扎兰屯市气候变化对玉米种植的影响与优质高产对策

孟庆娜，春 花

1.呼伦贝尔市气象局，内蒙古呼伦贝尔 021000；2.扎兰屯市气象局，内蒙古呼伦贝尔 162650

第五次IPCC评估报告指出，在过去100年中，全球海陆表面的平均气温上升了0.85 ℃，以变暖为主要特征的全球气候变化将会对世界范围内的经济、生态、社会系统产生不同程度的影响。气候对农业生产领域的影响最为严重，得到了相关部门的高度关注。气候变化会首先作用到农业气候资源数量和配置状况上，进而改变原有农作物对气候资源利用方式和利用率，进而影响农业生产发展[1-3]。

相关研究结果表明，未来50—100年，全球平均气温仍旧呈上升趋势，极端降水天气出现频率也会升高。以现有农业措施进行农业生产活动，将会造成我国农业总产量下降5%—10%左右，对我国粮食安全的威胁较大[4-5]。在全球气候变暖的大背景下，气候变化对农业生产不同环节的影响日益凸显。扎兰屯市的主要农作物是玉米，全市玉米种植面积约超过全市总耕地面积的70%，在保障未来粮食安全问题上发挥着重要作用。玉米是扎兰屯市主要粮食作物之一，因此有必要了解气候变化对扎兰屯市玉米种植的影响，为日后扎兰屯市粮食生产提供参考借鉴[6-8]。

研究扎兰屯市主要气候变化特征，有利于揭示玉米生长过程中的气候变化趋势；定量分析各类气候要素对玉米种植的影响，可在为当地气候预测和防灾减灾工作开展提供理论参考的同时，指导玉米高产丰收。

1 研究资料和方法

利用扎兰屯市气象局1991—2022年逐月平均气温、降水量、日照时数资料，以及1996—2021年玉米不同生育期、理论产量和平均产量资料，采用线性回归法、滑动平均法、皮尔逊相关性分析扎兰屯市气候变化特征、玉米生育期及气候变化对玉米种植的影响[9-10]。

2 扎兰屯市气候变化特征

2.1 平均气温

1991—2022年扎兰屯市多年气温平均值为3.9 ℃，其中年平均气温的最大值为5.3 ℃(2007年)，最小值只有2.7 ℃(2010年)，最大值是最小值的近2倍，说明当地平均气温年际变化波动幅度较大。近31年扎兰屯市平均气温整体以上升趋势为主(图1)，气候变化倾向率为0.026 ℃/10年，但上升趋势不显著。

图1 1991—2022年扎兰屯市的平均气温变化趋势

结合滑动平均曲线图，1991—2007年扎兰屯市年平均气温以波动上升趋势为主；2007—2010年平均气温呈现出快速下降的趋势；从2010年往后平均气温以波动上升趋势为主，只是后期增温趋势较为平稳。

2.2 降水量

1991—2022年扎兰屯市年降水量整体以增加趋势为主(图2)，气候变化倾向率为7.398 mm/10年，只是增加趋势不显著。近32年扎兰屯市年降水量平均值为522.8 mm，其中年降水量最大值为1111.5 mm(1998年)，最小值只有213.3 mm(2001年)，最大值将近是最小值的6倍，说明扎兰屯市降水量年际变化波动幅度较大。结合曲线图，1991—2001年扎兰屯市年降水量呈现出波动下降的趋势；从2001年往后，扎兰屯市年降水量以上升趋势为主。

1991—2022年扎兰屯市年内降水以单峰型变化特征为主，降水主要出现在每年的5—9月份，降水量达到460.7 mm，占比88.1%。春季平均降水量为67.8 mm，整体呈增加趋势，气候变化倾向率为9.198 mm/10年；夏季平均降水量为372.3 mm，整体呈下降趋势，气候变化倾向率为-21.157 mm/10年；秋季平均降水量为72.8 mm，整体呈增加趋势，气候变化倾向率为16.795 mm/10年；冬季平均降水量为9.9 mm，气候变化倾向率为1.99 mm/10年，整体呈增加趋势。

2.3 日照时数

1991—2022年扎兰屯市日照时数平均值为2 711.2 h，其中年日照时数的最大值为3 033.3 h(2001年)，最小值只有2 289.5 h(2021年)，最大值和最小值之间相差743.8 h。近32年扎兰屯市日照时数整体以下降趋势为主(图3)，气候变化倾向率为-51.153 h/10年，下降趋势较为显著。结合曲线图，1991—2001年扎兰屯市年日照时数以波动上升趋势为主；从2001年往后则呈现出下降的趋势，只是后期的日照时数下降较为明显。

图3 1991—2022年扎兰屯市的日照时数年际变化

1991—2022年扎兰屯市年内各月平均日照时数不尽相同，其中每年2—10月份的日照时数相对最多，各月平均日照时数超过200 h，而其余月份的日照时数则较少，月平均日照时数不足200 h。扎兰屯市春季平均日照时数为803.3 h，整体呈下降趋势，气候变化倾向率为-15.151 h/10年；夏季平均日照时数为714.4 h，呈下降趋势，气候变化倾向率为-10.311 h/10年；秋季平均日照时数为636.7 h，变化倾向率为-20.539 h/10年，整体呈下降趋势；冬季平均日照时数为556.9 h，气候变化倾向率为-3.54 h/10年，呈下降趋势。

2 扎兰屯市气候变化对玉米种植的影响

2.1 玉米关键生育期特征

1995—2021年，扎兰屯市玉米平均播种期为5月10日，整体呈现出提前的趋势，平均每年以0.2845 d的速率提前，且提前趋势较为显著；玉米平均三叶期为6月3日，整体呈现出提前的趋势，平均每年以0.094 d的速率提前，且提前趋势较为显著；玉米平均拔节期为7月5日，整体呈现出推迟的趋势，平均每年以0.083 d的速率推迟，且推迟趋势较为显著；玉米平均成熟期为9月22日，整体呈现出推迟的趋势，平均每年以0.116 d的速率推迟，且推迟趋势较为显著。

2.2 气候变化对玉米种植的影响

2.2.1 气候变化对玉米关键生育期的影响结合表1的数据信息，近27年扎兰屯市平均气温、日照时数均与玉米播种期之间呈反相关关系，但未通过显著性水平检验，降水量与播种期呈现正相关关系，且通过了α=0.01的显著性水平检验，说明降水量对播种期的影响较大；玉米三叶期、拔节期内受气温、降水量和日照时数的影响不大，并未通过显著性水平检验；玉米成熟期内受气温和日照时数的影响较大，均呈现出反相关关系，通过了α=0.01的显著性水平检验，说明随着平均气温和日照时数的增大，玉米成熟期时间会提前，反之则会推迟。

表1 1996—2022年扎兰屯市气温、降水量、日照时数与玉米不同生育期及产量的相关性系数

2.2.2 气候变化对玉米产量的影响1995—2021年扎兰屯市玉米理论产量整体以增加趋势为主，平均每年以18.724 g/m3的速率增加，且增加趋势极显著；而平均产量也呈现出直线增加的趋势，平均每年以188.08 kg/hm3的速率增加，增加趋势仍旧极显著。

通过将玉米理论产量、平均产量分别与气温、降水量和日照时数进行相关性分析，不难发现温度和日照时数均与理论产量直接呈现出负相关关系，且日照时数与理论产量之间的关系较为显著，通过了α=0.05的显著性水平检验，而降水量与理论产量的关系不显著。气温和日照时数分别与平均产量之间呈现负相关关系，但日照时数与平均产量间的负相关性系数较为显著，通过了α=0.01的显著性水平检验；降水量与平均产量之间呈现正相关性，且通过了α=0.05的显著性水平检验(表1)。

3 玉米优质高产对策

3.1 加大旱作农业技术推广

近32年来，扎兰屯市降水量以下降趋势为主，干旱化问题不断加剧，可利用降水资源随之减少。为了尽快缓解干旱加重的问题，应在全市加大旱作农业技术推广力度。政府部门应加大资金投入力度，以加强农田基本水利建设，通过水利工程保证扎兰屯市水资源协调发展，减少农业需水方面的压力。此外，可在扎兰屯市推广和使用节水栽培技术，对耐旱性强的玉米品种进行培育和种植[11-12]。

3.2 调整玉米生产布局

在水资源保持充足的情况下，未来气候变暖对扎兰屯市玉米种植较为有利。因此，可适当扩展玉米种植带。可在扎兰屯市地区适当扩大晚熟、中晚熟品种的种植比例，以充分利用当地热量资源，进而提升单位面积的玉米产量；还可以根据实际情况调整农业种植结构，适当增加玉米等喜温作物的种植比例[13-14]。

3.3 加强栽培管理

结合扎兰屯市实际，为了充分全市玉米增产潜力发挥，在确保玉米播种期内温度和水分条件适宜的情况下，可提前玉米播种期时间；加大对推广品种有关配套栽培管理措施的研究；针对气候变化造成的病虫害等加重的问题，气象部门需要与农业部门加强沟通协作，共同开展气候、病虫害等预测预报工作，确保玉米高产高质[15-16]。