安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估
发布时间：2019-10-12 02:20
【摘要】：选取安徽省淮北平原37个气象站1960—2016年逐日气象资料,构建气温、降水、日照及气候适宜度模型,分析气候变暖背景下冬小麦气候适宜度时空演变特征,揭示冬小麦生育期气候风险,评判农业气候年景。结果表明:淮北平原冬小麦不同生育期对气候因子适宜程度不同,单要素各生育期适宜度均为灌浆-乳熟期较高,返青-拔节期较低,其中降水适宜度分蘖期最低;全生育期温度适宜度最高、日照适宜度次之、降水适宜度最低,水分是冬小麦生长的限制因子。气候综合适宜度灌浆-乳熟期最高,分蘖期降水适宜度最低,并且其序列变异系数大,常遭遇秋冬连旱,引起产量波动;全生育期气候适宜度呈东高西低分布,淮北中东部较高,而淮北西部及沿淮地区较低,冬小麦生产风险相对较高。1961—2016年全生育期温度适宜度线性增大趋势显著,降水适宜度线性趋势不明显,而日照适宜度呈显著的线性减小趋势;综合来看,全生育期气候适宜度无明显线性增减趋势,空间上淮北东部略有增大,而西部及沿淮地区略有减小,气候风险增加。淮北平原多数年份气候适宜度适中,适宜性偏差年发生概率高于偏好年。基于气候适宜度评判冬小麦气候年景等级,评估结果与实际产量增减情况基本相符,表明农业气候年景模型评估精度能满足业务服务需求,具有推广应用价值。
【图文】：
www.climatechange.cn256气候变化研究进展2017年气候变化影响图11981—2010年冬小麦各生育期适宜度均值(a)及其变异系数(b)Fig.1Theaverage(a)andvariationcoefficient(b)ofsinglefactorandclimatesuitabilityofwinterwheatindifferentgrowthstagesduring1981-2010成的影响不尽相同，某个因子对生长的正效应可能被其他因子加强或削弱，但不会因最小因子限制定律而使综合气候适宜度为0。因此，为了更精确评估三者对气候适宜度的不同贡献，以表达多因子协同效应，将温度、降水和日照适宜度综合加权[29]，得到冬小麦全生育期气候适宜度：式中WT、WR、WS分别代表全生育期温度、降水、日照适宜度权重系数。计算历年全生育期平均温度、降水、日照适宜度与相对气候产量相关系数，在此基础上得到单要素适宜度对综合气候适宜度的权重贡献（表3)。F(Cj)=WT·F(Tj)+WR·F(Rj)+WS·F(Sj)。(8)表3全生育期温度、降水及日照适宜度权重系数Table3Weightcoefficientsoftemperature,precipitation,sunshinesuitabilityinwholegrowthstage单要素适宜度权重WT0.15WR0.40WS0.45由表3可见，降水和日照适宜度对气候适宜度的综合贡献高，是决定冬小麦产量的关键因子；而淮北平原热量资源丰富，满足冬小麦生长需求，故温度适宜度权重系数校1.2.5K-S检验及概率密度分布K-S检验是用来构建理论累计概率分布函数[30-31]，检验样本是否服从某一预先假设的特定分布的方法，判定冬小麦气候适宜度序列是否符合正态分布，从而计算其概率密度。2结果分析2.1气候适宜度时空分布2.1.1基本气候态分布图1是1981—2010年淮北平原冬小麦各生育期适宜度分布。全生育期内，单要素适宜度
www.climatechange.cn3期王胜，等：安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估257图21981—2010年冬小麦全生育期温度(a)、降水(b)日照(c)及气候(d)适宜度分布Fig.2Thedistributionoftemperature(a),precipitation(b),sunshine(c)andclimate(d)suitabilityduring1981-2010西部及沿淮地区光照相对不足，加之淮北西部降水相对较少，冬小麦生育期气候风险较高，应予以重点防范。2.1.2时间变化趋势图3是1961—2016年冬小麦全生育期适宜度年际变化。从单要素适宜度看，温度适宜度线性增大趋势显著，降水适宜度线性增减趋势不显著，而日照适宜度显著减小（通过0.01的显著性检验)。单要素适宜度年际变化明显，其中降水和日照适宜度波动大，是引起产量不稳定的重要因子；同时，降水和日照适宜度与相对气候产量相关程度均较高，表明降水和日照是决定冬小麦丰产的关键因子。(a)(b)(c)(d)<0.800.80~0.820.82~0.840.84~0.86>0.86<0.530.53~0.550.55~0.570.57~0.59>0.59<0.620.62~0.630.63~0.640.64~0.65>0.65<0.580.58~0.620.62~0.660.66~0.70>0.700204080120160km0204080120160km0204080120160km0204080120160km全生育期气候适宜度线性增减趋势不明显，其年际波动趋势与相对气候产量基本相似，1960年代及2004—2016年气候适宜度总体较大，尤其是1962、1979、2008年光、温、水匹配合理，有利于冬小麦生长；而1970年代、1980年代及1990年代前期适宜度总体偏小，，特别是1973、1977、1991、2003年遭遇寒潮冻害、阶段性干旱、渍涝或内涝，对冬小麦生长不利。就不同生育期而言，分蘖期、孕穗-扬花期气候适宜度线性增大趋势显著（通过0.05的显著性检验)；越冬期气候适宜度显著减小（通过0.05的显著
【作者单位】： 安徽省气候中心;安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室;安徽省淮北市气象局;
【基金】：中国气象局气候变化专项(CCSF201616)
【分类号】：S162.53;S512.11
本文编号：2547831
【图文】：
www.climatechange.cn256气候变化研究进展2017年气候变化影响图11981—2010年冬小麦各生育期适宜度均值(a)及其变异系数(b)Fig.1Theaverage(a)andvariationcoefficient(b)ofsinglefactorandclimatesuitabilityofwinterwheatindifferentgrowthstagesduring1981-2010成的影响不尽相同，某个因子对生长的正效应可能被其他因子加强或削弱，但不会因最小因子限制定律而使综合气候适宜度为0。因此，为了更精确评估三者对气候适宜度的不同贡献，以表达多因子协同效应，将温度、降水和日照适宜度综合加权[29]，得到冬小麦全生育期气候适宜度：式中WT、WR、WS分别代表全生育期温度、降水、日照适宜度权重系数。计算历年全生育期平均温度、降水、日照适宜度与相对气候产量相关系数，在此基础上得到单要素适宜度对综合气候适宜度的权重贡献（表3)。F(Cj)=WT·F(Tj)+WR·F(Rj)+WS·F(Sj)。(8)表3全生育期温度、降水及日照适宜度权重系数Table3Weightcoefficientsoftemperature,precipitation,sunshinesuitabilityinwholegrowthstage单要素适宜度权重WT0.15WR0.40WS0.45由表3可见，降水和日照适宜度对气候适宜度的综合贡献高，是决定冬小麦产量的关键因子；而淮北平原热量资源丰富，满足冬小麦生长需求，故温度适宜度权重系数校1.2.5K-S检验及概率密度分布K-S检验是用来构建理论累计概率分布函数[30-31]，检验样本是否服从某一预先假设的特定分布的方法，判定冬小麦气候适宜度序列是否符合正态分布，从而计算其概率密度。2结果分析2.1气候适宜度时空分布2.1.1基本气候态分布图1是1981—2010年淮北平原冬小麦各生育期适宜度分布。全生育期内，单要素适宜度
www.climatechange.cn3期王胜，等：安徽淮北平原冬小麦气候适宜度分析及作物年景评估257图21981—2010年冬小麦全生育期温度(a)、降水(b)日照(c)及气候(d)适宜度分布Fig.2Thedistributionoftemperature(a),precipitation(b),sunshine(c)andclimate(d)suitabilityduring1981-2010西部及沿淮地区光照相对不足，加之淮北西部降水相对较少，冬小麦生育期气候风险较高，应予以重点防范。2.1.2时间变化趋势图3是1961—2016年冬小麦全生育期适宜度年际变化。从单要素适宜度看，温度适宜度线性增大趋势显著，降水适宜度线性增减趋势不显著，而日照适宜度显著减小（通过0.01的显著性检验)。单要素适宜度年际变化明显，其中降水和日照适宜度波动大，是引起产量不稳定的重要因子；同时，降水和日照适宜度与相对气候产量相关程度均较高，表明降水和日照是决定冬小麦丰产的关键因子。(a)(b)(c)(d)<0.800.80~0.820.82~0.840.84~0.86>0.86<0.530.53~0.550.55~0.570.57~0.59>0.59<0.620.62~0.630.63~0.640.64~0.65>0.65<0.580.58~0.620.62~0.660.66~0.70>0.700204080120160km0204080120160km0204080120160km0204080120160km全生育期气候适宜度线性增减趋势不明显，其年际波动趋势与相对气候产量基本相似，1960年代及2004—2016年气候适宜度总体较大，尤其是1962、1979、2008年光、温、水匹配合理，有利于冬小麦生长；而1970年代、1980年代及1990年代前期适宜度总体偏小，，特别是1973、1977、1991、2003年遭遇寒潮冻害、阶段性干旱、渍涝或内涝，对冬小麦生长不利。就不同生育期而言，分蘖期、孕穗-扬花期气候适宜度线性增大趋势显著（通过0.05的显著性检验)；越冬期气候适宜度显著减小（通过0.05的显著
【作者单位】： 安徽省气候中心;安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室;安徽省淮北市气象局;
【基金】：中国气象局气候变化专项(CCSF201616)
【分类号】：S162.53;S512.11
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