1960—2018年中国玉米生育期及各生育阶段水热条件时空变化特征

作者：刘行; 张晓龙; 王艺璇; 郭英; 罗建美; 沈彦军

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2021, 29(08): 1417-1429.

DOI：10.13930/j.cnki.cjea.201009

• 气候变化
• 玉米
• 水热条件
• 生长度日
• 高温度日
• 有效降水
• 灌溉需水量

水热条件是影响作物分布与农业生产的重要因素。玉米不仅是我国重要的粮食作物,同时也是重要的饲料作物和能源作物,探讨其生育期及各生育阶段水热条件的时空变化特征对农业应对气候变化带来的风险及粮食安全具有重要意义。本文选取平均温度(Tmean)、生长度日（GDD）、高温度日（KDD）、日照时数（SD）、有效降水（Pe）和灌溉需水量（IR）为水热条件指标,基于全国422个气象站点和292个农气站点观测数据,采用趋势和空间分析方法,揭示了1960—2018年中国九大玉米种植区玉米全生育期及各生育阶段水热条件的时空变化特征。结果表明,玉米生育期Tmean、GDD的增幅分别为0.18～0.36℃·（10a）-1和5.73-41.23℃·（10a）-1,东北、甘新区、黄淮海平原和黄土高原等种植区增加最显著。生育期KDD的高值区主要集中在黄淮海平原和甘新地区;除黄淮海平原西南局部区域呈不显著下降趋势外,其他地区呈增加趋势;且KDD的增加主要集中在苗期到花粒期。玉米生育期SD整体表现为显著下降趋势,其中黄淮海平原和黄土高原地区玉米各生育阶段均存在显著下降趋势,花粒期SD下降最明显。玉米生育期Pe和IR变化趋势总体上不显著但空间差异明显;除甘新区和内蒙Pe呈现不显著增加趋势外,全国大部分玉米种植区Pe呈不显著减少趋势。生育期IR在南疆及黄淮海平原西南部呈不显著减少、东北东南部不显著增加趋势;从各生育阶段来看,黄淮海平原区及东北地区Pe在穗期和花粒期减少且IR相对增加,黄淮海平原区及黄土高原西部的IR分别在播期和苗期呈现减少趋势。总体来看,全国玉米生育期热量资源有增加趋势,光照资源减少,有效降水和灌溉需水量的变化趋势不明显,但是各生育阶段及区域间水热条件变化差异明显,如黄淮海平原和黄土高原地区苗期到花粒期KDD增加显著但SD下降,高温胁迫可能会对玉米生长产生负影响,同时影响对水分的消耗。因此,未来研究更应该关注生育阶段的水热条件变化以及极端情况对玉米生长的影响。

• 单位
  河北地质大学; 中国科学院大学; 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心