济源市气温与降水变化特征分析及对冬小麦的影响

济源市气温与降水变化特征分析及对冬小麦的影响
发布时间：2022-01-07T02:33:34.399Z 来源：《科学与技术》2021年8月第22期作者：于丽洁
[导读] ：本文利用济源市气象局1981~2020年逐月平均气温、
于丽洁
（济源市气象局 459000）
摘要：本文利用济源市气象局1981~2020年逐月平均气温、降水量实时观测资料以及1984~2019年冬小麦播种期、分蘖期、成熟期、全生育期天数及冬小麦产量资料，使用线性回归法、相关性分析研究济源市气温与降水变化特征及其对冬小麦的影响。

结果表明：1981~2020年济源市年平均气温整体呈现出增加的趋势，气候变化倾向率为0.47℃/10a，增温趋势较为显著；多年降水量呈现出增加的趋势，变化倾向率为18.013mm/10a，增加趋势不太显著；近36年济源市降水量对小麦不同生长发育期的影响较小，均未通过显著性水平检验；气温对小麦播种期、出苗期、抽穗期、生育期日数和产量的影响较大，且与播种期、出苗期、产量之间呈现出正相关关系，通过了α=0.01的显著性水
平检验；气温与抽穗期之间呈现出反相关关系，且通过了α=0.05的显著性水平检验，与生育期日数之间呈现出反相关关系，且通过了α=0.01的显著性水平检验。

关键词：气温降水量冬小麦影响济源市
引言
气温和降水等气候要素是全球气候变暖的重要表现形式，这些气象要素的变化对农田生态系统、作物生长发育和产量的形成均会造成不同程度的影响。

很多学者加大了气候变化对农作物种植区域界线、农田生态系统、农作物物候等农业生产的影响，并得出了很多有意义的结论。

但是，针对温度、降水变化特征及其对冬小麦的研究相对较少。

济源市位于河南省西北部，地形北高南低，西部和北部位山区，南部和东南部为丘陵，中部和东部则为平原，属于暖温带大陆性季风气候，年平均气温14.5℃，年降水量567.9mm，境内包括黄河、济水、沁河、蟒河等上百条河流，境内气候条件比较适宜农作物种植。

济源市境内的主要粮食作物是小麦、玉米、棉花，在气候变化背景下，冬小麦作物的生产会受到影响。

因此，对气温和降水这两种气候要素特征及其对冬小麦生产的影响进行研究具有十分重要的意义。

本文结合济源市近40年实际观测资料针对冬小麦影响进行研究，以分析气温、降水对其生育期的影响，为了解未来气候变化条件下冬小麦生长规律提供科学依据。

1、研究资料和方法
本文利用济源市气象局1981~2020年逐月平均气温、降水量实时观测资料以及1984~2019年冬小麦播种期、分蘖期、成熟期、全生育期天数及冬小麦产量资料，使用线性回归法、相关性分析研究济源市气温与降水变化特征及其对冬小麦的影响。

2、济源市气温和降水变化特征
2.1气温
2.1.1年平均气温
1981~2020年济源市年平均气温整体呈现出增加的趋势，气候变化倾向率为0.47℃/10a，增温趋势较为显著。

近40年济源市气温的平均值为14.7℃，其中年平均气温的最大值为15.9℃（2017年和2019年），最小值为13.4℃（1984年），两者之间相差2.5℃。

结合曲线图，可以将近40年济源市平均气温划分为三个阶段：1981~1998年济源市平均气温呈现出波动增加的趋势；1998~2003年平均气温波动减少；从2003年往后年平均气温开始直线上升。

图1 1981~2020年济源市逐年平均气温变化趋势图
2.1.2四季平均气温
1981~2020年济源市春、夏、秋、冬四季的平均气温均呈现增加的趋势，同年平均气温变化趋势保持一致，只是气候变化倾向率有一定差异。

其中春季平均气温为15.3℃，气候变化倾向率为0.771℃/10a，增加趋势极为显著。

结合曲线图可以将济源市春季平均气温划分两个阶段：1981~1991年平均气温呈现出快速下降的趋势；从1991年往后平均气温则直线上升；夏季平均气温为26.5℃，气候变化倾向率为
0.403℃/10a，增加趋势较为显著。

其中1981~1997年济源市夏季平均气温呈现出波动增加的趋势；1997~2003年平均气温则快速下降，且平均气温达到了最低，只有25.1℃，从2003年往后，夏季平均气温则表现出波动增加的趋势。

秋季平均气温为15.1℃，气候变化倾向率为0.314℃/10a，增加趋势较为显著。

从曲线图中可以看出，1981~1990年济源市秋季平均气温呈现出波动增加的趋势；1990~2002年平均气温
波动增加；从2002年往后平均气温则快速增加。

济源市冬季平均气温为2.1℃，气候变化倾向率为0.358℃/10a，增加趋势较为显著。

结合曲线图，1981~1998年济源市冬季平均气温快速增加；1998~2012年呈现出波动下降的趋势；从2012年往后平均气温则快速增加。

2.2降水量
2.2.1年降水量
1981~20020年济源市多年降水量呈现出增加的趋势，变化倾向率为18.013mm/10a，增加趋势不太显著。

近40年济源市平均降水量为584.8mm，其中年降水量的最大值为978.9mm（1998年），最小值为329.5mm(1997年)，最大值将近是最小值的3倍，说明降水量年际变化波动幅度较大。

从曲线图中可以看出，1981~1997年济源市年降水量呈现出波动下降的趋势；1997~2003年降水量则逐渐上升；2003~2009年开始大幅度下降；从2009年往后开始波动上升。

总体来说，近40年济源市年降水量以上升趋势为主。

图2 1981~2020年济源市逐年降水量变化趋势图2.2.2四季降水量
1981~2020年济源市四季降水量均呈现出增加的趋势，春、夏、秋、冬四季的气候变化倾向率分别为1.527、13.737、4.167、6.785mm/10a，以夏季降水量增加趋势最为显著，其次是冬季和秋季，春季降水量最不显著，说明夏季降水量对年降水量的贡献最大。

近40年济源市春季平均降水量为104.3mm，占年降水量的17.8%，其中1997~2003年、2009~2020年春季降水量均表现出增加的趋势；2003~2009年的降水量呈现出大幅度下降的趋势；夏季平均降水量为309.0mm，占年降水量的52.8%，其中1981~2003年夏季降水量波动增加；2003~2009年降水量下降幅度较大；从2009年往后降水量则呈现出波动增加的趋势；秋季平均降水量为143.1mm，占年降水量的24.5%，其中1981~1991年秋季降水量呈现出快速下降的趋势；1991~2011年波动增加；从2011年往后呈现出下降的趋势；冬季平均降水量为28.5mm，占年降水量的4.9%，其中1981~1989年降水量呈现出快速增加的趋势，且1989年的降水量达到最大，1989~2011年降水量波动下降；从2011年往后降水量则小幅度增加。

3、气温与降水变化对冬小麦的影响
结合表1中的数据信息，①近36年济源市冬小麦平均播种期为10月10日，且播种期呈现出推迟的趋势，每10a将近推迟了3.84d，推迟趋势较为显著，播种期受气温变化的影响较大，同气温之间的相关性系数为0.601，通过了α=0.01的显著性水平检验，与降水量之间的相关系数为0.232，未通过显著性水平检验。

②济源市小麦平均出苗期为10月17日，且呈现出推迟的趋势，每10a推迟了将近3.72d，且推迟趋势较为显著，小麦出苗期同气温和降水量之间均呈现出正相关关系，且与气温之间的相关性最为显著。

③济源市小麦平均分蘖期为11月9日，且呈现出推迟的趋势，每10a推迟了将近10.76d，推迟趋势极为显著，但分蘖期与气温和降水量之间的关系不太显著。

④小麦平均越冬期为7月11日，且呈现出提前的趋势，每10a提前了将近40.17d，且提前趋势极为显著；分蘖期小麦与气温和降水量之间呈现出负相关关系，只是不太显著。

⑤小麦平均抽穗期为4月19日，且呈现出推迟的趋势，每10a推迟了0.84d，变化趋势不太显著，抽穗期小麦与气温之间呈现出负相关关系，且通过了α=0.05的显著性水平检验，与降水量之间呈现出正相关关系，只是不太显著。

⑥小麦平均成熟期为5月31日，且呈现出推迟趋势，每10a推迟了将近0.151d，变化趋势不显著，成熟期与气温和降水量之间的关系均不太显著。

⑦近36年济源市小麦平均总生育期为234.5d，且整体呈现出推迟的趋势，每10a推迟了3.74d，小麦总生育期日数与气温和降水量之间均呈现出负相关关系，气温通过了α=0.01的显著性水平检验。

⑧小麦每公顷的平均产量为5037.1公斤，且整体呈现出增加的趋势，每10a以450.3公顷的速度增长，小麦产量与气温和降水量之间呈现出正相关关系，只是与气温之间的关系较为显著，且通过了α=0.01的显著性水平检验。

注：*表示α=0.01的显著性水平检验；**表示α=0.05的显著性水平检验。

结论：
1981~2020年济源市年平均气温整体呈现出增加的趋势，气候变化倾向率为0.47℃/10a，增温趋势较为显著；多年降水量呈现出增加的趋势，变化倾向率为18.013mm/10a，增加趋势不太显著；近36年济源市降水量对小麦不同生长发育期的影响较小，均未通过显著性水平检验；气温对小麦播种期、出苗期、抽穗期、生育期日数和产量的影响较大，且与播种期、出苗期、产量之间呈现出正相关关系，通过了α=0.01的显著性水平检验；气温与抽穗期之间呈现出反相关关系，且通过了α=0.05的显著性水平检验，与生育期日数之间呈现出反相关关系，且通过了α=0.01的显著性水平检验。

参考文献：
[1]王萍，李廷全，闫平，等．黑龙江省近35年气候变化对粳稻发育期及产量的影响[J]．中国农业气象，2008，29(3)：268—271．
[2]丁丽佳，谢松元．气候变暖对潮州水稻主要生育期的影响及对策[J]．中国农业气象，2009，30(增1)：97—102．
[3]薛昌颖，刘荣花，吴骞．气候变暖对信阳地区水稻生育期的影响[J]．中国农业气象，2010，31(3)：353—357．
作者简介：于丽洁，(1989.01），女，汉族，河南长垣人，本科学历，工程师，从事研究方向或职业：天气预报及研究。