通辽地区玉米生产的热量条件分析

通辽地区玉米生产的热量条件分析 通辽地区玉米生产的热量条件分析 28内蒙古气象2011年第3期 文章编号:1005—8656(2011)o3—0028—03 通辽地区玉米生产的热量条件分析 郭颖,夏莹,李春云,高艳玲,姜秀萍 (1.通辽市气象局,内蒙古通辽028000;2.开鲁县气象局,内蒙古开鲁028400) 摘要:玉米是通辽市最主要的粮食作物,其丰歉决定农业年景的好坏.为了探讨在气候变暖的大背景下通辽 为政府和生产部门的决策及气象业务,服务工作提供依据,市玉米生产的热量状况, 笔者利用科尔沁,开鲁,鲁北, 保康,甘旗卡,库伦,大沁他拉等7个国家基本气象站1959—2010年资料,对影响玉米生产的?10.0~C积温和玉米生 育期天数进行了分析研究,结果明:(1)?10.0~C积温,持续期和玉米生育期天数能满足玉米晚熟品种的生育需 要,而且线性趋势递增明显,滑动t检验在8O年代末或90年代初发生了突变,以上均在0.01或0.05的水平以上, 存在一定的周期.(2)由于一些年份一些台站近几年出现初霜冻异常偏早,使生育期波动大,并有下降迹象,闪此选 择玉米品种不可盲目贪晚. 关键词:玉米;积温;生育期;变化;分析 中图分类号:S161.1文献标识码:B 引言 近百年来全球气候变暖已是不争的事实.并由 此引发降水量,光照,湿度,风速等变化,以及灾害 性天气,气候事件频率,强度增大等一系列问题.农 业是对气候变化反应最为敏感的行业.有关研究指 出,气候变化对农业的影响是多方面的,在农作物 生长发育,产量,品质,种植结构和布局,病虫害,农 业成本等方面均受影响【卜"].玉米是我国主要粮食作 物之一.气候变化对玉米生产的影响也是其中重要 的研究方面l12.7I.通辽市位于内蒙古自治区东南部 (42.14,45.59N.119.14123.43E).是全国重要 商品粮基地之一,玉米是这里最主要的粮食作物. 最近5年全市玉米播种面积约6.0~105hm2,总产量 40~10吨,分别占全市粮食播种面积和总产量的 70.7%和83.1%.并有不断增加的趋势.所以搞好玉 米生产是获取农业丰收的关键.为了做好气象业务, 服务工作,曾对玉米生产的水分条件进行了分析『181, 尚未对玉米生产的热量条件进行系统深入的研究, 为弥补不足,我们利用通辽市玉米生产区的7个国 家基木气象站1959--2010年的资料进行了研究. 1资料与方法 1.1资料 利用内蒙古通辽市境内科尔沁,开鲁,鲁北,保 康,甘旗卡,库伦,大沁他拉等7个国家基本气象站 1959--2010年各月逐日平均气温和逐日最低气温. 以计算稳定?10.0~C积温和持续期,以及初霜日和 玉米生育期. 1.2方法 在农业生产上.把?10.0~C初日作为玉米的适 宜播种期:由于初霜冻是限制玉米生长的重要气象 灾害,故把初霜日作为玉米生长的终止期;把? 10.O?初日和初霜日期间的日数称为玉米生育期. 而?10.0积温是玉米完成整个生育的重要热量条 件.以下着重分析?10.0~C积温和玉米生育期长短. 方法如下: (1)以线性相关法及多项式拟合法去分析研究 对象的线性趋势和多项式曲线趋势l19删. (2)以滑动t检验法12ol进行是否发生突变的显 着性检验. r=-(x1一/[5(1/n1+1/n2)](1) 其中S=[(hiS1+n2522)/(,Jl+112—2)](2) (1),(2)式中,样本数1"1,n均取10a,相邻两 个10a的平均值分别为X,X2,方差分别为5和522. (3)周期分析.以最大熵谱法,进行周期分 析.最大熵谱估计是与确定时间序列的参数模式一 自回归模型有关的方法,是一种参数谱估计,具有分 2011年第3期内蒙古气象29 辨率高等优点.最后根据玉米不同品种所需热量条 件(见表1)进行评估. 表1通辽市不同玉米品种所需热量条件 2结果与分析 2.1稳定?10.O~C积温及持续期 2.1.1积温 (1)趋势 1959--2010年通辽市稳定?10.0?积温平均为 3207.9??d,最多3679.6cI=?d(1998年),最少2755.3~C? d(1972年),极差924.3~C?d,随时间呈增加趋势,52a 增加341.6~C?d,线性变化速率为65.7??d/lOa,在 0.001极显着水平以上.多项式趋势在60年代为缓 慢减少,每年减少1~5~C?d.70年代初期以后趋于增 加,而且增速加快,至21世纪每年增加15,17??d (见图1). 图11960--2010年通辽市?10.O~C积温变化 分别统计各站1961--1990,1971--2000, 1981--2010年及1959--2010年?10.0积温的线 性变化速率,有以下结论:?各站的各个统计期的 线性变化速率均大于0,说明都为增加趋势.? 1961--1990年统计期变化速率最小.?科尔沁,开 鲁,鲁北,大沁他拉1981--2010年变化速率最大, 保康,库伦,甘旗卡1971--2000年变化速率最大. ?1959--2010年以鲁北,开鲁,保康,科尔沁4站的 变化速率较大,为75,80oC?d/lOa;库伦,大沁他拉, 甘旗卡3站的变化速率较小,为46,59?.d/lOa.? 全市平均1961--1990年变化速率为23oC.d/lOa.未 达到0.10信度水平;1971--2000年为97?.d/10a. 在0.05显着水平以上:1981--2010年为111??d/ lOa,在0.01极显着水平以上.可见为明显的加速递 增趋势. (2)突变 气候突变是指在气候系统中由一种气候状态 过渡到另外一种气候状态的变化,是非线性变化 性质的一种表现,滑动t检验法是分析突变的一 种方法.从相邻的lOa平均状态来看,通辽市稳 定?l0.0积温的t检验值除了在60年代末和80 年代中期的几年为负值外,其余均为正值.说明大 多数年份是递增的.80年代后期开始递增趋于明 显,至1993年达到0.O1极显着水平,(tom=2.88)(见 图2)说明通辽市?10.O~C积温在1993年发生了突 变 图21960--2010年通辽市?10.0?积温滑动t榆验 (3)周期 从通辽市?10.0?积温的最大熵谱图(图略), 可以看出有两个明显的峰点:最高峰值对应在52a 周期上,次峰值对应在2.9a周期上. 2.1.2持续期4 稳定?10.0?的持续期1959--2010年平均为 163.3d,最长195d(1998年),最短136d(1972年), 极差56d.随时间呈增加趋势,线性变化速率为 1.8d/lOa,52a增加9.4d,在0.05显着水平以上(图 略).持续期的长短决定于初日和终日的早晚.经计 算,1959--2010年?10.O~C初日提前了4.4d,终日推 后5.0d. 2.2玉米生育期 2.2.1趋势 通辽市玉米生育期平均160.3d,最长195.4d (1998年),最短143.3d(1972年),极差52.1d.随时 间呈增长趋势,线性变化速率为2.66d/lOa,52a增加 13.8d,在O.01极显着水平以上.经多项式趋势分析, 从5O年代末开始以每年0.1d的速率加大,而后递 内蒙古气象2011年第3期 增速率缓慢增加,60年代末至9O年代初达到最大. 为每年0.4,0.5d,此后变化速率稍有减小.至2010 年降至每年一0.3d(图略).究其原因,近年一些站出 现了异常偏早的初霜冻.如2001年开鲁,鲁北,保 康,甘旗卡,大沁他拉在9月21日出现了初霜冻, 2006年开鲁,甘旗卡,大沁他拉在9月9Et出现了 初霜冻,2010年开鲁,保康,大沁他拉在9月22日 出现初霜冻.以上均比常年偏早了8d以上. 1959--2010年玉米生育期变化速率在地区上 差异很大,中东部的科尔沁,保康,甘旗卡为3.8 3.1d/lOa,52a则增加20,16d;开鲁,鲁北为2.5, 2.4d/lOa,52a则增加13—12d;南部,西南部的库伦, 大沁他拉为0.0—0.4d/lOa,52a无增加或仅增加2d (图略). 2.2.2突变和周期 经滑动t检验法分析,玉米生育期长度呈波动 变化,多数情况下t>O.0,最大值t=2.19(1989年),大 于0.05的显着水平,(to.05:2.0),可以认为在1989年 发生了突变(冈略).经对玉米生育期进行最大熵谱 分析,在52a和2a两处有明显的峰值,确定具有这 两个周期(图略). 3结论与讨论 3.1结论 (1)通辽市?10.0?积温1959--2010年平均为 3207.9??d,最多3679.6~C?d,最少2755.3oC?d.极差 924.3??d.随时间呈增加趋势,线性变化速率为 65.7??cl/lOa.在0.001极显着水平以上.多项式曲 线分析表明,60年代为缓慢减少,70年代初期趋于 增加,增速呈加速度加快,至21世纪每年增加15, 17??d.经滑动t检验确定在1993年达到突变的 0.01极显着水平.经最大熵谱分析具有52a和2.9a 周期.?10.O~C持续期平均为163.3d.随时间呈增加 趋势,52a增加9.4d,在0.05显着水平以上. (2)通辽市玉米生育期平均160.3d,最长 195.4d,最短143.3d;随时问呈增加趋势,线性变化 速率为2.66d/lOa,52a增加l3.8d,在0.01极显着水 平以上.经滑动t检验在1989年发生了突变,前后 两个时期的平均生育期差达l5.1d.最大熵谱分析 表明具有52a和2a周期. 3.2讨论 通辽市?10.0?积温持续期以及玉米生育期能 满足玉米晚熟品种栽培,而且总的来说是递增趋势 但是玉米生育期天数波动大,特别是最近某些年份 一 些站初霜日的异常偏早,造成有减少趋势,因此 对于气候变暖不能盲目乐观,选择玉米品种应适 宜,以免由于气候异常造成损失. 参考文献: [1]王石立,庄立伟,王馥棠.近20年气候变暖对东北农业生产水热条 件影响的研究[J]'应用气象,2003,14(2):152—164. 『21廉毅,高枞亭,沈柏竹,等.吉林省气候变化及其对粮食生产的影响 [J].气候变化研究进展,2007,3(1):46-49. 【3l何丽,吴宜进,但长军,等.近百年全球气候变化对长江流域早涝灾 害的影响[J].中国农业气象,2007,28(4):364—366. 『41侯琼,郭瑞清,杨丽桃.内蒙古气候变化及其对主要农作物的影响 [J].中国农业气象,2009.3o(4):560—564. 『5】谭方颖,王建林,宋迎波,等.华北平原近45年农业气候资源变化 特征分析[J].中国农业气象,2009,30(1):19—24. 16J6张智,林莉,梁培,等.宁夏气候变化及其对农业生产的影响[J].- 国农业气象,2008,29(4):402—405. I7I段兴武,谢云,刘刚,等.黑龙江省粮食生产对气候变化影响的脆弱 性分析[J].中国农业气象,2008,29(1):6-11. f8】朱业玉,罗楠,杜彩丹,等.河南省粮食单产变化的小波分析[J].中 国农业气象,2007,28(1):19l一193. I9J余卫东,赵国强,陈怀亮.气候变化对河南省主要农作物牛育期的 影响[J].中国农,I气象,2007,28(1):9-12. flol郭建平,高素华,刘玲.气象条件对作物品质和产量影响的试验研 究[J].气候与环境研究,2001,6(1):361—367. [11】叶彩铃,霍治国.气候变暖对我国农作物病虫害发牛趋势的影响 [J].农药快讯,2002,(1):23—34. [12]马雅丽,王志伟,栾青,等.玉米产量与生态气候因子的关系(J].小 国农业气象,2009,3O(4):565—568. [13]熊伟,杨婕,林而达,等.未来不同气候变化情景下我国玉米产鲢 的初步预测[J].地球科学进展,2008,23(1O):1092—1101. f141刘明春,邓振镛,李巧珍,等.甘肃省玉米气候生态适应性研究[J]. 干旱地区农业研究,2005,23(3):112—117. 『15l~i冬妮,马玉平,王石立,等.东北玉米生长模型中土壤水分参数 的敏感性分析[J].中国农业气象,2010,3l(2):219—224. f16]彭国照,王素艳.川东北季节性于旱区玉米的气候优势分区[J].中 国农业气象,2009,3O(3):401—406. [17]胡亚楠,柴绍忠,许吟隆,等.CEKES—Maize模型在巾国主要玉米 种植区域的适用性【j].中国农业气象,2008,29(4):383—386. [18]郭颖,姜秀萍,李春云,等.通辽市近5O年可能蒸发最与玉米水分 系数的变化分析[J].内蒙古气象,2010(3):25—27. I19]T-I=_晟.多元分析方法及其应用[M].长春:吉林人民出版社,1981: 155—258. f2ol魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京:气象出版社, 2o07:36—82. (下转第33贞) 2011年第3期内蒙古气象33 扩建,目前站址周围建筑又在不断增加,草地植被 减少,今后气温会有逐渐升高的可能. (5)本文只对温度资料做了分析,订正,而其他 气象观测资料受温度影响可能也会出现不均一性, 在使用时应加以注意. 参考文献: [1]罗汉明,吴诗敦,谭克光.气候学【M】.北京:其次昂出版社,1980. 『21杜九三.秭归新站短序列气象资料气候平均值算初探lJ1.湖北气 象,2002(3):33—35. 【3]李庆祥,刘小宁,张洪镇,等.定点观测气候序列的均r?行研究『J1.气 象科学,2003,3l(1):3—10. 【4]Liqingxiang,Liuxiaoning,Zhanghongzhen,eta1.Detectingandad justingtemporalinhomogeneityinChinesemeansurfaceairtern pertaturedata[J].AdvAtmosSci,2004,21(2):260-268. 【5l曾红玲,张强,祝昌汉.三峡库区气压资料的不均一性检验及订正 lJJ.气象,2010,36(10):57—61. InfluenceoftheMeteorologicalStationRelocationonAir TemperatureDataofXilinhotWeatherStations XujJan;Yingchun;LiuZhigang;HanFenglin;Guanghua (XilingolLeagueMeteologaealBureau,InnerMongoliaXilinhot02600) Abstract:Usinginterpolationmethod,thetemperaturearraydataofXilinhotandAbagameteorologicalstation, Asbasicallyconsultstation,thesurroundingenvironmentofAbagaBannermeteorologicalstationhadlittle changeandnevermoved,werecomparedandanalyzed.TheresultsshowedthatthetemperaturesequenceofXil. inhotmeteorologicalstationappearednonuniformity,andthecontinuityoftemperaturesequencehavebeenaf- fected.Thebigdifferencebetweencoldseasonandminimumtemperatureandthesinaildifferencebetweenwarm seasonandmaximumtemperatureshowthatthereislargerinfluenceofstationrelocationonlowtemperaturese. quencedata. KeyWords:weatherstati0nsrel0cation;temperature;heterogenicity;Sequencecorrections (上接第30页) AnalysisOnHeatConditionsofMaizeProduction InIonqllao— GuoYing,XiaYing,LiChunyun,GaoYanling,JiangXiuping2 (1."lbngliaoMeteorologicalBureau,lnnerMongoliaTongtiao028000;2.KailuMeteorolog icalBureau,InnerMongoliaKailu028400) Abstract:MaizewasthemostimportantfoodcropsinTongliao.anditsyielddeterminedtheYearsharvestof agriculture.Inordertodiscusstheheatconditionsofmaizeproductioninthebackgroundofclimatewarming,and providethebasisforthedecision-makingofgovernmentandproductiondepartmentandmeteorologicaloperation andservices,usingthedataofsevennationalbasicweatherstationsincludingKhorchin, Kailu,Lubei,Baokang, Ganqika,UrgaandDaqintalafrom1959to2010years.the? 10~(2accumulatedtemperatureandmaize childbearingperioddayswhichaffectsmaizeproductionwasanalyzed.Theresultsshowedthat:f1)?10? accumulatedtemperature,thesustainedperiodandthemaizegrowingperioddayscanabletomeetgrowthneeds oflatevarietymaize.Thelineartrendof?10? accumulatedtemperature,theSBstainedperiodandthemaize growingperioddaysincreasedclearly,Bothofthreeindicatorswerechangedsuddenlyinthelate80sorear1v 90s.(2)Sinceanumberofstationsemergedthefirstfrostanomalyearlyinrecentyears.thegrowthperiod fluctuatedlargelywiththetrendyofdecline,SOtheselectionofmaizebreedshouldnotbelateblindlv. KeyWords:maize;accumulatedtemperature;childbearingperiod;change;analysis