑞江等[2]利用氣候適宜度模型，建立了不同時段夏玉米產(chǎn)量預報模型，為夏玉米產(chǎn)量預報提供理論依據(jù)。易雪等[3]基于氣候適宜度和氣候適宜指數(shù)方法，建立了早稻產(chǎn)量預報方法。這些研究都在建立作物的氣候適宜度模型的基礎(chǔ)上，開展適宜度模型的應用研究。

8 展望

目前，有關(guān)氣候適宜度的研究大多處在旬、月時間尺度，這就導致作物生長過程中的短時災害性天氣（時間尺度<旬、月）對作物生長發(fā)育產(chǎn)生的影響難以得以反映；另外，在進行降水適宜度計算時，目前大部分研究僅對該時段的降水量進行了考量，而未考慮前期降水量貯存在土壤中進而對農(nóng)作物生長產(chǎn)生的影響。因此，今后應加強對這幾個方面的研究。

參考文獻

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[2]趙峰，千懷遂，焦士興.農(nóng)作物氣候適宜度模型研究——以河南冬小麥為例[J].資源科學，2003（6）：77-82.

[3]侯英雨，張艷紅，王良宇，等.東北地區(qū)春玉米氣候適宜度模型[J].應用生態(tài)學報，2013（11）：3207-3212.

[4]宮麗娟，王晨軼，王萍，等.東北三省玉米氣候適宜度變化分析[J].玉米科學，2013（05）：140-146.

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[7]易雪，王建林，宋迎波.氣候適宜指數(shù)在早稻產(chǎn)量動態(tài)預報上的應用[J].氣象，2010（06）：41-43

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[11]羅懷良，陳國階，朱波.農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候適宜度研究進展[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2004（01）：29-33.

[12]任玉玉，千懷遂.河南省棉花氣候適宜度變化趨勢分析[J].應用氣象學報，2006（01）：87-93.

（責編：張宏民）endprint