内蒙古地区热量变化特征及其对春小麦生育期的影响

摘 要：小麦是我国的主要粮食作物之一，内蒙古地区气候资源干燥，昼夜温差较大等气候因素使得内蒙古地区比较适宜种植春小麦。本文利用内蒙古春小麦主要种植区的6个站点1981 ～2010年的逐日平均气温，重点分析了有特色的中部区域的热量变化特征以及对春小麦主要生育期的影响。结果表明：内蒙古自治区全区的年平均温度和≥10℃年活动积温均有明显的增加趋势，内蒙古自治区的热量资源的增加，使得全区适宜种植春小麦的生育期有所缩短，各个生育期的日期缓慢的提前。对温度的要求，内蒙古全区春小麦播种日期平均提前了4～5d，分蘖-拔节期平均提前了3～4d，抽穗-成熟期平均提前了6～8d。

关键词：春小麦；积温；热量变化；生育期

中图分类号：S512.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150833007

1 引 言

1.1 研究方法

本研究是以内蒙古地区种植面积最大的农作物―春小麦为研究对象，而在春小麦的整个生育期过程中，其生长的三要素―光照、热量、水分中，热量变化对于春小麦的生长发育、最后的产量及小麦的品质影响是最大的[1]，故以热量变化为切入点和着眼点，紧扣春小麦生长各生育期的热量变化的事实分析及突变特征检测，从而探究热量变化对春小麦各生育期的影响。

1.1.1 气候倾向率

气候倾向率 用xi表示样本量n的某一气候变量，用ti表示xi所对应的时间，建立xi和ti之间的一元线性回归方程：

xi=a+bti，i=1，2，…n

式中：a为截距，b为回归系数，a和b可以yoga最小二乘法拟合估计，b的10倍则称为气候倾向率。气候倾向率大于零说明随时间变化气候量增加，小于零则说明气候量随时间变化减少。

1.1.2 Mann-Kendall法

对于突变特征的检测，本研究采用的是气候统计学和世界气象组织推荐的Mann-Kendall法（简称M-K法）。

首先对样本的时间序列定义统计量

其中：

在时间序列随机独立的假定条件下，定义统计量

其中：，

对于统计量Uk按顺序记为UF，同时，按照逆顺序计算一次并去负值，记为UB。给定的显著性水平α，一般显著性水平取为α=0.05，查正态分布表可知，其正态分布为1.96，因此，如果计算出|UF|≥1.96，则说明序列存在明显的趋势变化，而所有的UF和UB的值将在坐标系中组成两条曲线，当两条曲线的交点位于上下置信之间且随后UF值超过置信线时，交点即可被认为是突变点。

2 热量变化特征

热量变化的描述有很多种，论文选取年平均温度和积温及积温的持续日数两种描述方式。年平均温度在整体上描述了该地区一年的热量平均水平，从研究时段内的各年年平均温度的变化情况中，可以大致看出研究地区的热量变化的一个平均趋势。其中10℃为大多数农作物开始进入积极生长期的界限温度，故本文选取≥10℃的活动积温分析热量变化情况。

2.1 选择有特点的中部区域热量变化情况

2.2 分析图可以得到的结论

在1981～2010年期间内蒙古中部地区的平均温度总体上是呈上升趋势，并且其变化的趋势较为平稳，波动幅度不大。

土默特左旗地区1981～2010年的年平均温度变化在1984年达到最小值，为5.6℃，在2006年为最大值，为9℃，整个研究时段内的平均年平均温度为7.3℃；其气候倾向率为0.642℃/10a，年平均温度随时间变化不明显，其F检验的P值为1.60E-05，置信区间≥99%；从M-K突变检验（图b）来看，土默特左旗地区在1989年发生了增加型突变，在1989年之前的平均值为6.43℃，之后为7.62℃，相差约1.2℃，变化较为明显。

武川地区在整个研究时段内的年平均温度变化范围在2.4～5.5℃之间，气候倾向率为0.588℃/10a，其F检验的P值为2.82E-04，可信度非常高；从M-K突变检验（图c）的分析可知，乌拉特前旗地区年平均温度在1988年发生了增长型突变，其前后的平均年平均温度分别为3.15℃和4.38℃，且平均增长了1.2℃左右。

3 热量变化对春小麦生育期的影响

春小麦是耐寒怕热的作物，它的整个生育期时间持续较短，但是各个生育期对于温度的要求并不完全相同。内蒙古自治区春小麦在0～3℃发芽，适宜播种期可以在日平均气温稳定通过0℃，积雪融化，土壤表面解冻到可播深度时即可开始播种，大量播种的气温指标在日平均气温在0～5℃之间，低于0℃或者高于10℃都不适合播种。故此，本文选取每年≥0℃活动积温的初日来判断热量变化对春小麦播种期的影响。

春小麦结实期的平均气温在24℃以上时，持续时间多在35d以下；平均气温在22～23℃时，持续时间在40d左右，平均气温在20～22℃是则可以持续45d左右。在适宜温度范围内，灌浆期的温度偏低，持续时间越长，籽粒重，反之，温度偏高，甚至出现干热风天气则灌浆期缩短，粒重下降造成产量下降[2]。本文选取稳定通过20℃的日期来讨论热量变化对春小麦抽穗-成熟期的影响。

4 结 论

本文利用内蒙古自治区6个气象观测站1981～2010年30a地面气候日值中的气温资料对内蒙古自治区不同气候类型地区的热量资源的变化特征及其对春小麦生产的影响进行研究，重点分析了内蒙古自治区中部地区热量资源的变化特征和热量资源变化对春小麦中日期的影响。由于时间和水平的局限性，未对内蒙古自治区热量资源变化对春小麦其他生育期的影响做更加深入的研究，而且降水以及光照资源对春小麦生育期的影响也未涉及，这些都将是未来研究的重点。

参考文献

[1] 唐海峰， 樊万选. 农业应对气候变暖 创新开发理念 加快技术研发[J]. 创新科技， 2009（3）： 17-19.

[2] 任水莲.春小麦全生育期的农业气象服务[J].新疆气象，1997（3）.