气候变化对三河地区冬小麦生产适应性研究

刘晓英，郝国松

(1.三河市气象局，河北三河 065200；2.大厂回族自治县气象局，河北廊坊 065300)

农业是人类社会赖以生存的基本生活资料的来源，直接关系到人类社会的生存和发展。农业生产遵循农作物生长发育规律，通过改变其种植量、种植结构、种植地域以及种植时间来适应气候变化。我国的一些学者对近几十年气候变化对农作物的影响进行了大量研究，虽然关于气候变化对冬小麦的影响研究较多[1-7]，但对涉及三河、廊坊地区的冬小麦受气候影响的研究鲜见报道。该研究以三河地区为例，探讨气候变化对三河地区冬小麦生产适应性的研究，对推动三河市三农服务中“农业气象服务体系”建设具有重要的意义，为进一步开展农业气象服务、支撑农业适应气候变化的决策服务提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究区域概况三河市位于河北省廊坊市北部，地处燕山山前平原地区，地势北高南低，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，多年平均气温为11.8 ℃，年降水量580 mm，年日照时数2 507 h，每年4—6月日照时数最多。三河地区光热资源充足，适宜冬小麦的种植。

1.2 资料来源资料来源于河北省气象信息共享平台，所用资料包括1980—2019年冬小麦发育期内日平均气温、降水量、日照时数等气象资料和1980—2019年冬小麦各发育期的观测资料。冬小麦产量资料来自廊坊经济统计年鉴[8]和三河市农业农村局。根据冬小麦生长发育特征，把发育期分为播种—越冬开始、越冬开始—返青、返青—抽穗、抽穗—成熟共4个时段，由于冬小麦是跨年度越冬作物，故将冬小麦收获年度作为冬小麦生育年度，即上一年秋天播种开始到当年收获截止时间。

1.3 研究方法采用一元线性回归方法，统计分析三河市1980—2019年冬小麦发育期内积温、降水量、日照时数等气候因子以及冬小麦发育期的变化特征，分析各气候因子对冬小麦各发育期以及整个发育期的影响[9-10]。

2 结果与分析

2.1 冬小麦各发育期气候变化特征分析

2.1.1播种—越冬开始期。从图1可以看出，1980—2019年冬小麦播种—越冬开始期积温年变化趋势不大；降水量年变化趋势呈上升趋势，年际间降水量变化较大，最大降水量为115.1 mm，出现在2004年，最小降水量为2.2 mm，出现在2006年；日照时数年变化呈下降趋势。

图1 1980—2019年冬小麦播种—越冬开始期积温、降水量、日照时数年变化曲线Fig.1 Annual variation curve of accumulated temperature，precipitation and sunshine duration from sowing to beginning of overwintering of winter wheat from 1980 to 2019

2.1.2越冬开始—返青期。从图2可以看出，1980—2019年冬小麦越冬开始—返青期积温年变化呈上升趋势，年际间变化较大，积温最高年份为2017年，为-72.9 ℃·d，积温最低年份为1985年，为-432.7 ℃·d；降水量年变化趋势平稳，但年际间变化很大，平均降水量为11.1 mm，最大降水量为37.4 mm，出现在2007年，最小降水量仅为0.2 mm，出现在1996、2018年；日照时数年变化呈下降趋势，平均日照时数为594.7 h，最大值出现在1996年，为700.8 h，最小值出现在2003年，为445.0 h。

图2 1980—2019年冬小麦越冬开始—返青期积温、降水量、日照时数年变化曲线Fig.2 Annual variation curve of accumulated temperature，precipitation and sunshine duration from beginning of overwintering to turning green period of winter wheat from 1980 to 2019

2.1.3返青—抽穗期。从图3可以看出，1980—2019年冬小麦返青—抽穗期积温年变化呈较明显上升趋势，年际间波动明显，最高值出现在2014年，为854.2 ℃·d，最低值出现在1980年，为540.5 ℃·d；降水量年变化趋势平稳，年际间波动较大，最大值为106.2 mm，出现在1990年，最小值仅有4.8 mm，出现在1995年；日照时数年变化呈下降趋势，但整体下降不明显，最小年份是381.2 h，出现在2003年，最大年份是583.6 h，出现在1989年。

图3 1980—2019年冬小麦返青—抽穗期积温、降水量、日照时数年变化曲线Fig.3 Annual variation curve of accumulated temperature，precipitation and sunshine duration from turns green to heading stage of winter wheat from 1980 to 2019

2.1.4抽穗—成熟期。从图4可以看出，1980—2019年冬小麦抽穗—成熟期积温年变化呈上升趋势，最大值出现在2001年，积温是920.7 ℃·d，最小值出现在1985年，积温是749.9 ℃·d，年际间波动较小；降水量年变化趋势比较平稳，但年际间波动较大，最大降水量出现在1982年，为122.2 mm，最小降水量出现在1996年，仅有1.1 mm；日照时数年变化呈下降趋势，最大值出现在2017年，为411.3 h，最小值出现在2006年，为241.8 h。

图4 1980—2019年冬小麦抽穗—成熟期积温、降水量、日照时数年变化曲线Fig.4 Annual variation curve of accumulated temperature，precipitation and sunshine duration from heading to maturity of winter wheat from 1980 to 2019

2.2 冬小麦全发育期气候变化特征分析从图5可以看出，从整体上看，近40年来三河市冬小麦生育期内气候变化呈暖湿趋势，表现出气温升高、降水增多、日照减少。1980—2019年冬小麦年积温呈上升趋势，气候变暖趋势明显；降水量年变化呈上升趋势，且年际间变化较大，最大降水量出现在2018年，为264.1 mm，最小降水量出现在1996年，仅有25.0 mm，降水量明显偏多和明显偏少都不利于冬小麦的生长发育，但由于灌溉及时，1996年冬小麦产量减产并不明显；2018年虽然降水量最多，但由于整个越冬期都无降水，春季4月份的降水反而缓解了旱情，利于冬小麦的生长，6月13日的暴雨接近冬小麦收获期(6月15日收获)，随后几天又是晴天，所以并没影响当年冬小麦产量。

图5 1980—2019年冬小麦全发育期积温、降水量、日照时数年变化曲线Fig.5 Annual variation curve of accumulated temperature，precipitation and sunshine duration during the full development period of winter wheat from 1980 to 2019

3 结论与讨论

三河地区冬小麦各个发育期积温年变化均呈上升趋势，播种—越冬开始期积温年变化趋势不太明显；降水量年变化在播种—越冬开始期、越冬开始—返青期这2个发育期呈上升趋势，返青—抽穗期、抽穗—成熟期年变化均呈下降趋势，但总体趋势都不太明显，全发育期降水量年变化呈微弱上升趋势；日照时数年变化各发育期均呈下降趋势。

三河地区冬小麦播种时间一般在9月下旬至10月上旬，收获季节一般在6月中旬，气温和降水量是影响冬小麦生长发育的主要气候因子，但由于冬小麦的整个发育期并不是全年降水量最多的集中时段，所以降水多的年份并没造成冬小麦减产，而降水少的年份由于人为的田间管理，及时进行灌溉，对冬小麦的产量影响也较小，因为冬小麦是大田作物，气温是限制冬小麦生长发育的主要气候因子，尤其是冬小麦越冬开始—返青期，该发育期冬季严寒或气温降幅过大，使冬小麦易发生冻害，从而造成部分麦苗受冻致死[11-12]。

该研究考虑了影响冬小麦生长发育的主要气候因子，未考虑大风、冰雹等突发性灾害天气对冬小麦造成的影响，也未考虑随着气候的变化冬小麦品种的改良、种植结构的影响以及田间管理技术的改进，在今后的研究中将进一步完善。