淮安市淮安區氣溫和降水特征與水稻和小麥產量的相關性研究

王騰飛　喬前東　管曉惠　謝峰

摘要? ? 通過對淮安市淮安區1978—2017年氣溫、降水、日照等要素的統計，結合淮安區水稻、小麥生長期特點，對水稻、小麥單位面積產量以及氣象要素年際變化特征進行分析。結果表明，淮安區40年中平均氣溫呈現逐年上升趨勢，旱澇災害較為頻繁，澇重于旱。水稻、小麥單產與生育期平均氣溫以及有效積溫顯著正相關，極端氣溫、日照時數、降水量相關不顯著。

關鍵詞? ? 水稻;小麥;氣溫;降水;產量;相關系數;江蘇淮安;淮安區

中圖分類號? ? S511;S512.1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）03-0004-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

目前，國內在氣象要素對水稻等主要大田作物影響研究方面已經有了較多的開展，朱? 珠等[1-2]對于氣候變化對水稻的影響、高溫的危害已有較多的研究，陳書濤等[3]研究表明，對于江蘇南北兩地的水稻種植來說，氣溫與降水的變化對水稻的生長發育影響較小，冬小麥的生長受氣溫的年際變化影響較大。商兆堂[4]研究表明，氣候變暖會引起小麥冬季越冬不明顯、生育進程提前，造成冬后凍害。淮安區位于淮河下游，境內大量種植水稻、小麥等大田作物，總耕地面積約8.6萬hm2。近年來，隨著氣候變暖的加劇，高溫干旱、低溫凍害、暴雨雪等異常天氣現象時有發生。為了更好地服務農業生產，筆者對淮安區近40年氣溫、降水變化特征及其與水稻、小麥產量的相關性[5-6]展開初步分析，以突出氣象為農服務的針對性，提高預報服務水平。

1? ? 資料來源與分析方法

1.1? ? 資料來源

利用淮安區農技推廣中心1978—2017年共計40年期間的淮安區水稻、小麥產量數據、淮安區氣象站氣象要素資料進行氣溫、降水年代際特征分析和產量相關分析，產量數據為歷年單位面積的產量（圖1、2），氣象要素主要為生育期有效積溫、平均氣溫、累計降水量等。

1.2? ? 分析方法

通過對多年氣溫、降水等氣象要素的統計，計算積溫、氣溫、降水、日照等時間序列與產量序列的相關系數，采用皮爾遜簡單相關系數，并對計算結果進行顯著水平α=0.01下的t檢驗，以分析討論相關氣象要素與水稻、小麥單產量的相關性。

相關系數計算，衡量任意2個氣象要素或變量之間關系的統計量。計算方法如下：

相關系數檢驗使用t檢驗法。在樣本容量固定的情況下，可以是rc=。計算統一的判別標準相關系數rc，若計算的相關系數r>rc，則通過顯著性的t檢驗。通過上述公式計算的相關系數值有正負相關之分，正值為線性正相關，負值為負相關;數值越大說明線性相關性越密切。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 水稻與小麥生長期氣象要素年代際特征

淮安區水稻種植主要為鎮稻、淮稻系列粳稻，每年種植1季，通過對水稻生育期氣溫資料分析來看，淮安區近40年來平均氣溫整體呈上升趨勢，平均氣溫采用7—10月平均氣溫（圖3），其中2000—2012年波動較小，較為穩定。水稻積溫統計按7—8月10 ℃以上、9—10月13 ℃以上計算，有效積溫（圖4）在近40年呈顯著上升趨勢，1980年為歷年最低值（1 227 ℃），2013年達到1 616 ℃，有效積溫的日趨增長有利于水稻種植培育。分析產量年際變化情況也可發現，水稻單產也呈逐年增加趨勢，其中在1999年達到歷年峰值（9 465 kg/hm2），后續水稻單產趨于平穩。

水稻生育期淮安區降水量年代變化特征主要表現為增多趨勢，以1999年為界，之后的降水量（圖5）顯著增加，在2006年達到最高（1 023 mm），按月分布則以7月降水最多。日照時數則在40年里呈下降趨勢，1995年水稻生長期期間累計日照時數達到最高（949.8 h），2003年達到最低（523 h），按月分布淮安區日照充足整體均衡，在6—8月較為豐富。

淮安區小麥種植主要為揚麥、皖麥等，屬于越冬一季作物。11月初播種，翌年6月初收割。小麥分蘗越冬期以連續5 d氣溫在5 ℃以下為始，抽穗生長期主要在于春季，小麥產量易受到極端低溫凍害、連陰雨天氣以及相應氣候條件下易發生的赤霉病影響。

近40年來，小麥生育期10 ℃以上的有效積溫（圖6）呈逐年上升趨勢。小麥越冬期間平均氣溫整體不斷上升，2000年后較之前顯著升高，加快了小麥生長發育。但各年溫度高低存在波動，在40年中1989—1991年越冬期最低溫度在-10 ℃以下，最低達到了-13.7 ℃，對應年份中有嚴重的凍害發生;此外，時有發生的倒春寒現象也使得部分耐寒差的小麥品種減產。小麥單產量整體呈上升趨勢，除在1989—1991年以及2002年、2003年出現單產低值外，降水、日照年代際分布呈高低波動趨勢。

2.2? ? 水稻和小麥產量與氣象要素的相關性分析

通過對40年水稻產量與多個氣象要素相關分析[1]可知，水稻產量受各要素影響程度不一。在0.01水平上，水稻單產與生育期平均氣溫以及有效積溫顯著正相關（表1），說明氣溫條件對水稻種植生產影響較大，在水稻生長期間對于農業氣象服務需要加深加密氣溫變化的分析預報，使農戶及時根據水稻生長特點安排農事進度。對水稻生長期間可能遭受的極端高溫影響分析則顯示正相關性偏低，顯著水平為0.1。日照時數為不顯著的負相關性，降水量與產量相關性較差，考慮到淮安區河流溝渠縱橫，人工灌溉發達，因而結果顯示相關性不顯著。

小麥產量的相關性表明，小麥單產與生育期有效積溫在0.01水平上顯著正相關，對于小麥的播種需要加強氣候統計預報，對于可能的連陰雨、倒春寒天氣加強研判，提早對小麥種植提供積溫相關預報。小麥單產與極端低溫、日照時數、累計降水量相關性不顯著。

3? ? 結論與討論

分析結果表明，在0.01水平上，水稻單產與生育期平均氣溫以及有效積溫顯著正相關，水稻生長期極端高溫顯示正相關性偏低，日照時數、降水量相關性較差。小麥單產與有效積溫、生育期平均氣溫在0.01水平上顯著正相關，與極端低溫、日照時數、降水量相關不顯著。據此應對氣候變化，促進作物產量提高可加強服務，適時調整播種時間、方式。

近40年中，淮安區降水量總體呈現上升趨勢，前期降水偏少，后期降水增多，降水量波動振幅變大。淮安區旱澇災害較為頻繁，澇重于旱。年平均氣溫呈現逐年上升趨勢。對水稻、小麥分蘗、灌漿等生長關鍵時期的極端高溫、低溫危害需要進一步細化分析，本文受限于數據來源單一有限，統計及相關性分析結果并不顯著。

4? ? 參考文獻

[1] 朱珠，陶福祿，婁運生.1980—2009年江蘇省氣溫變化特征及水稻高溫熱害變化規律[J].江蘇農業科學，2013，41（6）：311-315.

[2] 朱珠，陶福祿，婁運生，等.1981—2009年江蘇省氣候變化趨勢及其對水稻產量的影響[J].中國農業氣象，2012，33（4）：567-572.

[3] 陳書濤，王讓會，許遐禎，等.氣溫及降水變化對江蘇省典型農業區冬小麥、水稻生育期的影響[J].中國農業氣象，2011，32（2）：235-239.

[4] 商兆堂.江蘇氣候變化及其對小麥單產的影響分析[J].中國農業氣象，2009，30（增刊2）：185-188.

[5] 孔祥萍，聶永喜，張曉云，等.貴南縣氣候變化對春小麥生長發育及產量的影響評價[J].農業災害研究，2019，9（4）：45-48.

[6] 馬凱，徐玉霞，何文鑫，等.氣候變化對漢中市主要糧食作物產量的影響[J].江西農業學報，2019，31（7）：98-103.