山東省冬小麥2001—2010年生長季變化分析

李娜

摘 要：從中國近年來農(nóng)作物生長發(fā)育狀況資料數(shù)據(jù)集提取山東省2001-2010年的主要農(nóng)作物重要物候期，包括生長季開始時間、結(jié)束時間和生長季長度，分析了10a間山東省主要農(nóng)作物物候期的年際變化趨勢和空間分異特征。結(jié)果表明：（1）山東省冬小麥生長季為2月下旬至6月上旬，平均生長季長度為98d。2001-2010年山東省冬小麥的生長季開始時間顯著推遲，結(jié)束時間有提前趨勢，但提前不顯著，生長季有所縮短，10a縮短約5d；（2）不同地區(qū)冬小麥物候特征差異較大，分析菏澤、惠民、文登、臨沂等4個典型研究區(qū)冬小麥的物候年際變化發(fā)現(xiàn)，菏澤、惠民、文登等地區(qū)生長季長度有縮短趨勢，只有臨沂地區(qū)生長季有延長趨勢，且延長變化不顯著。

關(guān)鍵詞：山東省；冬小麥；物候；生長季；年際變化

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）05-143-04

Abstract：Based on the China's recent crop growth and development status of data sets，the vegetation phenological metrics （the beginning data，the ending data and length of growing season） and its spatiotemporal variation from 2000 to 2010 in Shandong Province were analyzed.The vegetation growing season of winter wheat Shandong Province started in late February and ended in the beginning of June，the average length of growing season was about 98 days. The beginning time of growing season of Shandong Province was significantly delayed，while the ending time was expressed the advance trend，but not significant，the length of growing season was shorten，about 5 days every 10 years. Phenological characteristics of different vegetation types showed great differences. Heze，Huimin，Wendeng，Linyi of the four typical vegetation phenological changes were analyzed，the length of growing season was shorten the trend of Heze，Huimin and Wendeng as a representative of most of the region of Shandong province. Only a small area of Shandong province such as Linyi，growth season was extension of the trend，while the growing season changed not obviously.

Key words：Shandong province；Winter wheat；Phonological；The growing season；The change of interannual

物候現(xiàn)象被稱為“大自然的語言”和“全球變化的診斷指紋”，能夠綜合反映生物節(jié)律與環(huán)境條件，既能表征自然季節(jié)的變化，又能表現(xiàn)出生態(tài)系統(tǒng)對全球環(huán)境變化的響應和適應[1]。作為氣候變化的積分儀，研究農(nóng)田物候現(xiàn)象對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要的指導意義[2]，植物物候能夠敏感地指示氣候等自然環(huán)境要素的變化。近年來，隨著全球氣候變化研究的不斷深入，現(xiàn)代物候?qū)W在物候四季應用、物候生理機制研究、物候模型發(fā)展、物候遙感監(jiān)測等方面取得了快速的發(fā)展[1]。山東省自然環(huán)境優(yōu)越，生態(tài)系統(tǒng)豐富，人口稠密，經(jīng)濟發(fā)展迅速，土地利用變化劇烈，是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，也是我國糧食和北方水果的主要產(chǎn)地。本文選用山東省具有代表性的典型氣象站點進行研究，分析了山東省冬小麥物候期的趨勢變化特征，對農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的指導意義。

1 研究區(qū)域與資料

1.1 研究區(qū)概況 山東省位于亞洲大陸東岸中緯度地帶，屬暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，雨熱同季，春秋短、冬夏長，全省年平均氣溫11～14℃，年平均降水量550～950mm，降水集中在6～9月，無霜期沿海地區(qū)180d以上，內(nèi)陸地區(qū)220d以上。地形以平原丘陵為主，全省耕地面積達47.13萬hm2，占全省土地總面積的45.1%，占全國耕地總面積的7.1%。糧食作物以水稻、麥類為主，經(jīng)濟作物有棉花、花生、油菜等。各個氣象站點覆蓋了整個研究區(qū)域，且分布均勻。筆者選取菏澤、惠民、文登、臨沂4個氣象站點為典型代表，地理位置分別處在山東省西南部、北部、東北部和東南部，對冬小麥植被的生長季開始日期、結(jié)束日期、生長季長度及年際變化進行具體研究。

1.2 數(shù)據(jù)來源 根據(jù)1991年以來中國農(nóng)業(yè)氣象臺站上報的農(nóng)業(yè)氣象旬月報報文資料整理得到中國近年來農(nóng)作物生長發(fā)育狀況資料數(shù)據(jù)集，資料分別來自國家氣候中心農(nóng)氣室和國家氣象中心9210要素庫。農(nóng)作物生長發(fā)育狀況資料中地面觀測數(shù)據(jù)包括山東省主要氣象站點2001-2010年各類植被物候的發(fā)育程度和發(fā)育期日期實測。

3 結(jié)果與分析

3.1 山東省冬小麥植被物候變化分析 從山東省主要物候分布區(qū)遙感影像中提取出冬小麥的NDVI，轉(zhuǎn)化為所對應的時間序列，得出冬小麥的物候分布，分析其2001-2010年生長季開始時間和結(jié)束時間，如表1所示。由表1可知，山東省冬小麥的生長開始于2月下旬至3月上旬，生長季結(jié)束集中在6月初，生長季長度約為90～105d。其中，2007年生長季較長，生長開始較早，結(jié)束相對變化不明顯；而2005年生長開始較晚，結(jié)束相對變化不明顯，生長季相對較短。從表1還可以看出，生長季開始的時間序列大致呈上升趨勢，說明生長季開始的時間越來越晚，生長季有推遲的趨勢，推遲相對顯著。生長季結(jié)束的時間序列基本不變，即山東省冬小麥平均生長季結(jié)束的時間變化不顯著。生長季線性變化趨勢分析表明：生長季開始時間10a推遲約10d；生長季結(jié)束時間每10a推遲約5d，即在這10a間，生長季縮短，平均縮短幅度為0.5d/a。

3.2 典型氣象站點冬小麥植被物候年際變化分析 山東省近10a植被生長季開始時間、結(jié)束時間和生長季長度的年際變化趨勢均不明顯。由于菏澤、惠民、文登、臨沂4個地區(qū)有氣象站點分布且位于不同位置，可以分別代表山東省西南部、北部、東北部和東南部，從數(shù)據(jù)資料中提取相關(guān)信息，對該4個研究區(qū)冬小麥的生長季開始日期、結(jié)束時間和生長季長度分別進行年際變化研究分析。由于冬小麥的生長會受到當?shù)丨h(huán)境、溫度、氣候和土壤條件的影響，所以當年生長季開始和結(jié)束時間與上一年相比會發(fā)生變化。

3.2.1 生長季開始時間的年際變化 通過對典型代表區(qū)的研究發(fā)現(xiàn)，近10a山東省大部分地區(qū)冬小麥生長季開始時間有較顯著推遲的趨勢。由圖2可知，2001-2010年菏澤冬小麥的生長季開始時間顯著推遲，10a推遲4d；惠民和文登冬小麥生長季開始時間較顯著推遲，10a推遲3d；臨沂冬小麥生長季開始時間不明顯推遲，10a推遲1d。

3.2.2 生長季結(jié)束時間的年際變化 本研究發(fā)現(xiàn)，近10a山東省大部分地區(qū)冬小麥生長季結(jié)束時間有不顯著提前的趨勢，東南部小部分地區(qū)冬小麥生長季結(jié)束時間有顯著推遲的趨勢。由圖3可知，2001-2010年菏澤和惠民冬小麥的生長季結(jié)束時間有不顯著提前的趨勢，10a提前1d；文登冬小麥生長季結(jié)束時間有較顯著提前的趨勢，10a提前2d；臨沂冬小麥生長季結(jié)束時間有顯著推遲的趨勢，10a推遲4d。

4 結(jié)論

當前山東省主要糧食作物以水稻、麥類為主，不同作物的分布區(qū)域、種植面積大小與其所在地理位置、地形、海拔高度、土壤類型等因素有關(guān)，此外，人為活動對農(nóng)作物的分布也有一定的影響。本文提取山東省冬小麥的生長季開始時間、結(jié)束時間與生長季長度等關(guān)鍵物候參數(shù)，分析了山東省冬小麥生長季在2001-2010年近10a的年際變化趨勢，得出以下結(jié)論：

（1）山東省冬小麥生長季為2月下旬至6月上旬，平均生長季長度為98d。2001-2010年山東省冬小麥的生長季開始時間顯著推遲，結(jié)束時間有提前趨勢，但提前不顯著，生長季有所縮短，10a縮短約5d。

（2）不同地區(qū)冬小麥物候特征差異較大，分析菏澤、惠民、文登、臨沂等4個典型代表區(qū)冬小麥的物候年際變化發(fā)現(xiàn)，菏澤、惠民、文登等代表的山東大部分地區(qū)生長季長度有縮短趨勢，只有臨沂等小部分研究區(qū)域生長季有延長趨勢，且延長變化不顯著。

參考文獻

[1]臧海佳，李星玉，李俊，等.山東地區(qū)木本植物春季物候?qū)夂蜃兓捻憫猍J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2011，32（2）：167-173.

[2]常守志，王宗明，宋開山，等.基于NDVI數(shù)據(jù)的三江平原農(nóng)田物候監(jiān)測[J].遙感技術(shù)與應用，2011，0323（2011）：82-88.

[3]何月，樊高峰，張小偉，等.近10年浙江植被物候的遙感監(jiān)測及時空動態(tài)[J].中國農(nóng)學通報，2012，28（16）：117-124.

（責編：張宏民）