南乐县极端气温变化趋势分析及对小麦种植的影响

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年2月第6期   作者:冯新乾
[导读] 本文利用乐县气象局提供的981~2020年逐月平均气温、极端最高气温和最低气温资料,对南乐县极端气温变化趋势进行了分析,
        冯新乾
        河南省南乐县气象局  457000
        摘要:本文利用乐县气象局提供的981~2020年逐月平均气温、极端最高气温和最低气温资料,对南乐县极端气温变化趋势进行了分析,并探讨了其对小麦种植的影响,最后简要提出了几点小麦种植建议,以提升小麦产量和品质,将极端气温对小麦种植的危害降到最低。
        关键词:极端气温  小麦种植  影响   南乐县
        引言
        农业是对气候变化最敏感的领域之一,气候变化改变中国部分地区农业生产的热量条件,对粮食生产和农业产值的稳定性与可持续性产生影响。已有研究表明,在全球气候变暖的背景下,中国与异常偏冷相关的极端事件显著减少,而与异常偏暖相关的极端事件则显著增多。极端高温和极端低温在四季均有增温的趋势,且极端低温增温幅度大于极端高温。因此,研究极端气温变化特征及其对农业生产的影响也越来越受到国内学者的关注。南乐县是以农业生产为主的县,且小麦是当地的主要农作物,但是当前关于极端气温对南乐县小麦种植的影响相对较少。因此,本文采用线性倾向估计法对南乐县极端气温变化特征进行分析,并探讨其对小麦种植的影响,以期为小麦种植中针对极端气候应急措施的准备和预防提供理论基础和技术支持。
1、研究资料和方法
        本文利用南乐县气象局1981~2020年逐月平均气温、极端最高气温和最低气温资料,利用一元线性回归法和3年滑动平均法对近40年南乐县极端气温年际和四季变化趋势进行分析。季节划分采用常规划分标准:春季为3~5月,夏季为6~8月,秋季为9~11月,冬季为12月到次年2月。
2、南乐县极端气温变化特征
2.1年际变化特征
2.1.1平均气温
        1981~2020年南乐县气温的平均值为13.7℃,近40年的平均气温在12.2~15.1℃之间来回波动(图1)。其中在1996年之前,南乐县大部分年份气温几乎都在平均值曲线以下;从1997年往后,大部分年份的气温则在平均值曲线以上,只有极个别年份的气温低于平均值。南乐县年平均气温的最小值为12.2℃(1984年);最大值为15.1℃(2019年),两者之间相差2.9℃。结合3年滑动平均曲线图,可以将南乐县近40年的气温划分为三个阶段:1981~1997年南乐县逐年平均气温呈现出快速增加的趋势;1998~2011年逐年平均气温呈现出波动减少的趋势;从2012年往后逐年平均气温则开始快速增加,增加幅度相对较大。根据1981~2020年南乐县年平均气温呈现出增加的趋势(图1),气候倾向率为0.45℃/10a,增加趋势较为显著。
2.1.2极端最高气温
        1981~2020年南乐县极端最高气温呈现出增加的趋势(图2),同年平均气温变化趋势保持一致,其气候倾向率为0.185℃/10a,增加趋势不太显著。近40年南乐县极端最高气温的平均值为26.7℃,其中年极端最高气温的大值为28.3℃(2002年),小值为25.1(2012年),两者之间相差3.2℃。近40年南乐县极端最高气温在平均值曲线上下来回波动。结合3年滑动平均值曲线,可以将南乐县极端最高气温划分为3个阶段:1981~2002年极端最高气温呈现出波动增加的趋势,只是增加趋势不明显;2003~2010年极端最高气温呈现出快速下降的趋势;从2011年往后极端最高气温则开始呈现出大幅度上升的趋势,其增长幅度要远远高于第一阶段。总体来说,近40年南乐县极端最高气温以增温趋势为主。

2.1.3极端最低气温
        1981~2020年南乐县极端最低气温呈现出逐年增加的趋势(图3),气候变化倾向率为0.485℃/10a,增加趋势较为显著。近40年南乐县极端最低气温的平均值2.1℃,其中年极端最低气温的大值3.8℃(2003年、2017年),最小值为-0.5℃(1993年),两者相差4.3℃,年际变化波动幅度较大。结合平均值曲线,在1995年之前南乐县大部分年份的极端最低气温几乎都在平均值曲线以下,只有1983年、1989年和1994的极端最低气温在平均值曲线以上;从1996年往后,大部分年份的极端最低气温在平均值曲线以上或者与平均值曲线持平,有6年的极端最低气温低于平均值曲线。根据3年滑动平均值曲线,将近40年南乐县极端最低气温划分为四个阶段:1981~1986年和2004~2011年南乐县极端最低气温呈现出波动减少的趋势;1987~2003年及2012年往后,南乐县极端最低气温呈现出快速增加的趋势。总体来说,南乐县极端最低气温以增加趋势为主,且增加趋势较为显著。


2.2季变化特征
         根据季节分析1981~2020年春、夏、秋、冬四季平均气温、极端最高气温和极端最低气温线性倾向率(表1)。计算结果表明,四季年平均气温和年极端最低气温均呈现出增加的趋势,对于年极端最高气温来说,除了冬季外,其余三季的极端最高气温均呈现出增加的趋势。近40年南乐县平均气温以春季增温幅度最大,其次是秋季。年平均气温的增温幅度也较为显著;极端最高气温以春季增温幅度最为明显,夏季、秋季、冬季以及年际的变化幅度不是太明显;极端最低气温以秋季增温幅度最为明显,其次是春季、年际和冬季,夏季极端最高气温增温趋势不太显著。


3、南乐县极端气温变化对小麦种植的影响
3.1对小麦引种的影响
        当地气温条件对农作物引种的影响较大,20世纪50~60年代南乐县的小麦品种以冬性品种为主;70~90年代则以半冬性品种为主;90年代后期到现在,当地的小麦品种以半冬性和弱春性品种为主。当地引种的小麦品种属性的冬性特征减弱明显,偏春性化趋势严重,这是人们对气候暖趋的响应。
3.2对小麦播种期的影响
        近40年南乐县年平均气温、极端最高气温和极端最低气温均呈现出增加的趋势。通常情况下,南乐县小麦播种期的时间大都在9月23日前后,若是小麦播种期的温度条件适宜,南乐县小麦适宜的播种期时间需往后推迟10d左右。
3.3小麦越冬期缩短
        初冬日平均气温稳定通过0℃的初始日期推后,小麦冬前生长期时间延长,对于冬前壮苗的培育较为有利。冬末日平均气温稳定通过0℃的终止日期提前,会缩短小麦越冬期时间,对于小麦安全越冬较为有利,再加上麦苗可以提前恢复生长,幼穗分化所需时间延长,对于大穗的形成也极为有利。
3.4对小麦中后期的影响
        每年的3~4月份是南乐县小麦生育中期,该阶段的温度相对较高,小麦茎叶生长发育速度加快,田间郁蔽加重,为小麦病虫害的滋生提供了有利条件。而5月份则是小麦生育后期,此时高温天气的出现,会缩短小麦植株衰变速度,籽粒灌浆时间缩短,会降低小麦粒重。另外,气候变暖会改变农业病虫害的分布区域,低温会对某些病虫害的分布范围进行限制,而高温天气的出现,会进一步扩大这些病虫害的分布范围,进而对小麦生长产生影响。
4、相关建议
        南乐县在选用不同小麦品种时,应注意品种属性的选择,积极选用耐高温抗倒伏能力强的小麦品种;注意产量三要素协调、丰产性高;同时还要有相关配套的耕作栽培技术。由于小麦品种不同,其气候生态条件的需求也有一定差异,一旦气候生态条件不能满足时,需要从耕作栽培或者田间管理等不同方面进行协调,以将小麦品种自身的增产效益充分发挥出来。
参考文献:
[1]张新弟,张海宁,任源鑫,等.1981~2016年千河流域极端气温变化特征[J].河南科学,2020,38(6):960-965.
[2]吴丹,朱应明,袁秀.花溪近49年极端气温变化分析[J].安徽农业科学,2015,43(18):213-214.
[3]周北平,李少魁,石建桥,等.1960年-2012年长三角地区极端气温时空变化特征[J].南北水调与水利科技,2016,14(4):42-47.



作者简介:冯新乾(1994.02),男,汉族,河南濮阳人,硕士,助理工程师,从事农业气象工作。
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