氣候變暖前后山東省優(yōu)質專用小麥品質氣候區(qū)劃研究

摘要：小麥品質氣候區(qū)劃是充分利用區(qū)域氣候資源、因地制宜生產優(yōu)質小麥的重要前提。山東省是北方典型的強筋和中筋優(yōu)質專用小麥種植區(qū)，但在氣候變暖背景下，山東省氣象條件發(fā)生了較大變化，小麥品質區(qū)劃結果亟待更新。本研究采用小麥品質區(qū)劃農業(yè)氣候指標對山東省122個氣象站點1981-2020年小麥季氣象條件（溫度、降水和日照時數(shù)）進行綜合打分，利用ArcCIS插值法得到氣候變暖前后山東省小麥品質氣候區(qū)劃。結果表明，氣候變暖前后，山東省普遍為強筋小麥適宜區(qū)和強筋中筋小麥過渡區(qū)，但氣候變暖后，山東省的強筋小麥適宜區(qū)大幅縮小，強筋中筋小麥過渡區(qū)擴大，主要體現(xiàn)在魯中和膠東半島南部地區(qū)。小麥季≥0℃積溫增加及5月（開花-灌漿期）氣溫日較差下降是導致小麥季農業(yè)氣候指標綜合得分下降的主要原因。該研究結果可為及時調整山東省強筋和中筋小麥適宜種植區(qū)及實現(xiàn)品種和生態(tài)區(qū)的雙向適應提供理論基礎。

關鍵詞：氣候變暖；優(yōu)質小麥；氣候區(qū)劃；關鍵生育期；氣象要素分值；ArcCIS插值法

中圖分類號：S512.1 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2025）01-0040-07

優(yōu)質專用小麥可分為優(yōu)質強筋、中強筋、中筋和弱筋小麥4個品類。隨著人們生活水平的提高以及消費結構的優(yōu)化，優(yōu)質專用小麥的需求量在不斷增加。當前我國優(yōu)質麥供給主要依賴進口，進口量每年可達400萬噸，仍存在較大缺口。山東省是我國優(yōu)質強筋和中筋小麥的重要供給地，自2020年山東省明確提出將小麥生產導向由高產為主向量質并重、提質增效轉變以來，山東省優(yōu)質小麥面積迅速擴大，預計到2025年播種面積將達到200萬公頃，占麥播總面積的50%以上。然而當前山東省優(yōu)質專用小麥生產存在品種選用與生態(tài)區(qū)不匹配等問題，小麥品質區(qū)劃有待進一步研究。

小麥品質與環(huán)境因子密切相關，在氣候、土壤和品種三個環(huán)境因子中，氣候對小麥品質影響最大，其中開花-成熟期是氣候影響小麥品質的關鍵時期。當前小麥品質區(qū)劃大都是基于品質指標與土壤和氣象因子的統(tǒng)計分析結果制定的，如余衛(wèi)東等制定了僅考慮氣象因子的河南省小麥品質農業(yè)氣候區(qū)劃。關于山東省小麥品質區(qū)劃已有較多研究：中國小麥品質區(qū)劃方案（試行）中指出，山東省中部、北部為強筋小麥適宜區(qū)，膠東半島和山東南部為中筋小麥適宜區(qū)：李永庚、王東等根據(jù)淀粉和蛋白質品質指標以及土壤和氣候等生態(tài)因子的聚類分析結果，將山東省分為3個強筋小麥品質類型區(qū)，I區(qū)為膠東、魯中強筋、中筋小麥適宜區(qū)，Ⅱ區(qū)為魯西北、魯西南強筋、中筋小麥次適宜區(qū)，Ⅲ區(qū)為魯南強筋小麥次適宜區(qū)、中筋小麥適宜區(qū)。另外，余維寶等對小麥不同生育期各氣象因子與小麥品質參數(shù)進行逐步回歸分析，得出魯東和魯南地區(qū)為強筋小麥適宜區(qū)，魯中、魯北和魯西地區(qū)為次適宜區(qū)。

當前山東省小麥品質區(qū)劃結果存在較大差異，且區(qū)劃結果較為陳舊。目前應用較為廣泛的由于振文院士團隊提出的小麥品質區(qū)劃距今已有20年左右。氣候變暖背景下，過去20年山東省氣候條件發(fā)生了較大變化，小麥品質區(qū)劃結果亟待更新。因此，本研究擬采用小麥品質區(qū)劃農業(yè)氣候指標對山東省122個氣象站點1981-2020年小麥季氣象條件（溫度、降水和日照時數(shù)）進行綜合打分，利用ArcGIS插值法確定氣候變暖前后山東省小麥品質的農業(yè)氣候區(qū)劃差異，以期為因地制宜種植優(yōu)質小麥品種提供理論基礎。

1材料與方法

1.1研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來源

以山東省的122個氣象站點為研究區(qū)域，其中魯西北、魯中、魯西南及膠東半島地區(qū)分別包含30、29、39個及24個站點。各站點氣象數(shù)據(jù)包括1981-2020年逐月平均最高溫度、最低溫度、日均溫、氣溫日較差、日照時數(shù)、降水量等，均來源于山東省氣象中心地面氣象資料數(shù)據(jù)集。

1.2山東省氣候變暖突變年份計算

采用MK突變檢驗方法對山東省13個具有長時間序列（1961-2015年）溫度數(shù)據(jù)的國家基本氣象臺站進行突變年份計算，得出山東省氣候變暖平均突變年份為1992年，與前人得出的結論較為一致。本研究中，1981-1991年為變暖前時間段，1992-2020年為變暖后時間段。