黃河谷地冬小麥冬前氣象要素變化及與冬小麥性狀的相關性分析

魏萍 張海春

摘要? 利用青海省黃河谷地貴德縣氣象局觀測的2000—2017年冬小麥發育期等資料以及同期的地面氣象觀測資料，采用趨勢分析方法對貴德縣冬小麥冬前積溫、日照、降水等氣象要素的變化趨勢進行了分析，并采用相關分析法對氣候因子與冬小麥越冬期密度、分蘗數、大蘗數、生長高度等各性狀之間的相關性進行分析。結果表明，貴德縣冬小麥越冬前0℃、3℃、5℃有效積溫均呈極顯著的增溫趨勢，冬小麥越冬前生長日數隨年際的延長呈不顯著的減少趨勢。冬小麥越冬前生長高度與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、降水量、平均氣溫呈顯著正相關，越冬密度與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、降水量均呈極顯著正相關。冬小麥越冬前生長天數與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、日照時數呈正相關。冬小麥播種期氣溫呈顯著增溫趨勢。冬前穩定通過10℃、11℃、12℃、13℃終日均隨年際的延長呈推后趨勢，其中冬小麥冬前穩定通過10℃、11℃終日推后趨勢極顯著。

關鍵詞 黃河谷地;冬小麥;氣象要素;相關性分析

中圖分類號：S162.53;S512.11 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）01-059-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.01.022

Changes of Climatic Ele ments before Winter on Winter Wheat in Yellow River Valley and the Rela tionships with Characters of Winter Wheat

WEI Ping? et al（Meteorological Bureau of Guide County，Guide，Qinghai 811799）

Abstract According to the data of winter wheat development period and the ground meteorological observation data from 2000 to 2017 observed by Meteorological Bureau of Guide County in the Yellow River Valley of Qinghai Province， the change trend of accumulated temperature， sunshine and precipitation of winter wheat before winter in Guide County was analyzed by trend analysis method，and the relationships between climatic elements and characters of winter wheat during overwintering was analyzed by correlation analysis method. The effective accumulated temperature（0℃，3℃，5℃） of winter wheat before overwintering in Guide County showed a very significant warming trend， and the growth days before overwintering showed a non-significant decreasing trend with the increase of years. The growth height was positively correlated with accumulated temperature（≥0℃、≥3℃、≥5℃）， precipitation and average temperature，and the overwintering density was positively correlated with accumulated temperature（≥0℃、≥3℃、≥5℃） and precipitation. The growth days were positively correlated with accumulated temperature（≥0℃、≥3℃、≥5℃） and sunshine hours.The temperature of winter wheat at sowing date showed a significant warming trend. The stable days through 10℃，11℃，12℃，13℃ tended to be postponed with the extension of years， and the stable days through 10℃and 11℃ tended to be postponed remarkably.

Key words? ?Yellow River valley; Winter wheat; Climatic elements; Correlation analysis

在中國，小麥是種植面積和總產量僅次于水稻的第2大糧食作物，常年種植面積在2 667萬hm2左右，是最重要的商品糧和戰略性安全儲備糧，其生產形勢對國家的糧食安全有著重要影響[1-2]。冬小麥的生長發育是在一定的氣候環境條件下進行的，受各種氣象因素的影響較大[3-5]，其中熱量和水分是小麥生長過程正常運行的重要保證[6]。熱量條件是影響小麥生產的重要因素之一，如果冬前熱量條件發生變化，必將影響冬小麥適播期及其生長發育狀況，最終影響小麥的產量和品質[7-11]。李德等[12]研究了氣候變暖背景下如何確定安徽省宿州冬小麥播種期，得出的結論是在氣候變暖背景下，冬小麥適播期比傳統播期推遲7～8 d，更利于防止小麥冬前旺長、徒長和生育進程提前，實現壯苗越冬。陳英慧[13]研究了氣候變化對河南南部冬小麥播種期的影響，認為冬小麥適當晚播有利于產量的進一步提高。張謀草等[14]指出氣候變暖對黃土高原塬區冬小麥越冬前各發育期推后，越冬后各發育期提前，冬小麥全生育期天數縮短的影響。在全球氣候變暖的大趨勢下，貴德縣的氣候變化也非常顯著[15-16]，勢必對冬小麥的播期及冬前生長造成影響。國內冬小麥種植區主要以北方為主，青藏高原冬小麥種植范圍較小，研究貴德縣冬小麥冬前氣象要素的變化特征，對高寒地區冬小麥種植和推廣具有重要的意義。

1 研究區概況及資料來源

1.1 研究區概況

貴德縣地處黃河上游，隸屬于海南州藏族自治州，屬于青海省東部農業區。黃河自西向東橫穿縣境中部，全境地勢南北高，中間低，形成四面群山環抱的河谷盆地。全縣總面積3 504 km2，總人口10.6萬人，其中農業人口8.63萬人，占總人口的81.5%，耕地面積約1.28萬hm2，海拔2 230 m。產業結構以農業為主，畜牧業占相當比重，并輔之輕工業。主要農產品有小麥、油菜、蔬菜、果品等，是青海省糧食和蔬菜的重要生產基地。

貴德縣深居高原內陸，屬于高原大陸性氣候，光照時間長，太陽輻射強，春季干旱多風，夏季短促涼爽，秋季陰濕多雨，冬季漫長干燥，氣溫日差較大。年平均氣溫為7.6℃，年平均降水量250～559 mm，無霜期166 d，作物生長期223 d。

1.2 資料來源

資料取自貴德縣氣象局2000—2017年觀測的冬小麥發育期等資料，以及同期的秋季日平均氣溫、冬前3、5℃有效積溫、光照、水分等氣象觀測資料。

2 研究方法

2.1 線性趨勢

利用線性趨勢分析方法[17]對貴德縣冬前積溫、日照、降水等氣象要素的變化趨勢進行分析。用xi表示樣本量為n的某一氣候變量，用ti表示xi所對應的時間，建立xi與ti之間的一元線性回歸方程：

xi=a+bti（i=1，2，3，…，n）（1）

式中，a為回歸常數;b為回歸系數，b和a用最小二乘法進行估計。以b×10為氣候傾向率，b>0表示直線遞增，b<0表示直線遞減，并對結果分別進行置信度為95%和99%的顯著性檢驗。

2.2 相關分析法

用相關分析法[18-19]分析氣候因子與冬小麥越冬期密度、分蘗數、大蘗數、生長高度等各性狀之間的相關性。由于樣本量小于30，因此用計算無偏相關系數加以校正[17]。

2.3 數據處理

應用DPS7.05、Excel2003軟件對數據進行統計處理、分析及繪圖。

3 結果與分析

3.1 冬小麥冬前0、3、5℃有效積溫的變化趨勢

積溫是作物生長發育的重要指標之一。圖1顯示了2000—2017年近18年貴德縣冬小麥越冬前0、3、5℃有效積溫的變化趨勢，可見貴德縣冬小麥越冬前0、3、5℃有效積溫均呈增溫趨勢，氣候傾向率分別為9.76、9.32、9.62℃·d/a，年份與積溫之間的線性相關系數分別為0.595、0.590、0.617，均通過0.01信度顯著水平檢驗，即2000—2017年近18年冬小麥越冬前0、3、5℃有效積溫分別增溫175.7、167.8、173.2℃·d，增溫趨勢極顯著。冬前≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫的增加，使冬小麥冬前生長過快，不利于壯苗形成，播期適當推遲，有利于培育壯苗。

3.2 貴德縣冬小麥冬前生長日數變化趨勢

圖2為2000—2017年近18年貴德縣冬小麥越冬前生長日數的變化趨勢，可見貴德縣冬小麥越冬前生長日數隨年際的延長呈減少趨勢，氣候傾向率為-0.077 d/a，年份與生長日數之間的線性相關系數為0.06，未通過0.10信度顯著水平檢驗。2000—2017年近18年冬小麥越冬前生長日數減少1.4 d，平均生長日數為51 d。2001—2010年生長日數高于平均值和低于平均值的天數均為50%，2011—2017年期間貴德縣冬小麥越冬前生長日數有4年低于平均值，有3年高于平均值。生長日數最長年份為2017年，為65 d，2003年次之，為63 d;生長日數最短的是2010年，為39 d，最長年和最短年差值為26 d，生長日數年際間變化幅度大。

3.3 冬前積溫、日照、降水、平均氣溫與越冬期密度、分蘗數、大蘗數、生長高度相關性

從表1可見，冬小麥越冬前生長高度與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、降水量、平均氣溫呈顯著正相關，其中與≥5℃積溫和降水量呈極顯著正相關。冬小麥越冬密度與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、降水量均呈極顯著正相關。冬小麥越冬前生長天數與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、日照時數呈正相關，其中與日照時數呈極顯著正相關。冬小麥越冬分蘗數、越冬大蘗數與各氣象要素正負相關不顯著。

3.4 冬小麥播種期氣溫變化

貴德縣冬小麥的播種一般在9月中旬至10月上旬，旬平均氣溫及穩定通過11、12、13℃終日日期見表2。

由表2可見，貴德縣2011—2017年9月中旬平均氣溫比2000—2010年偏低0.2℃，9月下旬和10月上旬平均氣溫比2000—2010年分別偏高0.3和1.3℃，特別是10月上旬偏高幅度大。而2011—2017年日平均氣溫穩定通過10、11、12℃的終日比2000—2010年分別推遲了4、7和2 d，但日平均氣溫穩定通過13℃的終日比2000—2010年提早了2 d。表明貴德縣冬小麥播種期氣溫從2000年以來是上升的，特別是10月上旬的平均氣溫上升幅度大。

從圖3可見，貴德縣冬小麥冬前穩定通過10、11、12、13℃終日均隨年際的延長呈推后趨勢，氣候傾向率分別為5.8、6.4、1.9、0.3 d/10a，相關系數分別為0.647、0.605、0.184、0.125。冬小麥冬前穩定通過10、11℃終日推后趨勢極顯著，2000—2017年近18年間分別推遲了10.5 d和11.6 d。而冬小麥冬前穩定通過12、13℃終日推后趨勢不顯著，2000—2017年近18年間分別推遲了3.5 d和0.6 d。

3.5 冬小麥播種期變化趨勢及與穩定通過溫度的相關性分析

從圖4可見，2000—2017年貴德縣冬小麥播種日期隨年際的延長呈提前趨勢，每10年提前3.3 d，線性相關系數為0.377，未通過0.10信度顯著水平檢驗。貴德縣冬小麥播種日期的平均值為9月26日，2000—2017年18年中有8年播種日期提前，其中2011—2017年中提前年份就有5年。

從表3可知，貴德縣冬小麥播種日期與9月中下旬平均氣溫、10月上旬平均氣溫、日平均氣溫穩定通過10、11、12、13℃終日之間均為負相關。平均氣溫升高或日平均氣溫穩定通過10、11、12、13℃終日推遲，則播種日期提前。其中冬小麥播種日期與9月下旬平均氣溫、日平均氣溫穩定通過12℃終日之間負相關顯著。

4? 結論與討論

（1）貴德縣冬小麥越冬前0℃、3℃、5℃有效積溫均呈極顯著的增溫趨勢，氣候傾向率分別為9.76、9.32、9.62℃·d/a，2000—2017年18年間冬小麥越冬前0、3、5℃有效積溫分別增溫175.7、167.8、173.2℃·d。

（2）貴德縣冬小麥越冬前生長日數隨年際的延長呈不顯著的減少趨勢。平均生長日數為51 d。生長日數最高年份和最短年差值為26 d，生長日數年際間變化幅度大。

（3）冬小麥越冬前生長高度與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、降水量、平均氣溫呈顯著正相關，其中與≥5℃積溫和降水量呈極顯著正相關。冬小麥越冬密度與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、降水量均呈極顯著正相關。冬小麥越冬前生長天數與≥0℃、≥3℃、≥5℃積溫、日照時數呈正相關，其中與日照時數呈極顯著正相關。冬小麥越冬分蘗數、越冬大蘗數與各氣象要素正負相關不顯著。

（4）貴德縣冬小麥播種期氣溫從2000年以來呈上升趨勢，特別是10月上旬的平均氣溫上升幅度大。冬前穩定通過10、11、12、13℃終日均隨年際的延長分別以5.8、6.4、1.9、0.3 d/10a的氣候傾向率呈推后趨勢。其中冬小麥冬前穩定通過10、11℃終日推后趨勢極顯著，而冬小麥冬前穩定通過12、13℃終日推后趨勢不顯著。

（5）貴德縣冬小麥播種日期與9月中下旬、10月上旬平均氣溫、日平均氣溫穩定通過10、11、12、13℃終日之間均為負相關。平均氣溫升高或日平均氣溫穩定通過10、11、12、13℃終日推遲，則播種日期提前。其中冬小麥播種日期與9月下旬平均氣溫、日平均氣溫穩定通過12℃終日之間負相關顯著。

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