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Effects of climate change on flax development and yield in Guyuan of Ningxia, Northwest China.

气候变化对宁夏固原地区胡麻发育进程和产量的影响


基于观测数据分析了宁夏固原地区平均温度和降水的年际变化,探讨了气候变化对当地胡麻发育进程和产量的影响状况.结果表明: 1957—2012年,固原地区年均气温呈上升趋势,年降水量呈下降趋势,气候倾向率分别为0.3 ℃·(10 a)-1、-20 mm·(10 a)-1;胡麻生长季平均温度的上升趋势更明显,降水的下降趋势则与年趋势类似.气温升高和降水减少加快了胡麻的发育速度,导致其生育期天数呈显著减少趋势.胡麻播种至出苗期温度每上升1 ℃,出苗期提前0.7 d;出苗至二对针叶期,温度每上升1 ℃,发育天数缩短0.8 d,降水量每减少1 mm,发育天数缩短0.1 d;工艺成熟至成熟期温度每上升1 ℃,成熟期提前1.8 d,降水量每减少1 mm,成熟期提前0.1 d.胡麻营养生长阶段平均温度升高、降水减少使发育加速是胡麻产量逐年降低的主要原因之一;生殖生长阶段温度升高会抑制花芽分化及正常授粉,对蒴果数和结实率产生影响而导致产量降低.调整胡麻品种种植布局、扩大中晚熟或晚熟品种比例是当地减少气候变化影响的重要措施.
 

Based on variations of the annual mean temperature and precipitation analyzed using observation data in Guyuan of Ningxia, the effects of climate change on the local flax developmental process and yield were investigated. The results showed that the annual mean temperature had an increasing trend (0.3 ℃·(10 a)-1) and the annual precipitation had a decreasing trend (-20 mm·(10 a)-1) from 1957 to 2012. While the increasing trend of mean temperature during growing season of flax was more obviously than that of the annual temperature, the decreasing trend of precipitation during growing season was similar to that of annual precipitation. With temperature increasing and precipitation decreasing, the flax development rate was accelerated, resulting in the reduced growing period. Seedling stage was advanced 0.7 d with 1 ℃ increase in temperature during the period from sowing to seedling emergence. The duration from seedling emergence to two pairs of needles was shortened by 0.8 d with 1 ℃ increase in temperature and 0.1 d with 1 mm decrease in precipitation. Maturity stage was advanced 1.8 d with 1 ℃ increase in temperature and 0.1 d with 1 mm decrease in precipitation during the period from technical maturity to maturity. The flax development was accelerated because of temperature increasing and precipitation decreasing in the vegetative growth phase, which was one of the main causes of flax yield reduction year by year. Meanwhile, flower bud differentiation and pollination of flax were influenced by temperature increasing in the reproductive growth phase, which would affect the number of capsules and the seed setting rate per plant and lead to the decrease of flax yield. Therefore, adjusting plant structure and enlarging the planting area of late or middlelate variety were the important measures to reduce the effects of climate change on local flax production.
 


全 文 :气候变化对宁夏固原地区胡麻发育进程
和产量的影响*
李淑珍1 摇 孙琳丽2,3 摇 马玉平3**摇 徐玉东1 摇 俄有浩3
( 1固原市气象局, 宁夏固原 756000; 2通辽市气象局, 内蒙古通辽 028000; 3中国气象科学研究院, 北京 100081)
摘摇 要摇 基于观测数据分析了宁夏固原地区平均温度和降水的年际变化,探讨了气候变化对
当地胡麻发育进程和产量的影响状况.结果表明: 1957—2012 年,固原地区年均气温呈上升
趋势,年降水量呈下降趋势,气候倾向率分别为 0. 3 益·(10 a) -1、-20 mm·(10 a) -1;胡麻生
长季平均温度的上升趋势更明显,降水的下降趋势则与年趋势类似.气温升高和降水减少加
快了胡麻的发育速度,导致其生育期天数呈显著减少趋势. 胡麻播种至出苗期温度每上升 1
益,出苗期提前 0. 7 d;出苗至二对针叶期,温度每上升 1 益,发育天数缩短 0. 8 d,降水量每减
少1 mm,发育天数缩短 0. 1 d;工艺成熟至成熟期温度每上升 1 益,成熟期提前 1. 8 d,降水量
每减少 1 mm,成熟期提前 0. 1 d.胡麻营养生长阶段平均温度升高、降水减少使发育加速是胡
麻产量逐年降低的主要原因之一;生殖生长阶段温度升高会抑制花芽分化及正常授粉,对蒴
果数和结实率产生影响而导致产量降低.调整胡麻品种种植布局、扩大中晚熟或晚熟品种比
例是当地减少气候变化影响的重要措施.
关键词摇 气候变化摇 胡麻摇 发育进程摇 产量
*国家自然科学基金项目 ( 40675071 )、中国气象科学研究院基本科研业务费专项 ( 2014Y006 ) 和公益性行业 (气象 ) 科研专项
(GYHY201006027)资助.
**通讯作者. E鄄mail: mayp@ cams. cma. gov. cn
2014鄄01鄄21 收稿,2014鄄06鄄27 接受.
文章编号摇 1001-9332(2014)10-2892-09摇 中图分类号摇 P467;S162. 5摇 文献标识码摇 A
Effects of climate change on flax development and yield in Guyuan of Ningxia, Northwest
China. LI Shu鄄zhen1, SUN Lin鄄li2,3, MA Yu鄄ping3, XU Yu鄄dong3, E You鄄hao3 ( 1Meteorological
Bureau of Guyuan, Guyuan 756000, Ningxia, China; 2Meteorological Bureau of Tongliao, Tong鄄
liao 028000, Inner Mongolia, China; 3Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing
100081,China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(10): 2892-2900.
Abstract: Based on variations of the annual mean temperature and precipitation analyzed using ob鄄
servation data in Guyuan of Ningxia, the effects of climate change on the local flax developmental
process and yield were investigated. The results showed that the annual mean temperature had an
increasing trend (0. 3 益 · (10 a) -1 ) and the annual precipitation had a decreasing trend
(-20 mm·(10 a) -1) from 1957 to 2012. While the increasing trend of mean temperature during
growing season of flax was more obviously than that of the annual temperature, the decreasing trend
of precipitation during growing season was similar to that of annual precipitation. With temperature
increasing and precipitation decreasing, the flax development rate was accelerated, resulting in the
reduced growing period. Seedling stage was advanced 0. 7 d with 1 益 increase in temperature dur鄄
ing the period from sowing to seedling emergence. The duration from seedling emergence to two
pairs of needles was shortened by 0. 8 d with 1 益 increase in temperature and 0. 1 d with 1 mm de鄄
crease in precipitation. Maturity stage was advanced 1. 8 d with 1 益 increase in temperature and
0. 1 d with 1 mm decrease in precipitation during the period from technical maturity to maturity.
The flax development was accelerated because of temperature increasing and precipitation decreasing
in the vegetative growth phase, which was one of the main causes of flax yield reduction year by
year. Meanwhile, flower bud differentiation and pollination of flax were influenced by temperature
increasing in the reproductive growth phase, which would affect the number of capsules and the
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 10 月摇 第 25 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2014, 25(10): 2892-2900
seed setting rate per plant and lead to the decrease of flax yield. Therefore, adjusting plant structure
and enlarging the planting area of late or middle鄄late variety were the important measures to reduce
the effects of climate change on local flax production.
Key words: climate change; flax; development; yield.
摇 摇 全球气候变化是人类迄今面临的最严峻的环境
问题之一. 过去 100 年,全球地表平均温度上升了
0. 74 益 [1-4],由此引起的极端气候事件不断增多、气
象灾害及水资源短缺等事件频发. 气候变化对开放
性的农业生态系统及农业生产造成很大影响[5-8],
而对生态环境脆弱地带农业生产、作物种植区域、作
物生长发育和产量形成的影响尤其巨大[9-15] .宁夏
固原地区位于黄河中上游西北黄土高原丘陵沟壑
区,属中温带半干旱气候,该区干旱少雨,日较差大,
是典型的雨养农业区,属农牧过渡带,其生态环境脆
弱,是响应气候变化的极度敏感区[16-19] . 探讨当地
代表性油料作物———胡麻的生长发育是了解生态环
境脆弱地区农业对气候变化响应的重要依据.
胡麻是我国五大油料作物之一,在西北地区种
植面积最大,约占全国种植面积的 61. 6% . 胡麻油
富含亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸,是一种优质食
用油,它还被广泛用于油漆、油墨和燃料中,也是人
造丝、合成橡胶不可缺少的原料[20-21] .胡麻耐瘠薄,
喜干燥、温差大的气候,抗旱、耐寒[21-22] . 气候变化
对胡麻生长有较大影响.姚玉璧等[22]分析了气候变
化影响甘肃胡麻产量时空分布特征以及不同气象因
子对胡麻产量的影响状况,结果表明,降水量不变
时,胡麻产量与气温呈负相关;气温不变时,胡麻产
量与降水量呈正相关.梁东升和王毅荣[23]对甘肃胡
麻产量对气候变化的响应进行研究,发现胡麻产量
对温度响应敏感,最敏感的区域集中在河西西部.但
以往的相关研究主要关注气候变化对胡麻产量的影
响状况.而气候变暖导致热量增加,将直接影响胡麻
的发育进程.研究气候变化对胡麻发育进程的影响
将不仅揭示产量变化的原因,还可为作物种植布局
的调整提供依据.为此,本文以固原地区胡麻为研究
对象,在分析当地气温和降水变化趋势及突变现象
的基础上,探讨气候变化对胡麻发育进程和产量形
成的影响状况,旨在为指导生态环境脆弱地区农业
生产、制定应对气候变化措施提供科学依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
研究区位于宁夏回族自治区南部 (35毅 30忆—
36毅00忆 N,105毅43忆—106毅38忆 E),属黄河中上游西北
黄土高原丘陵沟壑区. 受西风带、副热带控制,该区
属中温带半干旱气候. 区域内风沙大,日照充足,气
温日较差大,无霜期短而多变,年均气温 5郾 3 ~
7. 5 益,年降水量 398 ~ 620 mm,降水主要集中在
6—9 月.土壤为黑垆土.胡麻为当地主栽作物之一,
研究样地为固原农业气象站固定地段.
1郾 2摇 数据来源
1957—2012年日平均气温、日降水资料源于固原
气象站. 1979—2012 年胡麻生长发育资料和 1986—
2012年固定地段产量观测资料源于固原农业气象观
测站.固原地区胡麻一般在 4月中旬播种,出苗期在 4
月下旬至 5 月上旬,现蕾期在 6 月中旬,成熟期在 8
月上旬至中旬.播种到成熟约需 105 ~135 d.
1郾 3摇 研究方法
利用逐日气象数据和发育期数据计算获得固原
地区年和胡麻生长季平均温度和累积降水量,通过
线性趋势拟合和 5 年滑动平均分析年际与胡麻生长
季气候变化特征. 利用滑动 t 检验法和 Mann鄄Ken鄄
dall法对比分析确定气候突变年.
根据胡麻发育天数和气象数据分析气候变化对
胡麻发育进程的影响.一般情况下,温度是影响胡麻
发育的最主要气象因子,其次为降水量等其他因子.
因此,首先开展某发育阶段发育天数与平均温度的
相关分析,探讨温度对发育进程的影响;然后利用以
上相关关系拟合发育天数,此为温度影响发育的主
要趋势项.实际发育天数与温度影响趋势项的差可
视为受水分因素影响的结果,通过此差值与降水量
的相关分析探讨降水量对发育进程的影响.
固原农业气象站固定地段种植的胡麻品种及栽
培措施等长时间基本保持不变,因而胡麻产量的变
化主要反映气候要素的影响. 首先分析固原地区胡
麻产量的年际变化及其与发育天数的关系,再探讨
固原地区胡麻产量与不同发育阶段气温及降水量间
的相关关系,找出气候变化影响胡麻产量的主要
因子.
1郾 4摇 数据处理
气候要素的趋势变化通过一元线性方程拟合进
行分析.如果拟合方程通过统计检验,则其斜率的
398210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李淑珍等: 气候变化对宁夏固原地区胡麻发育进程和产量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
10 年变化为气候倾向率.
利用 Mann鄄Kendall 法[24-25] 和 滑 动 t 检 验
法[25-26]分析气候要素的突变. Mann鄄Kendall 法是一
种非参数检验方法,其数据样本不必遵从某一特定
分布,同时也不受异常值的干扰,能够客观表征样本
序列的整体变化趋势. 该方法首先通过数据顺序列
的叠加形成秩序列,然后对秩序列进行标准化,定义
为 UF;对数据逆序列叠加形成的秩序列进行标准
化,定义为 UB. UB= -UF.若 UF大于 0,表明序列呈
上升趋势,否则呈下降趋势.给定显著性水平,当 UF
的变化超过临界直线时,表明上升或下降趋势显著.
若 UF和 UB在临界线间有交点,则交点对应时间为
突变点. Mann鄄Kendall 法可能存在突变杂点无法排
除的情况,需配合其他方法使用.滑动 t检验法将数
据序列分为两子序列,通过检验两子序列均值有无
显著差异进行突变分析.该方法直观简便,但由于人
为选择样本长度,因此可能使突变点产生漂移.
本研究首先利用 Mann鄄Kendall 法开展气候要
素的突变分析,如果存在突变点,再利用滑动 t 检验
法对突变点进行检验,若两者一致则确定为突变年.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 固原地区气候变化特征
2郾 1郾 1 气温变化特征 摇 由图1可以看出,固原地区
图 1摇 1957—2012 年固原年均气温的变化趋势
Fig. 1摇 Change trend of the annual mean temperature in Guyuan
(1957-2012).
玉:三次多项式拟合 Cubic polynomial fitting;域:线性拟合 Linear fitting.
1957—2012 年年均气温呈显著上升趋势 ( P <
0郾 01),年均气温变化倾向率为 0. 3 益·(10 a) -1,
其多项式拟合方程如下:
y = - 0. 00002x3 + 0. 0033x2 - 0. 0971x + 6. 8585
R2 =0. 62
式中:x 为年份;y 为年均气温.令 dy / dx = 0,得到气
温最低的年份为 1974 年. 表明 1974 年左右为固原
地区年均气温的转折年,其后的气温呈明显上升趋
势.从固原地区年均气温距平及其 5 年滑动平均来
看(图 1),年均气温同样呈明显增加趋势,1994 年
之前以负距平为主,1994 年之后转为正距平,且增
温速度较快.
摇 摇 进一步对固原地区年均气温进行突变分析. 从
Mann鄄Kendall法分析可以看出(图 2a), 20 世纪 90
年代中期以来,固原地区年均气温呈持续上升趋势
(UF>0),2000 年之后上升趋势更加显著(UF>临界
线),突变点出现在 1996 年.从滑动 t 检验法看(图
2b),固原地区年均气温在 1973 年发生下降突变,
1996 年发生上升突变. 综合两种方法可以确定,
1996 年为固原地区气温突变年. 突变前 (1957—
1995 年)的年均气温为 6. 3 益,正距平年数占 23% ,
突变后(1996—2012 年)的年均气温显著增加,升至
7. 6 益,相应正距平年数占 94% .
图 2摇 1957—2012 年固原年均气温的突变判别曲线
Fig. 2 摇 Judging curves of abrupt change of the annual mean
temperature in Guyuan (1957-2012).
a) Mann鄄Kendall 法 Mann鄄Kendall method; b) 滑动 t 检验法 Moving
t鄄test method. 下同 The same below.
4982 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
摇 摇 尽管 t检验法结果表明,年均气温在 1973 年发
生突变,且与多项式拟合确定的转折年份(1974 年)
接近(图 1),但综合两种方法仍表明其并非突变年.
1979—2012 年,固原地区胡麻主要发育阶段的
平均气温均呈极显著增加趋势(表 1). 播种至出苗
期间的增温幅度最大,达 1. 2 益·(10 a) -1;出苗至
现蕾、现蕾至成熟分别为 0. 8、0. 9 益·(10 a) -1 .而
研究期间年均气温的倾向率为 0. 7 益·(10 a) -1 .
可见固原地区胡麻生长季平均气温的年际增长趋势
较年平均气温增加更明显.
2郾 1郾 2 降水量变化特征 摇 由图 3 可以看出,研究期
间,固原地区年降水量呈显著减少趋势(P<0郾 05),
表 1摇 固原 1979—2012 年胡麻生长季及年平均气温变化线
性倾向率
Table 1摇 Linear trend rate of flax growth period and annu鄄
al mean temperature in Guyuan in 1979- 2012
时段
Period
倾向率
Trend rate
(益·10 a-1)
R2 P
播种鄄出苗
Sowing to seedling emergence
1. 2 0. 257 <0. 01
出苗鄄现蕾
Seedling emergence to flower bud
0. 8 0. 434 <0. 01
现蕾鄄成熟
Flower bud to maturity
0. 9 0. 685 <0. 01
生长季平均气温
Average air temperature of
growth period
0. 7 0. 637 <0. 01
图 3摇 1957—2012 年固原年降水量的变化趋势
Fig. 3 摇 Change trend of the annual precipitation in Guyuan
(1957-2012).
线性倾向率为-20 mm·(10 a) -1 .从固原地区年降
水距平及其 5 年滑动平均来看,年降水量的年际间
波动较大,正负距平交替变化.固原地区多年平均降
水量为 448 mm.降水量最多的年份出现在 1964 年,
达到 766. 4 mm,距平值为 318. 5 mm;最少的年份为
1982 年, 年 降 水 量 仅 282郾 1 mm, 距 平 值 为
-165. 8 mm. 20 世纪 90 年代以后,年降水量偏少年
份逐渐增多,特别是 2000 年以后,除 2003 和 2010
年外均为负距平.
摇 摇 从 Mann鄄Kendall 检验曲线看(图 4a),20 世纪
70 年代以来,除个别年份外,该区年降水量呈减少
趋势(UF<0).可能出现降水突变的年份较多,分别
为 1986、1996—1998、2000、2001、2003 年.但从滑动
t检验曲线看(图 4b),仅有 1968 年为突变年. 综合
两种方法可以认为,固原地区年降水量无突变发生.
摇 摇 1979—2012 年,固原地区胡麻出苗至现蕾、现
蕾至成熟期间的降水量均呈显著下降趋势 ( P <
0郾 10),降幅分别为 13. 3 和 26. 3 mm·(10 a) -1(表
2).而研究期间的年降水量变化趋势不显著. 表明
固原地区胡麻出苗至现蕾、现蕾至成熟期降水量的
减少趋势较年降水量更明显.
2郾 2摇 气候变化对固原地区胡麻发育进程的影响
1979—2012 年,固原地区胡麻出苗至成熟期间
发育天数的年际变化呈显著减少趋势(图5),减少
图 4摇 1957—2012 年固原年降水量的突变判别曲线
Fig. 4摇 Judging curves of abrupt change of the annual precipita鄄
tion in Guyuan (1957-2012).
598210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李淑珍等: 气候变化对宁夏固原地区胡麻发育进程和产量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 固原 1979—2012 年胡麻生长季及年降水量变化线性
倾向率
Table 2摇 Linear trend rate of flax growth period and annu鄄
al precipitation in Guyuan in 1979-2012
时段
Period
倾向率
Trend rate
(mm·10 a-1)
R2 P
播种鄄出苗
Sowing to seedling emergence
1. 0 0. 012 >0. 05
出苗鄄现蕾
Seedling emergence to flower bud
-13. 3 0. 123 <0. 05
现蕾鄄成熟
Flower bud to maturity
-26. 3 0. 136 <0. 01
生长季降水量
Annual precipitation of flax growth period
-20. 0 0. 054 >0. 05
图 5摇 固原胡麻出苗鄄成熟发育天数的变化趋势
Fig. 5 摇 Change trend of flax development days from seedling
emergence to mature in Guyuan.
速度为 0. 4 d·a-1 (P < 0. 01). 气温发生突变后
(1996—2012 年),出苗至成熟平均发育天数也表现
为明显减少,由突变前(1979—1995 年)的 104 d 减
至 99 d.本文分别针对播种至出苗、营养生长(出苗
至现蕾)和生殖生长(现蕾至成熟)3 个阶段分析气
候变化对胡麻发育进程的影响状况.
2郾 2郾 1 气候变化对固原地区胡麻出苗的影响摇 由图
6 可以看出,固原地区胡麻播种至出苗期间发育天
数随平均气温的升高呈显著减少趋势(P<0. 05);气
温越高,胡麻的发育速度越快,出苗越提前;平均气
温每上升 1 益,播种至出苗天数缩短 0. 7 d.去除温
度影响趋势项后,胡麻播种至出苗期间发育天数与
降水量呈显著正相关 (P < 0. 05). 降水量每增加
1 mm,播种至出苗天数将延长 0. 2 d.此阶段平均气
温呈显著增加趋势,降水量变化趋势不明显.说明固
原地区胡麻播种至出苗期间发育天数主要受气温上
升而减少.
2郾 2郾 2 气候变化对固原地区胡麻营养生长阶段发育
进程的影响 摇 整体看,研究区胡麻出苗至现蕾期
(营养生长阶段)发育天数与平均气温的直线拟合
方程未通过显著性检验 . 但分阶段看(图7) ,出苗
图 6摇 胡麻播种至出苗期间平均气温和降水量对发育进程
的影响
Fig. 6摇 Effects of the mean temperature and precipitation on flax
development during sowing to seedling emergence.
至二对针叶期发育天数随平均气温升高呈明显减少
趋势(P<0. 10),平均气温每上升 1 益,发育天数缩
短 0. 8 d.而二对针叶至现蕾期发育天数随平均气温
的变化趋势不明显(直线拟合未通过显著性检验).
出苗至现蕾期、出苗至二对针叶期、二对针叶至现蕾
期的发育天数随降水量增加均呈显著增加趋势(P<
0. 01). 降水量每增加 1 mm,发育天数均将延长
0. 1 d.此阶段平均气温呈显著增加、降水量呈明显
减少趋势.说明固原地区胡麻营养生长阶段发育进
程受平均气温和降水的综合影响,并随温度升高和
降水减少而发育加快,最终导致胡麻提前进入生殖
生长阶段.
2郾 2郾 3 气候变化对固原地区胡麻生殖生长阶段发育
进程的影响摇 整体看,固原地区胡麻现蕾至成熟期
(生殖生长阶段)发育天数与平均气温间的线性拟
合方程未通过显著性检验. 分阶段看,现蕾鄄工艺成
熟期发育天数随平均气温的变化趋势不明显
(P>0. 05),但工艺成熟鄄成熟期发育天数随平均气
温升高呈显著减少趋势(P<0. 05),平均气温每上升
1 益,发育天数缩短 1. 8 d.现蕾至成熟、现蕾至工艺
成熟、工艺成熟至成熟的发育天数随降水量增加均
呈显著增加趋势(P<0. 01).降水量每增加 1 mm,发
育天数约延长0郾 1 d.与营养生长阶段类似,固原地
6982 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 7摇 胡麻营养生长阶段平均气温和降水量对发育进程的影响
Fig. 7摇 Effects of the mean temperature and precipitation on flax development in vegetative growth phases.
玉: 出苗至现蕾期 Seedling emergence to flower bud; 域:出苗至二对针叶期 Seedling emergence to two pairs of needles; 芋:二对针叶至现蕾期 Two
pairs of needles to flower bud.
区胡麻生殖生长阶段发育天数仍受平均气温和降水
的综合影响,随平均气温升高和降水减少而发育加
速,提前成熟,且生殖生长阶段温度的影响较营养生
长阶段的影响更大(图 8).
2郾 3摇 气候变化对胡麻产量形成的影响
由图 9 可以看出,固原地区 1986—2012 年胡麻
产量呈波动式显著减少趋势(P<0. 01),递减率为
38. 0 kg·hm-2·a-1 . 气温发生突变后(1997—2012
年)的胡麻平均产量由突变前(1986—1996 年)的
1328 kg·hm-2减至 798 kg·hm-2 .分析胡麻产量与
发育进程的关系发现(表 3),出苗至现蕾期发育天
数增加对胡麻产量影响为明显正效应(P<0. 10),而
播种至出苗、现蕾至成熟期发育天数对产量的影响
不显著.进一步分析平均气温和降水量对产量的影
响(图 10)可以看出,产量与主要发育阶段(播种至
出苗、出苗至现蕾以及现蕾至成熟期)平均气温均
呈明显负相关(P<0. 10),而与出苗至现蕾期降水量
呈正相关(P<0. 10),与其他发育阶段降水量无相关
表 3摇 固原 1979—2012 年胡麻产量与发育天数、平均气温或降水量的相关关系
Table 3摇 Correlations between flax yield and development days, mean temperature or precipitation in Guyuan in 1979-2012
时段
Period
发育天数与产量
Yield and development days
R2 P
平均气温与产量
Yield and average air temperature
R2 P
降水量与产量
Yield and precipitation
R2 P
播种鄄出苗
Sowing to seedling emergence
0. 03 >0. 10 0. 13 <0. 10 0 >0. 10
出苗鄄现蕾期
Seedling emergence to flower bud
0. 11 <0. 10 0. 48 <0. 01 0. 17 <0. 05
现蕾期鄄成熟期
Flower bud to maturity
0 >0. 10 0. 26 <0. 01 0 >0. 10
798210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李淑珍等: 气候变化对宁夏固原地区胡麻发育进程和产量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 8摇 胡麻生殖生长阶段平均气温和降水量变化对发育进程的影响
Fig. 8摇 Effects of the mean temperature and precipitation on flax development in reproductive growth phases.
玉: 现蕾至成熟期 Flower bud to maturity; 域: 现蕾至工艺成熟期 Flower bud to technical maturity; 芋: 工艺成熟至成熟期 Technical maturity to
maturity.
图 9摇 固原胡麻产量的变化趋势
Fig. 9摇 Change trend of the flax yields in Guyuan.
性.综上,胡麻营养生长阶段(出苗至现蕾期)平均
温度升高、降水减少致使发育进程加速,植株矮小,
分茎数少,现蕾期提前,花少果少,最终导致产量下
降;而生殖生长阶段(现蕾至成熟期)子房逐渐发育
成果实,平均温度升高将会抑制花芽分化及正常授
粉,不孕花增多,对蒴果数和结实率产生影响而导致
产量降低[22-23] .
3摇 结摇 摇 论
近几十年来,宁夏固原地区气候有明显的暖干
化趋势.张智等[19]研究表明,20 世纪 90 年代,宁夏
各地年均气温明显升高,作物生长期的平均降水量
均呈减少趋势. 韩世昌[27]研究认为,固原市平均气
温在 1996—2006 年间呈显著升高趋势. 本研究发
现,固原地区年均气温总体呈上升趋势,1996 年为
气温突变年,突变前后增温明显,年均气温从突变前
的 6. 3 益升至之后的 7. 7 益 .胡麻生长季平均温度
的上升趋势更明显.该区域气温在 1996—1997 年确
实发生突变,暖化趋势明显.该区域年降水量逐年减
少,总体呈干化趋势,但降水量减少未发生突变.
宁夏固原地区气候的暖干化使胡麻产量降低.
姚玉璧等[22]研究表明,甘肃胡麻产量与 6—7 月气
温呈负相关,与 4—6 月降水量呈正相关,该时段胡
麻大致处于营养生长阶段.本研究发现,固原地区胡
麻营养生长阶段平均温度升高、降水减少使发育加
8982 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
图 10摇 固原平均气温和降水量对胡麻产量的影响
Fig. 10摇 Effects of the mean temperature and precipitation on yield in Guyuan.
玉: 播种至出苗 Sowing to seedling emergence; 域:出苗至现蕾 Seedling emergence to flower bud; 芋: 现蕾至成熟期 Flower bud to maturity.
速是胡麻产量逐年降低的原因之一. 生殖生长阶段
平均温度升高使胡麻产量降低,其原因是温度升高
抑制花芽分化及正常授粉,使不孕花增多,对蒴果数
和结实率产生影响,最终导致产量降低[28] . 总体看
来,如果品种不改良,气候变化对固原地区胡麻产量
有明显不利影响. 因此,调整胡麻品种种植布局,扩
大中晚熟或晚熟品种比例是减少气候变化影响的重
要措施.
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作者简介摇 李淑珍,女,1963 年生,工程师.主要从事农业气
象研究,发表论文 5 篇. E鄄mail: lisz_guyuan@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
0092 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷