紹興市玉米氣候適宜度及其變化特征

王苗仁

摘 要：該文通過建立玉米氣候適宜度模型，分析了紹興市玉米氣候適宜度的空間精細化分布和時間變化特征。結果表明：紹興市玉米全生育期溫度適宜度大于降水適宜度和日照適宜度；從1972年到2013年，春玉米溫度適宜度增加，氣候適宜度不變；夏玉米溫度適宜度、日照適宜度和氣候適宜度減小。春玉米氣候適宜度空間變化較小，呈從西向東遞增趨勢。海拔400m以下丘陵平原地區夏玉米氣候適宜度在0.45以上，海拔500m以上地區，夏玉米氣候適宜度在0.35以下，不適宜種植。

關鍵詞：玉米；氣候適宜度；時間；空間；變化

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）03-04-0087-4

Abstract：We analysis the temporal chang and spatial refinement distribution of maize climate suitability in Shaoxing City，by establishing the maize climate suitability model.The results showed that the temperature suitability degree of maize growth period greater than precipitation suitability and sunshine suitability degree in Shaoxing City. From 1972 to 2013，the spring maize temperature suitability increased，the comprehensive climate suitability unchanged；the summer maize temperature suitability and sunshine suitability decreased，the comprehensive climate suitability decreased. The spring maize climate suitability increases from the west to the east，and its spatial change is small.In hilly and plain area under 400 meters，the summer maize climate suitability is large than 0.45，and it is suitable for summer maize planting. In the area above 500 meters，it is not suitable for summer maize planting.

Key words： Maize；Climate suitability；Temporal；Spatial；Change

玉米是紹興市傳統的雜糧作物，近年來隨著大眾對甜、糯等特色玉米的喜愛，玉米種植已成為當地山區農民的主要收入來源之一。農作物的生育進程、產量、品質直接受當地農業氣候資源的影響[1]，因此全球氣候變化引起的農業氣候資源變化會影響農民從事玉米生產的經濟效益。氣候適宜度是表征一地農業氣候資源對農作物生長發育適宜程度的指標[2]。近年來，作物氣候適宜度變化特征的研究已成為當前氣候變化對農業生產影響的熱點問題之一，但現有研究是以國家級氣象站氣象資料為基礎，以縣域尺度作為基本空間尺度。紹興市以丘陵山地為主，地形起伏大，玉米氣候適宜度空間變化大，因此研究玉米氣候適宜度的空間精細化分布，可以為充分利用山區氣候資源，因地制宜發展玉米生產，提高農民經濟收入提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料 紹興市氣象局于2004年開始建設了間距在5～7km的105個區域氣象站。浙江省氣象局網絡中心提供了1972年1月至2013年12月浙江省各縣（市區）國家氣象站逐日氣象資料和1：25萬基礎地理信息數據資料，紹興市氣象局提供了紹興市各區域氣象站逐日氣象資料，新昌縣農業局提供了1980—2013年玉米生育期和產量資料。

1.2 氣象資料序列建立 各區域氣象站所在點的旬日照時數、旬降水量序列采用反距離加權插值法[3，4]建立，旬平均氣溫序列采用一元線性回歸法[5]建立。

1.3 氣候適宜度模型的建立 溫度、降水量和日照的適宜度函數模型分別為[2]：

式中：S（T）、S（R）、S（Sun）分別為玉米生育期間溫度、降水、日照時數的適宜度；T、R、Sun為溫度、降水量和日照時數的觀測值；Tmin、Tmax、T0分別為玉米在該時段內的下限平均溫度、上限平均溫度和最適平均溫度；R0為玉米適宜旬平均降水量；以日照時數達可照時數的70%（日照百分率）為臨界點，認為日照百分率達到70%以上，玉米對光照條件的反應達到適宜狀態，Sun0為日照百分率為70%的日照時數（單位為日）；b為經驗常數。

根據新昌縣歷年玉米生育期和產量資料，結合氣象資料，模型中各參數取值見表1。

采用幾何平均方法對各氣象要素因子適宜度求取平均值構建任意生育期氣候適宜度（S）的綜合影響模型，即

1.4 氣候適宜度的時間分布 根據氣候適宜度模型，計算國家氣象站所在地1972—2013年的玉米氣候適宜度，計算氣候適宜度的線性傾向率。

1.5 氣候適宜度的空間分布 根據氣候適宜度模型，計算自動氣象站所在地的玉米氣候適宜度。利用Arcgis 9.2從1∶25萬基礎地理信息數據讀取100m×100m網格點的海拔高度、坡度、坡向、經度、緯度等地理因子值，根據自動氣象站所在地的玉米氣候適宜度、海拔高度、坡度、坡向、經度、緯度，建立玉米氣候適宜度隨地理因子變化的擬合模型，結合各網格點的地理因子值，得到玉米氣候適宜度的空間分布圖。

2 結果與分析

2.1 春玉米全生育期氣候適宜度的時間變化趨勢 圖1是根據新昌縣氣象站資料計算的春玉米氣候適宜度，從1972—2013年春玉米溫度適宜度在0.68～0.85波動，并隨時間呈線性增加趨勢，說明春玉米生長期間氣溫升高有利于春玉米生長；降水量適宜度在0.44～0.75波動，隨時間變化不明顯；日照適宜度在0.42～0.75波動，隨時間變化不明顯；氣候適宜度在0.55～0.77波動，隨時間變化不明顯。

2.2 夏玉米全生育期氣候適宜度的時間變化趨勢 圖2是根據新昌縣氣象站資料計算的夏玉米氣候適宜度，從1972—2013年夏玉米溫度適宜度在0.70～0.90波動，并隨時間呈減小趨勢，說明夏玉米生長期間氣溫升高不利于夏玉米生長；降水量適宜度在0.44～0.79波動，隨時間變化不明顯；日照適宜度在0.50～0.90波動，隨時間呈減小趨勢；氣候適宜度在0.62～0.84波動，并隨時間呈減小趨勢。

2.3 玉米各生育期氣候適宜度的時間變化趨勢 新昌縣春玉米在5月上旬至6月上旬為拔節孕穗期，該時期溫度在30℃以下，溫度升高有利于春玉米拔節孕穗，因此溫度適宜度隨隨時間呈線性增加。春玉米在6月下旬至7月下旬進入成熟期，該時期受副熱帶高壓影響，多高溫天氣，因此隨著夏季溫度升高，溫度適宜度隨時間呈線性減小。春玉米其他生育期溫度適宜度、降水量適宜度、日照適宜度變化不明顯（圖3）。

新昌縣夏玉米在6月中旬至7月中旬為苗期、7月下旬至8月中旬為拔節孕穗期，近年來該時期溫度呈升高趨勢，不利于玉米生長，因此溫度適宜度隨隨時間呈線性減小。8月下旬為夏玉米抽穗開花期，近年來陰雨日增多，日照呈減少趨勢，日照適宜度呈線性減小（圖4）。

2.4 玉米氣候適宜度的空間分布 紹興市玉米氣候適宜度在0.46～0.65（見圖5）。春玉米氣候適宜度呈從西向東遞增趨勢。其中諸暨、紹興春玉米氣候適宜度在0.57以下，上虞和嵊州大部分地區、新昌春玉米氣候適宜度在0.60以上。

紹興市夏玉米氣候適宜度在0.06～0.68，隨海拔高度增加而減小（見圖5）。在紹虞水網平原、新嵊盆地、三界—章鎮盆地、諸暨盆地夏玉米氣候適宜度在0.6以上；海拔200～400m丘陵地區夏玉米氣候適宜度在0.45～0.60；海拔500m以上地區，夏玉米氣候適宜度在0.35以下。

3 討論與結論

（1）本文在玉米不同生長發育階段對不同環境條件要求的基礎上，建立玉米各氣候因子適宜度及綜合氣候適宜度計算模型。模型參數確定結合歷年實際產量資料，可以客觀評述氣候因子對玉米生長發育及產量形成的影響。

（2）春玉米和夏玉米全生育期溫度適宜度較好，日照適宜度次之，降水量適宜度最低；可知，降水量是限制玉米正常生長發育的主要氣候因子。近40年來，雖然春玉米溫度適宜度呈上升趨勢，降水適宜度和日照適宜度變化趨勢不變，綜合氣候適宜度變化趨勢不變，說明氣候變化對春玉米生產的綜合影響效果不變。夏玉米溫度適宜度和日照適宜度呈下降趨勢，降水適宜度變化趨勢不變，綜合氣候適宜度變化呈下降趨勢，說明氣候變化背景下，由于夏季氣溫升高和8月下旬日照減少影響夏玉米生產。

（3）春玉米氣候適宜度空間變化較小，說明紹興市各地適宜種植春玉米。春玉米氣候適宜度呈從西向東遞增趨勢，和紹興市梅汛期降水量呈從西向東遞減趨勢相反，說明梅汛期降水量是影響春玉米生產的主要氣候因素。紹興市在考慮農業產業規劃時，春玉米應考慮在東部地區種植。

（4）秋季熱量條件是影響夏玉米氣候適宜度空間分布的主要因素，隨海拔高度升高，溫度降低，秋季熱量條件變差，玉米氣候適宜度降低。在紹虞水網平原、新嵊盆地、三界—章鎮盆地、諸暨盆地和海拔200～400m丘陵臺地夏玉米氣候適宜度在0.45以上，適宜夏玉米生產；海拔500m以上地區，不適宜夏玉米生產。

本文探討了玉米氣候適宜度的時空變化特征。影響玉米產量的因素很多，如人為投入（化肥、農藥等）等，今后應該考慮增加人為因素、作物病蟲害和農業管理措施等其他因素對玉米生產的影響；同時也應加強極端氣候變化對玉米生長發育的影響。

參考文獻

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[2]高莉莉，常君德，胡明，等.氣候適宜度研究綜述[J].安徽農學通報，2017，23（19）：102-103.

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[4]何紅艷，郭志華，肖文發.降水空間插值技術的研究進展[J].生態學雜志，2005，24（10）：1187-1191.

[5]李軍，黃敬峰，王秀珍，等.山區月平均氣溫的短序列訂正方法研究[J].浙江大學學報（農業與生命科學版），2005，31（2）：165-170.

（責編：張宏民）