山东省气候变化对粮食作物产量的影响

山东省气候变化对粮食作物产量的影响

山东省位于中国东部沿海、黄河下游，北纬34°22.9′--38°24.01′、东经114°47.5′—122°42.3′之间。山东省有山区、丘陵、平原、海岸等多种地形，鲁中鲁西地区受到大陆性气候影响而东部半岛地区受海洋性气候影响，各地降水量分布不均匀。气候属于暖温带季风气候，有明显的旱季雨季，雨热同期，降水季节分布很不均衡，全年降水量有60%—70%集中于夏季，易形成涝灾，冬、春及晚秋易发生旱象，对农业生产影响最大。光热资源充足，适合多种经济作物和粮食作物生长，主要粮食作物是小麦和玉米。

一、山东省农业气候资源变化特征

1、热量资源的变化

研究表明，1961年-2011年山东地区普遍呈升高趋势，主要表现为年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温呈升高趋势。山东省全省平均气温上升约1.1°C。气温的升高让播种季提前，入春时间提早，入秋时间推迟，种植周期缩短，霜冻概率减少。山东省气候变暖有利于小麦生产潜力提高。

根据折线图可以发现山东省自1983年开始至2010年平均气温呈现出逐年升高的趋势。气候变暖使得冬小麦种植线、作物一年两熟线、作物两年三熟线向北移动，作物产量明显增加。目前来看气温逐年升高对山东省粮食产量提高利大于弊，但并不是说气温持续升高仍然会对粮食产量带来正面影响，因为气温升高带来的蒸发量提升、降雨量提升、旱涝灾害频发都会对粮食作物产量产生严重影响。

2、水资源变化

山东省年降水量呈周期性变化，总体在1969年到2009年呈由丰水期向干旱少雨期转变，降水量逐渐减少。山东省降水分布存在不均，东部偏多而西部偏少，雨季在夏季和秋季，常有涝灾、山体滑坡等自然灾害，而冬季春季降水较少，常有旱灾。在1997年四五月份旱灾，全国先后有29个省（市、区）出现旱情，农作物因干旱受灾50217万亩，成灾30015万亩，绝收5937万亩。1997年受旱范围之广、持续时间之长、对粮食生产造成的损失之大均是80年代以来最严重的。山东玉米产量受到影响。玉米植株高，叶片表面积大，因此蒸腾作用明显，需水量大因此受旱灾影响较大。1997年夏季降水量低于150mm，严重影响了玉米生长，导致玉米单位面积产量下滑。玉米属于喜温植物，耐旱能力差，因此山东省气候变暖有利于玉米生长潜力提高，而降水减少则对玉米生长不利。小麦较玉米耐旱，1997年四五月份较往常年份气候干燥、日照时间长的天气减少了病虫害以及白粉病、锈病的发生。气温升高入春时间提前，提前了小麦返青的时间，让春天小麦生长发育好，茎秆粗壮。而1996年九月十月十一月降水量充沛，保证了麦苗发芽率以致97年虽有旱情但小麦单产却有大幅提高。因此粮食作物单位面积产量变化与气候变化的关系跟种植的粮食作物种类有关，同年产生的降水时间变化对山东玉米和小麦单位面积产量产生了两种完全不同的影响。

3、日照时长的变化。

玉米属于短日照作物，在短日照条件下可以开花成长速度较快。光谱成分对玉米的发育影响很大，据研究白天蓝色等短波光玉米发育快，而早晨或晚上以红色等长波光发育快。1997年日照时数普遍超过1996年，特别是四五月份光照时间的增长、湿度较低有效降低了小麦病虫害的概率。日照时长也与降水有关，降水较多的时候日照时长一般偏短，1997年四五月份降水量少也是其日照时间长的原因之一。

二、粮食单产变化的趋势

山东省粮食作物单位面积产量总体呈上升趋势但随年份变化存在不同程度的波动。影响粮食单位面积产量的因素主要有技术水平因素、政策因素以及自然因素。1979年至2009年山东粮食作物单位面积产量大幅度提升，但年际波动大于年际平均产量提升。

综上所述山东省粮食单产呈上升趋势，说明粮食作物品种及耕作技术在持续提高。在1997年之后粮食作物产量波动趋于平缓，是由于耕作技术的提高让自然条件的影响逐年减小。自然条件的改变不仅是当年每月气温和降水量，也要考虑粮食种类和粮食生长周期及品种对自然环境的耐受度。1997年四五月份降水量减少、气温升高、日照时间加长，玉米和小麦产生了两种完全不同的单产变化趋势。根据山东省粮食单产逐年变化折线图可以发现，气象、气候、温度等自然条件在较短周期内对粮食单产影响较大，但是在1979年到2009年这一长周期内耕作技术、化肥研发以及优秀品种培育等技术条件对农作物单产影响大于自然条件的变化。值得注意的是技术手段提高的粮食作物单产存在极值，不能无限制的提高粮食作物单位面积产量，且技术条件对自然条件的改善与缓冲作用也是有限的。