冬季气候变暖对山西省冬小麦可种植区的影响

【摘要】：冬小麦是北方能够利用冬季光热资源的主要农作物,但纬度偏北地区,常常因冬季温度偏低、冬小麦难以越冬等而使其种植受到限制。在全球气候变暖背景下,中国升温0.5~0.8℃[1]。山西省的冬、春以及秋季增温幅度明显高于全国,冬季升温最明显[2]。目前,山西省冬小麦除在东南部和中部有部分种植外,主要集中在山西省的西南部。气候变暖为冬小麦的北移种植提供了气候上的可能性,明确山西省冬小麦可种植区域,对充分利用冬季光热资源、增加夏收作物产量具有重要意义。为了能够直观地掌握气候变暖背景下山西省冬小麦的可种植区域,在前人研究的基础上,选择冬季负积温、最冷月平均气温和年极端最低气温3个指标作为分析对象,在详细分析冬季负积温、最冷月平均气温和年极端最低气温的变化特征的基础上,以冬季平均气温突变点为界,将3个指标分别分为前后2个时段,比较前后时段各指标等值线的变化,以明确冬小麦可种植和安全种植区域的变化,为冬小麦种植北扩提供理论依据。1资料、指标与方法利用山西省境内较均匀分布的70个地面气象站1970-2012年逐日气温资料,统计整理冬季负积温、最冷月平均气温和年极端最低气温3个指标。采用线性倾向估计法[3]分析3个指标的变化趋势;以累积据平法确定突变点。依据突变点将3个指标分别分为2个时段,依据前后时段3个指标等值线的变化分析冬小麦可种植区域。负积温-500℃、最冷月平均气温-8℃和极端最低气温-22℃为冬小麦可种植指标。2结果与分析2.1基本分布山西省负积温多年平均在124.5~1385.9℃。最冷月平均气温多年平均为-14.4~-0.6℃。年极端最低气温多年平均为-32.1~-11℃。分布上呈现东西变化小、南北差异大,随着纬度的北上和海拔的升高,负积温逐渐增加、最冷月平均气温和年极端最低气温逐渐降低的分布格局。2.2变化特征全省平均负积温线性倾向值为-35.5℃/10a(相关系数???0.4835),通过了??0.01的显著性检验,负积温以显著减少的趋势变化。各地倾向值的介于-8~-78℃/10a,且山西省大部分区域的冬季负积温显著减少。全省平均最冷月平均气温线性倾向值为0.2℃/10a(相关系数??0.181),未通过显著性检验。各地倾向值为-0.21~0.74℃/10a,全省大部分区域表现出升高的趋势,有13个代表站的升高趋势通过了??0.05及以上显著性检验,占总代表站的18.6%。全省平均年极端最低气温线性倾向值为0.3d/10a(相关系数??0.259),未通过显著性检验。各地倾向值为-5.2~11.6℃/10a。全省基本以升高为主,共有12个代表站的升温幅度通过了??0.05及以上显著性检验,占总代表站的17%。2.3 3个指标突变前后冬小麦种植区域的变化与突变前相比,突变后负积温低于500℃区域的面积扩大了约2.9×106hm2,扩大52%;80%保证率下,突变后,该区域扩大了约2.7×106hm2,扩大92%。与负积温500℃相比,最冷月平均气温高于-8℃区域的变化较小,突变后扩大了约6.2×105hm2,扩大6%;80%保证率下,突变后比突变前扩大了约1.2×106hm2,扩大17%。年极端最低气温与最冷月平均气温基本接近,突变后可种植区域扩大了约6.9×105hm2,扩大6%。80%保证率下,可种植区域扩大了约1.3×106hm2,扩大19%。综合3个指标,变化最大的是负积温,然而其满足冬小麦种植条件的区域小于最冷月平均气温和年极端最低气温,即负积温是决定山西省冬小麦种植的主要限制因子,因此得出,突变后,冬小麦可能种植面积增加约2.9×106hm2,增加52%;80%保证率下,冬小麦安全种植面积比突变前增加了2.7×106hm2,增加92%。3结论在冬季气候变暖的大背景下,山西省负积温的倾向值为-35.5℃/10a,通过了??0.01的显著性检验,即负积温呈现显著减少趋势,最冷月平均气温和年极端最低气温呈现不显著升高趋势;突变后,全省平均负积温减少了104.4℃,最冷月平均气温和年极端最低气温分别升高了0.8℃和0.9℃。全省区域的负积温均表现出减少趋势,大部分区域减少显著,其中北部大部分区域减少100℃以上,减少程度大于中、南部。最冷月平均气温和年极端最低气温升高的区域主要在中东部或东部。决定冬小麦能否种植和安全越冬的3个主要热量指标中,负积温具有决定性作用,负积温突变后,不仅使冬小麦可种植区域北扩、海拔上移,同时使南部种植冬小麦的安全性增加,山西省冬小麦可能种植面积增加约2.9×106hm2,增加52%,安全种植面积增加约2.7×106hm2,增加92%。通过上述分析,可以定量化地了解冬季气候变暖后山西省冬小麦可种植区的变化情况。 【作者单位】：山西省气象决策服务中心
【关键词】：气候变暖 冬季 可种植区 冬小麦 山西省
【分类号】：S512.11;S162
【正文快照】： 冬季气候变暖对山西省冬小麦可种植区的影响@钱锦霞$山西省气象决策服务中心!太原030006 @李娜$山西省气象决策服务中心!太原030006 @韩普$山西省气象决策服务中心!太原030006冬小麦是北方能够利用冬季光热资源的主要农作物,但纬度偏北地区,常常因冬季温度偏低、冬小麦难

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