江苏省玉米气候资源的变化特征与未来气候情景预

估徐敏等

摘要：利用江苏省淮北地区20个气象台站1961—2012年的气象观测资料，统计分析了夏玉米生育期内光、温、水等气候资源的变化特征；利用区域气候模式RegCM4在代表性浓度路径（representative concentration pathways，RCP）为4.5、8.5排放情景下的预估数据，对淮北地区未来近20年的农业气候资源进行了预估。结果表明：近52年内，≥10 ℃ 活动积温在各年间均在2 900 ℃以上，≥20 ℃活动积温在各年间均在2 700 ℃以上，且热量资源充足，在20世纪90年代存在显著上升趋势；日照时数、太阳总辐射都存在显著下降趋势，线性倾向率分别达到了-4.8 h/年、-7.5 MJ/（m2·年），2000年之后明显低于气候平均值；降水量呈现“明显下降-平稳波动-快速上升”的特征；2014—2030年，2种气候情景下，光、温、水资源的年际波动都比较大；活动积温（个别年份除外）为正距平，总体呈现增加趋势；太阳净辐射基本上也都为正距平；水分盈亏基本上以正距平为主。研究结果可为政府部门和农户充分利用当地农业气候资源、调整种植结构、应对气候变化提供参考。

关键词：江苏省；气候变化；农业气候资源；夏玉米；情景预估

中图分类号： S162.5+3文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）10-0095-06

收稿日期：2013-12-24

基金项目：中国气象局气候变化专项（编号：CCSF201318）；国家自然科学基金（编号：41005057）。

作者简介：徐敏（1984—），女，江苏南京人，硕士，工程师，主要从事农业气候资源变化的研究。Tel：（025）83287133；E-mail：amin0506@163.com。全球气候变化对陆地生态系统、粮食安全等产生了重大影响，尤其是随着人口的不断增加，气候变化对全球粮食安全的威胁已成为21世纪人类必须面对的重大挑战[1]。根据政府间气候变化专门委员会（intergovernmental panel on climate change，IPCC）第4次评估报告，全球平均温度在过去100年上升了0.74 ℃，20世纪50年代以来的变暖趋势尤为明显[2]。近50年，江苏年平均气温升高了1.38 ℃，并且极端天气气候事件趋多增强，降水区域性变化特征显著[3]。

农业气候资源是农业自然资源的重要组成部分，是农业生产的基本环境条件和物质能源，在农业生产中起着主导作用，直接影响农业生产过程，并在一定程度上决定了一个地区农业生产结构和布局、作物种类和品种、种植方式、栽培管理措施和耕作制度等，最终影响农业产量的高低和农产品质量的优劣[4]。气候变化对农业生产的影响程度和范围以及应对措施等已成为目前国内外学者研究的热点，研究范围涉及到农业气候资源的分布、利用、评价，以及不同作物在其生长期内气候资源的变化特征分析等[5-8]。

江苏省的玉米生产在全省粮食生产中占有重要地位，全省常年种植面积接近40万hm2，淮北地区的玉米种植面积约20万hm2，各县均有种植。淮北地区土壤资源较充裕，主要为黄泛冲积平原经旱耕熟化而形成的潮土类、棕壤、褐土以及洼地黑姜土等，土壤沙、碱、薄、渍，增产潜力大，是历史上玉米集中产地。近年来，随着生产条件的改善、新品种的推广以及栽培技术的改进，产量逐步上升，总产仅次于稻、麦，单产低于水稻，高于小麦，为全省3大粮食作物之一。随着气候大背景的改变，江苏省淮北地区玉米单产相对气象产量自21世纪以来波动较大。而针对玉米生育期内，江苏省淮北地区农业气候资源时空变化特征以及未来气候情景预估方面的研究则鲜见报道。为此，本研究将对近52年江苏省淮北地区的农业气候资源（光、温、水）的时空变化特征进行分析，并对未来不同气候情景下农业气候资源进行预估，为当地充分利用气候资源指导农业生产、合理调整种植结构提供依据，同时对研究和探讨气候变化背景下农业应对策略也具有重要而长远的意义。

1材料与方法

1.1数据来源

历史气象数据：江苏省气候中心提供的20个气象台站1961—2012年的逐日平均气温、降水量、日照时数等常规气象要素。

区域气候模式模拟与预估数据[9]：国家气候中心提供的RegCM4区域气候模式（空间分辨率是50 km×50 km，地表一层）模拟的1961—2005年的气温、降水量、太阳辐射、水汽蒸发等要素，以及在IPCC AR5中提出的代表性浓度路径（representative concentration pathways，RCP）为8.5、4.5的排放情景下，预估计算的逐日气温、降水、太阳辐射、水汽蒸发等要素。

玉米产量数据来自于江苏省统计局。

1.2研究方法

1.2.1趋势产量的模拟自1961年以来，江苏玉米产量上下波动大，难以用一种简单的函数模拟趋势产量yt。故本研究先将产量序列逐步滑动分段，对每段使用灰色系统相应的各年之多个模拟值进行平均，以模拟趋势产量和进行趋势产量的预测，即简称为灰色系统GM（1，1）模型逐段滑动平均。

设有一产量原始序列：

根据（7）式便可算得历年趋势产量拟合值，得到趋势产量曲线。

1.2.2相对气象产量的计算方法产量不仅受社会因素的影响，而且还取决于历年气象条件的优劣。对大范围农业区而言，农业生产水平逐年变化不大，相对稳定；但农作物的生长发育则各有特点，对气象条件的要求也各不相同，且气象条件逐年变化较大，故最终的产量历年波动也不相同。因此，一般将实际产量y分离为依社会生产水平的变化而变化的趋势产量yt、随历史气象环境条件而变化的气象产量yw和随机误差ε。其模型为：

y=yt+yw。（8）

在通常情况下，随机误差ε可以忽略不计。

由（8）式可得气象产量yw，为了消除历年生产水平给当时气候产量yw造成的不适当影响，一般使用相对气象产量yw/yt×100%进行分析。

1.2.3参考作物蒸散量参考作物蒸散量（ET0）是指假设平坦地面被特定低矮绿色植物（高0.12 m，地面反射率为0.23）全部覆盖、土壤水分充分情况下的蒸散量。本研究采用联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）推荐的Penman-Monteith公式计算ET0[10]。

2结果与分析

2.1玉米种植概况

2.1.1种植面积淮北地区近50年来玉米种植面积总体上变化不大，在26万hm2上下波动，但有2段明显的低谷期，即20世纪70年代、20世纪90年代末至2006年；20世纪60年代基本维持在26万hm2左右，80年代至90年代各年均大于26万hm2。

2.1.2单产变化淮北地区近50年来玉米单产呈上升趋势，不仅与该地区的种植制度改良、农业政策支持、品种更新、农业管理措施的提高密切相关，而且与气候条件亦有较大的关系。利用灰色系统模型逐段滑动平均技术，将玉米单产进行分离，获得时间趋势产量（图1）和相对气象产量（图2）。由图2可知，20世纪60年代至90年代的40年间，淮北地区玉米的气象产量波动相对平稳，但进入21世纪以来波动增大。

2.1.3总产量变化由图3可以看出，淮北地区近50年来的玉米总产量呈4段变化趋势：第1段为1961—1980年，总产呈缓慢上升趋势，其斜率为0.729；第2段为1981—1989年，总产呈快速上升趋势，其斜率为11.04；第3段为1990—2003年，总产呈下降趋势，其斜率为-3.383；第4段为2004—2010年，总产呈恢复性上升趋势，其斜率为12.11 。

2.2气候变化背景下玉米的热量、光能、水分等资源的变化特征

2.2.1热量资源变化特征一定界限温度以上的累积温度是评价一地区热量资源的重要指标之一。一般以≥10 ℃、≥20 ℃ 积温反映喜温作物生长期内的热量资源。

淮北地区夏玉米在小麦收获后于 5月中、下旬播种，9月中旬收获，全生育期为 95～105 d，需≥10 ℃积温 2 400～2 700 ℃。从图4可见，1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温各年均在2 900 ℃以上，因此淮北的热量资源完全满足夏玉米生育的需要。在全球气候变化的大背景下，江苏淮北地区的热量资源也存在着较为显著的气候变化特征。近52年来，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃活动积温总体存在着“先降-后升-再降”的趋势演变特征，其中20世纪80年代变化较为平稳，活动积温基本都低于气候平均值（1981—2010年气候平均值为3 067 ℃），20世纪90年代上升趋势显著，20世纪90年代后期至2010年基本处于气候平均值以上。活动积温的年际波动较明显，尤其是20世纪60、70年代，其中1967年（3 210 ℃）、1978年（3 209 ℃）、1994年（3 217 ℃）为极大值年；1972年（2 933 ℃）、1976年（2 944 ℃）、1980年（2 936 ℃）、1989年（2 947 ℃）为极小值年。

为进一步了解淮北地区区域间的农业气候资源差异，将淮北地区大致分成3个区域：西北部（徐州）、东北部（连云港）、淮河一带（宿迁、淮安和盐城北部）。从这3个区域的年代际变化来看（表1），≥10 ℃活动积温各区域变化趋势基本上都是先下降后上升，其中1981—1990年最低；1961—1970年基本最大，3个区域≥10 ℃的活动积温分别达到了3 106（西北部）、3 057（东北部）、3 098 ℃（淮河一带）；区域间存在数值差异，西北部最大，淮河一带次之，东北部最小。

2012年西北部2 9762 9252 9122 9882 972东北部2 8852 8332 8252 8942 924淮河一带2 9532 9152 8822 9422 980

2.2.2光能资源变化特征计算发现，近52年来，淮北地区夏玉米生育期内（日平均气温≥10 ℃）日照时数呈显著下降趋势（图5），线性趋势达到了-4.8 h/年，通过了0.001的显著性检验，这与我国大部分地区日照时数减少的趋势一致。其中，1981—2010年的年日照时数平均值为774 h；20世纪90年代之前，各年日照时数基本上都高于气候平均值，而2000年之后基本上都低于气候平均值，其中2011年出现了近52年来的最低值，只有554 h，比气候平均值少了220 h。

表3为淮北地区各区域夏玉米全生育期日照时数的年代际变化情况。从表3可知，1961—2012年，在玉米生育期内，各个区域日照时数年代际下降趋势非常明显。2001—2012年，西北部、东北部和淮河一带的平均日照时数已经分别降到了708、687、631 h；区域间存在一定的差异，西北部与东北部的日照时数较为接近，淮河一带的日照时数明显少于这2个区域，地区分布差异与活动积温有所不同。

表3淮北地区各区域夏玉米全生育期日照时数的年代际变化

图6为1961—2012年淮北地区夏玉米生育期（日平均气温≥10 ℃）太阳总辐射的年变化情况。从图6可知，淮北地区夏玉米生育期太阳总辐射同样存在显著下降的趋势，线性趋势达到了 -7.5 MJ/（m2·年），通过了0.001的显著性检验。太阳总辐射的下降现象与我国大部分地区太阳总辐射减少的现象一致，其气候变化特征与日照时数一致。有研究指出，我国太阳总辐射降低可能是由气候变化造成大气气溶胶含量的增加所致[11]。大气气溶胶是指大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相体系，大气中的气溶胶粒子吸收、散射太阳辐射，使得地面接收的太阳辐射减少，导致光合有效辐射随之减少，农作物生长受阻。

2.2.3水分资源变化特征研究地区农业水分资源，不仅需要考虑水分的收入（主要是降水），还要考虑水分的蒸发（作物蒸散量），并根据需水情况讨论水分盈亏。本研究从夏玉米生育期内的年降水量、蒸散量、水分盈亏3个方面进行分析。

在1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内降水量呈现出了“明显下降-平稳波动-快速上升”的气候变化特征（图7），下降期主要是在20世纪60年代，20世纪70、80年代波动较平稳，从20世纪90年代后期开始显著上升。1981—2010年，夏玉米生育期内的气候平均降水量为604 mm。在近52年中，共有4年出现了降水量极低值（1966、1981、1988、1994年），生育期内降水量不足400 mm；共有2年出现了降水量极大值（1963、2007年），生育期内降水量超过了900 mm。

表4为淮北地区各区域夏玉米全生育期降水量的年代际变化情况。从表4可知，1961—2012年，在玉米生育期内，淮北西北部与东北部降水量的年代际变化趋势较为一致，均是“上升—下降—再次上升”趋势，1981—1990年为低谷期，2001—2012年降水量增加明显；淮河一带的生育期降水量年代际变化趋势与其他2个区域有所不同，谷底期是在1991—2000年，降水量为587 mm；比较3个区域的年代际生育期降水量，东北部与淮河一带基本上要大于西北部。

蒸散量是表征大气蒸散能力，评价气候干旱程度、植被耗水量的重要指标。从图8可知，淮北地区夏玉米蒸散量在20

表4淮北地区各区域夏玉米全生育期降水量的年代际变化

从淮北地区各区域夏玉米全生育期蒸散量的年代际变化来看（此处数据略），1961—2012年，3个区域玉米生育期内年代际蒸散量均呈现下降趋势。20世纪60年代，蒸散量均在520 mm以上，而到了2001—2012年年均下降到了490 mm以下；对比3个区域的蒸散强度，西北部最强，其次是东北部，淮河一带最弱。已有研究表明，过去50年，全国绝大多数流域的年、季潜在蒸散量均呈现减少趋势，南方各流域（西南诸河流域除外）和夏季潜在蒸散量减少趋势尤为明显[12]。

水分盈亏可以具体反映水分的供求矛盾，计算方法是将降水量减去蒸散量。当水分盈亏为正值时，表明水分供过于求；当等于零时，表明水分供应适宜；当为负值时，表明水分供应不足。1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期有10年水分供应不足，其中1966年盈亏最为严重（-265 mm）；有3年基本供需平衡，其余均是供过于求，其中2003年最为充裕，达到了583 mm。

将1961—2012年江苏淮北玉米单产的相对气象产量分别与夏玉米生育期≥10 ℃活动积温、太阳辐射、降水量进行相关性研究。分析发现，由于淮北地区的活动积温通常都满足玉米生育期所需，所以相对气象产量与活动积温2者的相关性偏弱；太阳辐射同样如此，相关系数只有0.12；与降水量呈反相关，相关系数高达-0.51（通过了0.001的显著性检验），即从生育期总耗水量来说，如果降水量过多，已经超出了玉米的需水量，则玉米单产下降。

2.3未来情景下淮北玉米农业气候资源的可能变化

2.3.1热量资源的可能变化在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温距平都为正值（距平是相对于气候模式模拟的1961—2005年气候平均值，以下同）（图9），说明未来17年淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温呈现出一致增多的气候特征，且距平呈现出明显的上升趋势，线性趋势达到了5.1 ℃/年；在RCP 4.5排放情景下，除2014年和2015年夏玉米生育期内≥10 ℃的活动积温距平为负值以外，其余年份均为正值，年际变化非常显著，2020年处于波峰，活动距平值高达207 ℃。比较2种情景，可知RCP 8.5高排放情景下的≥10 ℃活动积温距平基本上要大于RCP 4.5，但RCP 4.5排放情景下的年际波动明显要大于RCP 8.5，两者的波动特征总体上呈现反位相。

在RCP4.5和RCP8.5情景下，2014—2030年夏玉米生育期内≥20 ℃的活动积温距平与≥10 ℃的活动积温距平时间变化特征是一致的（此处数据省略），但是波动幅度明显要大于≥10 ℃，说明极端情况增多。

2.3.2光能资源的可能变化从图10可知，在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年夏玉米生育期内的太阳净辐射距平值基本上为正值（除2023年），说明未来获得的太阳净辐射增加，太阳净辐射距平没有明显的变化趋势，年际波动显著；在RCP 4.5排放情景下，除2015、2016、2022年夏玉米生育期内的太阳净辐射距平值为负值以外，其余均为正值，年际变化非常显著，2020年处于波峰，距平值高达196 MJ/（m2·d）；比较2种情景，RCP 8.5高排放情景下的太阳净辐射距平基本上要大于RCP 4.5，两者的波动特征总体上呈现反位相。

2.3.3水分资源的可能变化从图11可知，在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年间共有10年的夏玉米生育期内降水距平为正值，其余为负值，存在年际波动。2023年降水距平为极端高值年，降水量将增加259 mm，2021年为极端低值年，降水量将减少143 mm；在RCP 4.5排放情景下，降水距平基本上为正值（2019、2020、2026年除外），存在5年的周期振荡。2015年降水距平为极端高值年，降水量将增加 451 mm，2020年为极端低值年，降水量将减少146 mm；比较2种情景，RCP 4.5情景下的降水距平极端幅度明显要大于RCP 8.5情景下的幅度。

从蒸散量来看（图略），在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年淮北地区夏玉米生育期内蒸散量距平基本为正值（2019、2023年除外），存在显著年际波动。2028年为极端高值年，蒸散量将增加58 mm，2023年为极端低值年，蒸散量将减少14 mm；在RCP 4.5排放情景下，蒸散量距平也基本为正值；比较2种情景，RCP 8.5情景下的夏玉米生育期内蒸散量距平总体上要大于RCP 4.5情景。

从未来的水分盈亏情况来看（此处数据略），相对于1961—2005年的水分盈亏气候平均值17 mm（模式模拟值），在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年夏玉米生育期内水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年。2023年之前，水分盈亏距平是以正值为主，说明大部分年份夏玉米生育期内水分供应充足，而在2023年之后，除了2029年，其余均为负距平，说明2024—2030年中有6年水分供应不足，2023年水分最为充裕，水分盈亏距平高达272 mm；在RCP 4.5情景下，水分盈亏正、负距平年数分别为14、3年，2015年为极端高值年，水分盈亏距平高达446 mm；比较2种情况，RCP 4.5情景下的水分盈亏距平要略大于RCP 8.5情景，极端情况也要略明显一些。

3讨论与结论

利用1961—2012年江苏省淮北地区夏玉米生育期内的气象要素，计算了≥10 ℃活动积温、≥20 ℃活动积温、太阳总辐射、降水总量、参考作物蒸散量、水分盈亏等物理量，对光资源、热量资源、水分资源进行了统计分析，并利用气候模式的预估数据，对未来高、中排放情景下，农业资源变化所造成的可能影响进行了探讨。主要研究结果为：（1）1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃活动积温各年均在2 900 ℃以上，≥20 ℃活动积温各年均在2 700 ℃以上，热量资源充足，≥10 ℃活动积温总体存在着“先降-后升-再降”的趋势演变特征，≥20 ℃活动积温呈6次多项式趋势变化。（2）1961—2012年，淮北地区的日照时数和太阳总辐射都存在着显著的下降趋势，线性倾向率分别达到了-4.8 h/年、-7.5 MJ/（m2·年），2000年之后已严重低于气候平均值，且年际波动幅度非常大。太阳总辐射的显著下降会对玉米的光合作用产生影响，从而影响到玉米的品质与产量。（3）1961—2012年，淮北地区的年降水量呈现出了“明显下降-平稳波动-快速上升”的气候变化特征，2000年以来上升非常明显，但随着日照时数的减少，蒸散量从2000年来却出现了下降，因此，玉米的水分供应在2000年以来是非常充裕的。由此可见，夏玉米生育期内，光、温、水资源都发生了显著变化，特别是进入21世纪以来，年际波动显著，使得玉米的相对气象产量也相应出现了较为显著的年际变化。从区域间差异来看，西北部的热量资源较淮河一带和东北部丰富；西北部和东北部的光能资源好于淮河一带；东北部和淮河一带的降水资源多于西北部。（4）在RCP 8.5和RCP 4.5未来气候情景下，2014—2030年在夏玉米生育期内，≥20 ℃与≥10 ℃活动积温呈现出一致增多的气候特征；由于2种情景都是增加辐射强迫，所以2014—2030年的太阳净辐射大于20世纪的气候平均值；RCP 8.5（RCP 4.5）情景下水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年（14、3年）。在未来气候情景下，光、温、水资源的年际波动都比较显著，说明极端气候事件将增多。

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从未来的水分盈亏情况来看（此处数据略），相对于1961—2005年的水分盈亏气候平均值17 mm（模式模拟值），在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年夏玉米生育期内水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年。2023年之前，水分盈亏距平是以正值为主，说明大部分年份夏玉米生育期内水分供应充足，而在2023年之后，除了2029年，其余均为负距平，说明2024—2030年中有6年水分供应不足，2023年水分最为充裕，水分盈亏距平高达272 mm；在RCP 4.5情景下，水分盈亏正、负距平年数分别为14、3年，2015年为极端高值年，水分盈亏距平高达446 mm；比较2种情况，RCP 4.5情景下的水分盈亏距平要略大于RCP 8.5情景，极端情况也要略明显一些。

3讨论与结论

利用1961—2012年江苏省淮北地区夏玉米生育期内的气象要素，计算了≥10 ℃活动积温、≥20 ℃活动积温、太阳总辐射、降水总量、参考作物蒸散量、水分盈亏等物理量，对光资源、热量资源、水分资源进行了统计分析，并利用气候模式的预估数据，对未来高、中排放情景下，农业资源变化所造成的可能影响进行了探讨。主要研究结果为：（1）1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃活动积温各年均在2 900 ℃以上，≥20 ℃活动积温各年均在2 700 ℃以上，热量资源充足，≥10 ℃活动积温总体存在着“先降-后升-再降”的趋势演变特征，≥20 ℃活动积温呈6次多项式趋势变化。（2）1961—2012年，淮北地区的日照时数和太阳总辐射都存在着显著的下降趋势，线性倾向率分别达到了-4.8 h/年、-7.5 MJ/（m2·年），2000年之后已严重低于气候平均值，且年际波动幅度非常大。太阳总辐射的显著下降会对玉米的光合作用产生影响，从而影响到玉米的品质与产量。（3）1961—2012年，淮北地区的年降水量呈现出了“明显下降-平稳波动-快速上升”的气候变化特征，2000年以来上升非常明显，但随着日照时数的减少，蒸散量从2000年来却出现了下降，因此，玉米的水分供应在2000年以来是非常充裕的。由此可见，夏玉米生育期内，光、温、水资源都发生了显著变化，特别是进入21世纪以来，年际波动显著，使得玉米的相对气象产量也相应出现了较为显著的年际变化。从区域间差异来看，西北部的热量资源较淮河一带和东北部丰富；西北部和东北部的光能资源好于淮河一带；东北部和淮河一带的降水资源多于西北部。（4）在RCP 8.5和RCP 4.5未来气候情景下，2014—2030年在夏玉米生育期内，≥20 ℃与≥10 ℃活动积温呈现出一致增多的气候特征；由于2种情景都是增加辐射强迫，所以2014—2030年的太阳净辐射大于20世纪的气候平均值；RCP 8.5（RCP 4.5）情景下水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年（14、3年）。在未来气候情景下，光、温、水资源的年际波动都比较显著，说明极端气候事件将增多。

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从未来的水分盈亏情况来看（此处数据略），相对于1961—2005年的水分盈亏气候平均值17 mm（模式模拟值），在RCP 8.5高排放情景下，2014—2030年夏玉米生育期内水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年。2023年之前，水分盈亏距平是以正值为主，说明大部分年份夏玉米生育期内水分供应充足，而在2023年之后，除了2029年，其余均为负距平，说明2024—2030年中有6年水分供应不足，2023年水分最为充裕，水分盈亏距平高达272 mm；在RCP 4.5情景下，水分盈亏正、负距平年数分别为14、3年，2015年为极端高值年，水分盈亏距平高达446 mm；比较2种情况，RCP 4.5情景下的水分盈亏距平要略大于RCP 8.5情景，极端情况也要略明显一些。

3讨论与结论

利用1961—2012年江苏省淮北地区夏玉米生育期内的气象要素，计算了≥10 ℃活动积温、≥20 ℃活动积温、太阳总辐射、降水总量、参考作物蒸散量、水分盈亏等物理量，对光资源、热量资源、水分资源进行了统计分析，并利用气候模式的预估数据，对未来高、中排放情景下，农业资源变化所造成的可能影响进行了探讨。主要研究结果为：（1）1961—2012年，淮北地区夏玉米生育期内≥10 ℃活动积温各年均在2 900 ℃以上，≥20 ℃活动积温各年均在2 700 ℃以上，热量资源充足，≥10 ℃活动积温总体存在着“先降-后升-再降”的趋势演变特征，≥20 ℃活动积温呈6次多项式趋势变化。（2）1961—2012年，淮北地区的日照时数和太阳总辐射都存在着显著的下降趋势，线性倾向率分别达到了-4.8 h/年、-7.5 MJ/（m2·年），2000年之后已严重低于气候平均值，且年际波动幅度非常大。太阳总辐射的显著下降会对玉米的光合作用产生影响，从而影响到玉米的品质与产量。（3）1961—2012年，淮北地区的年降水量呈现出了“明显下降-平稳波动-快速上升”的气候变化特征，2000年以来上升非常明显，但随着日照时数的减少，蒸散量从2000年来却出现了下降，因此，玉米的水分供应在2000年以来是非常充裕的。由此可见，夏玉米生育期内，光、温、水资源都发生了显著变化，特别是进入21世纪以来，年际波动显著，使得玉米的相对气象产量也相应出现了较为显著的年际变化。从区域间差异来看，西北部的热量资源较淮河一带和东北部丰富；西北部和东北部的光能资源好于淮河一带；东北部和淮河一带的降水资源多于西北部。（4）在RCP 8.5和RCP 4.5未来气候情景下，2014—2030年在夏玉米生育期内，≥20 ℃与≥10 ℃活动积温呈现出一致增多的气候特征；由于2种情景都是增加辐射强迫，所以2014—2030年的太阳净辐射大于20世纪的气候平均值；RCP 8.5（RCP 4.5）情景下水分盈亏正、负距平年数分别为9、8年（14、3年）。在未来气候情景下，光、温、水资源的年际波动都比较显著，说明极端气候事件将增多。

参考文献：

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