气候变化对玉米产量的区域影响研究

摘 要：大量实践表明，气候的变化对农作物的产量有很大影响，该文采用贝尔产量模式思路的方法，深入要研究气候变化对不同地区玉米产量的影响。研究结果显示，气候因子的变化对不同的区域玉米产量的影响不尽相同。

关键词：气候变化 玉米产量 不同区域 影响分析

中图分类号：S162 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0116-02

玉米是我国主要粮食产物，在我国农业生产中占据非常大的比重，通过不完全统计，在2016年全国玉米总产量为2.195 5亿吨，虽然略低于2015年的2.264 3亿吨，但是也占据粮食总产的35%，是我国第一大粮食农作物。国内外的专家学者曾围绕气候变化对玉米产量的影响做了大量分析，但是并没有得出统一结论。文章深入分析了各种气候因子变化对玉米产量的影响，希望为政府部门进行气候变化条件下，玉米产量的预测和风险评估措施的制定提供真实有效参考依据。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域

文章研究区域面向全国，包括大东北地区的黑吉辽三省；华北地区京津唐；长江中下游地区的江苏、江西、安徽等地；华南两广地区；西南地区云贵川；西北地区陕甘宁，其中以华北地区的夏玉米为研究对象，其余地区皆为春玉米[1]。

1.2 研究方法

由于玉米产量会受到很多内在因素和外在因素的影响，所以在具体研究过程中，把各区域玉米的产量分为趋势产量、气候产量、随机产量（不确定因素影响下的玉米产量），其公式为Y=Yt+ Yw+e，其中Y为单位面积的产量（kg/hm2），Yt为趋势产量（kg/hm2）其主要影响因素是社会生产力；Yw为气候产量（kg/hm2）其主要影响因素是天气气候的变化，e为随机产品，因为对玉米产量的影响比较小，所以实际研究中可以不进行考虑。气候产量是生产技术水平和气象要素共同决定的产物，也就是在不同生产力水平下，即便是气象条件一模一样，气象产量也不尽相同，而在贝尔产量模式中引入了气候影响因子，也就是说气候产量可以用技术产量和气候影响因子的乘积来表示：Yw=αYt，此公式中α就是气候影响因子，当α为0时，Yw=0，通过上述两个公式可以得出，Yw=αY/1+α，每个不同技术条件的时段内非基准时段的气候影响因子可以用以下方法计算：α（x）=ax2+bx+c，此公式中x表示气候要素，通过最小二乘法可以求出方程的系数a、b、c，将非基准时段相应的气候要素代入公式α（x）=ax2+bx+c，即可求得气候影响因子，从而利用公式Yw=αY/1+α就可以得出逐年的玉米气候产量[2]。

2 结果与分析

2.1 中国玉米生育期各气候因子的变化

从全国范围而言，无论玉米生育平均气温还是最高温度以及日均最低温度都在99%置信水平下明显提升，其上升幅度分别为0.36 ℃/10a，0.38 ℃/10a，0.42 ℃/10a，各区域中玉米生育期内温度、降水等气候因子的变化如表1所示[3]。

从表1中可以看出，在很多区域中，玉米种植生育期内的温度普遍呈现上升的趋势。而平均温度、最高温度、最低温度等明显上升的玉米种植面积分别为82.6%、64.3%、84.6%，其中像黑龙江、江苏、陕西的温度上升比较明显都在5 ℃以上。在各区域中玉米生育期当中各温度变化都呈现上升的趋势，而诸如日较差、辐射等在不同区域中的变化各不相同，而降水量的变化比较小。黄淮海平原江苏、安徽等省份不但温度显著提高、日较差降低，辐射也明显下降，Ω玫厍玉米产量提出了更加严峻的挑战。

2.2 单一气候因子变化对中国玉米产量的影响

相关研究表明，区域平均温度、最高温度、最低温度的上升都会导致玉米产量出现明显下降，因为温度升高会缩短玉米生育期，从而减少玉米对养分的吸收，导致玉米的产量明显降低。同时如果白天最高温度持续的时间比较长就会增加玉米的热胁迫性，降低玉米生长的光合强度，也就会降低玉米的授粉率，进一步降低玉米的产量[4]。

通过总结2006―2016年玉米种植区域生育期内各气候因子的变化数据资料发现，平均温度每上升1℃，全国就会有1/4的玉米种植区域出现明显减产，主要原因是由于温度的升高，降低玉米发育期所导致，主要集中在云贵川等黄土高原。虽然东北三省辽吉黑玉米的产量随着温度的增加而有一定程度的增加，但其玉米种植的面积比较小，大约全国总面积的1.4%。

同时日较差每下降1℃，94%区域玉米产量呈现增产，主要是因为日较差的增加，有利于加强玉米的光合作用，降低呼吸作用，进一步加强了同化产物的累积，从而增加玉米的产量。

阳光辐射量的下降，也会在一定程度降低玉米光合作用，从而降低玉米产量，相关研究表明，辐射量每下降10%，就会导致我国7.2%玉米面积发生减产，减产幅度大约为9.0%，主要集中在内蒙古、河北、新疆等地。大约有24.5%的玉米种区域随着腐蚀量的降低，玉米产量显著增加，增加幅度大约为12.2%，此类区域主要集中长江流域[5]。

降雨量每下降10%，就会导致全国7.6%玉米种植面积产量降低，减产幅度为4.5%，主要集中在东北、陕西、内蒙古等地区。而大约有18%的玉米种植面积会随着降水量降低而发生增产，比如广西、四川等地。这可能与这些地区雨水充沛，玉米生育期内容易发生洪涝灾害有关，因此适当地降低降水量能适当增加玉米的产量。

3 结语

综上所述，气候变化对玉米产量有非常重要的影响，区域内平均温度每上升1℃、日较差下降1℃、辐射和降水量每下降10%，对不同区域中玉米产量的影响各不相同。各气候因子的变化中，玉米产量对生育期平均温度上升 1℃响应最大，所以在实际种植中，必须科学合理地调整平均温度升高对玉米产量的影响，才能提高玉米的总产量。

参考文献

[1] 王柳，熊伟，温小乐，等.温度降水等气候因子变化对中国玉米产量的影响[J].农业工程学报，2014（21）：138-146.

[2] 马玉平，孙琳丽，俄有浩，等.预测未来40年气候变化对我国玉米产量的影响[J].应用生态学报，2015（1）：224-232.

[3] 赵丹丹，翟石艳.1951―2012年河南省气候变化对冬小麦和玉米产量的影响[J].中国农学通报，2015（29）：152-157.

[4] 高娟，冯灵芝，张建康，等.毛乌素沙漠与黄土高原过渡带气候变化对玉米产量的影响[J].中国农业资源与区划，2016（12）：118-124，135.

[5] 戴彤，王靖，赫迪，王娜，等.基于APSIM模型的气候变化对西南春玉米产量影响研究[J].资源科学，2016（1）：155-165.