全 文 ：中国生态农业学报 2015年 10月 第 23卷 第 10期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Oct. 2015, 23(10): 13291338


* 国家自然科学基金项目(41361106)、教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-11-0910)和甘肃省高校基本科研业务费项目资助
赵雪雁, 主要从事生态经济研究。E-mail: xbzhaoxy@163.com
收稿日期: 20150511 接受日期: 20150803
http://www.ecoagri.ac.cn
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.150552
近 50年气候变化对青藏高原青稞气候生产潜力的影响*
赵雪雁 王伟军 万文玉 李 花
(西北师范大学地理与环境科学学院 兰州 730070)
摘 要 基于青藏高原及周边 106个气象站近 50年的平均气温、降水量及日照时数等气象观测数据, 分析了
青藏高原区 1965年以来的气候变化趋势以及青稞生长季及关键生长期的气候变化趋势, 并采用线性倾向估计
方法、Thornthwaite Memorial模型、ArcGIS和 SPSS技术分析了青藏高原青稞的气候生产潜力及其时空变化
特征, 探讨了青藏高原近 50年气候变化对青稞发育过程和产量的影响机理及各气象要素对青稞气候生产潜力
的影响。结果发现: 1)近 50年来, 青藏高原区气温和降水均呈上升趋势(0.53 ℃10a1、7.8 mm10a1), 且气温
上升较显著, 降水增加较缓, 而日照时数呈波动下降趋势(16.9 h10a1); 2)青藏高原青稞生长季气温、降水均呈
上升趋势(0.4 ℃10a1、7.2 mm10a1), 但日照时数呈下降趋势(15 h10a1), 其中高原北部地区增温幅度较大,
而中部地区降水增加显著, 高原东北部日照时数下降较为明显; 3)青藏高原青稞气候生产潜力总体呈上升趋势
(136.7 kghm210a1), 其中高原中部增加较显著, 高原东南部边缘、青海柴达木北部、西藏西北部呈下降趋势;
4)降水、气温均与青稞气候生产潜力呈显著正相关, 但日照时数与其呈负相关, 其中, 降水是影响青稞生长季
和关键生长期气候生产潜力最为关键的因素, 气温影响次之。基于此, 就如何利用青藏高原青稞气候生产潜力
的变化特点, 为提高该区青稞的实际产量提出了一系列建议措施。
关键词 青藏高原 气候变化 青稞 气象因子 生长季 生产潜力
中图分类号: P467; S162.5+3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2015)10-1329-10
Influence of climate change on potential productivity of naked barley
in the Tibetan Plateau in the past 50 years
ZHAO Xueyan, WANG Weijun, WAN Wenyu, LI Hua
(College of Geographical and Environmental Sciences, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China)
Abstract This paper mainly analyzed climate trend during growth and crucial growth periods of naked barley in the Tibetan
Plateau from 1965 to 2013. The study used average temperature, precipitation, sunshine duration and other meteorological data
from 106 meteorological stations allocated in the Tibetan Plateau for the past 50 years. In the paper, tendency analysis,
Thornthwaite Memorial model, geographical information system (GIS), statistical product and service solution (SPSS)
techniques were used to analyze potential climate productivity of naked barley. Then the features of temporal and spatial
variations and the effects of climate change on the development and yield of naked barley as well as the effects of various
meteorological factors on the climate potential productivity of naked barley in the Tibetan Plateau in the past 50 years were
analyzed. The results showed, 1) there was an increasing trend in temperature (0.53 ℃10a1) and precipitation (7.8 mm10a1)
in the Tibetan Plateau in the past 50 years. While temperature increased significantly, the increase in precipitation was not
significant. Also there was an obvious decrease in sunshine duration (16.9 h10a1). 2) While temperature (0.4 ℃10a1) and
precipitation (7.2 mm10a1) increased during naked barley growth period in the Tibetan Plateau, sunshine duration (15 h10a1)
significantly decreased during naked barley growing season. There was an obvious warming tendency in the northern zone of
the Tibetan Plateau, significant increase in precipitation in the central region of the Tibetan Plateau and then an obvious
decline in sunshine duration in the northeast part of the Tibetan Plateau. 3) Climate potential productivity of naked barley
increased in the Tibetan Plateau (136.7 kghm210a1) from 1965 to 2013. The magnitude of increase was larger for the central
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region than for other regions of the Tibetan Plateau. However, there was a decreasing trend in climate potential productivity of
naked barley in the southeastern edge of the plateau, the northern part of Qaidam Basin in Qinghai Province and the
northwestern region of Tibet. 4) Precipitation and temperature had significantly positive correlation with climate potential
productivity of naked barley. Conversely, sunshine duration was negatively correlated with climate potential productivity of
naked barley. Precipitation was the most critical factor affecting climate potential productivity of naked barley during the
growing season and the key growth stages, followed by temperature. Finally, the study proposed measures to use of climatic
factors to enhance climate potential productivity of naked barley.
Keywords Tibetan Plateau; Climate change; Naked barley; Meteorological factors; Growth period; Potential productivity
(Received May 11, 2015; accepted Aug. 3, 2015)
气候变化问题引起国际社会广泛关注, 尤其全
球变暖已成为国际社会关注的焦点[1]。在过去 100 a,
全球地表温度平均上升 0.74 , ℃ 据估计到 2100年不
同地区温度将上升 0.3~4.8 ℃[2]。联合国政府间气候
变化专门委员会(IPCC)第 5 次评估报告称: 全球已
经并将持续变暖, 且变动幅度比我们之前认识到的
更加严重, 由此引发的极端天气事件发生频率和强
度均有增无减, 给人类经济、社会和可持续发展带
来巨大压力。目前, 虽然气候变化本身及其对各部
门各领域的具体影响尚未被确切评估, 但学术界已
经达成一个基本共识: 气候变化必将影响农业, 气
候变化背景下自然灾害和极端天气事件增多等问题
可能会使农业生产相当脆弱 [36], 中国农业也将面
临更加严峻的挑战, 这将对国家粮食安全带来严重
威胁。
青藏高原作为全球气候变化的“启动器”和“调
节区”, 气候变化不仅直接影响当地资源开发利用
和经济建设, 而且对全国乃至全球气候变化及生态
平衡起着极其重要的作用[7]。该区气候变化已得到
学术界的广泛关注, 已有研究多集中于气温、降水、
蒸散量等气候要素的整体变化趋势或高原总体气候
变化特征, 而作物对气候变化响应方面的研究相对
较少。青稞(Hordeum vulgare Linn. var. nudum Hook.
f.)作为青藏高原重要的粮食作物, 种植面积约占该
区粮食作物种植面积的43%, 主产区位于中国西藏、
青海、四川、云南等地, 其中, 西藏青稞种植面积占
到全区的57%。青稞不仅是最能适应青藏高原自然
环境的优势作物和藏民族赖以生存繁衍的基本口粮
作物, 也是我国最重要的杂粮作物之一[8]。近年来有
关青稞方面的研究主要集中在青稞的生理特性、营
养价值、药用价值等方面, 而对青稞发育过程和产
量的影响机理方面研究极少, 因此研究气候变化对
青藏高原青稞气候生产潜力的影响对青稞实际生产
和科学研究具有非常重要的意义。青稞生产的稳定
与发展不仅关系到藏区群众的温饱和致富, 而且关
系到我国社会的繁荣与稳定。同时作为中国青稞的
主产区和特色粮食基地, 探讨气候变化对青稞生长
发育过程和产量的影响机理对保障国家粮食安全也
具有举足轻重的作用。
为了解气候变化对青藏高原青稞发育过程和
产量的影响机理 , 辨明各种气象要素对青稞气候
生产潜力的影响程度 , 寻求青稞生产面临的主导
限制因素, 本文基于青藏高原及周边 106个气象站
点 1965—2013年气象数据, 采用数理统计方法分析
了研究区气候变化趋势, 利用 Thornthwaite Memorial
模型和 GIS 技术分析青稞生长季气候生产潜力的时
空间变化特征, 旨在为青藏高原青稞种植提供可靠
的依据和借鉴。
1 研究区概况、数据来源与研究方法
1.1 研究区概况
青藏高原区是全球海拔最高的一个巨型构造地
貌单元, 具有独特的自然环境和空间分异规律, 受
大气环流和高原地势格局的制约, 它形成了独特的
水热状况地域组合 , 呈现出从东南温暖湿润向西
北寒冷干旱的变化。平均海拔 4 000~5 000 m, 有
“世界屋脊”和“第三极”之称, 是亚洲许多大河的发
源地 [9]。本文所指的青藏高原区包括我国的西藏藏
族自治区、青海省、甘肃省甘南藏族自治区、四川
省阿坝与甘孜藏族自治区, 该区种植的农作物主要
包括青稞、小麦(Triticum aestivum Linn.)、玉米(Zea
mays Linn.)等, 其中青稞种植面积约占粮食作物种
植面积的 43%。
1.2 数据来源
气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网
(http://cdc.cma.gov.cn/home.do)地面气候资料月、日
值数据集和农作物生长发育和农田土壤湿度旬值数
据集。选取了青藏高原及周边 106 个地面气象观测
站(图 1)1965—2013 年的逐日温度、降水量、日照
时数以及青稞播种、出苗、分蘖、拔节、抽穗、成
熟期等各阶段的物候期数据进行分析。
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图 1 研究区位置及气象站点分布
Fig. 1 Location of the study area and distribution of
meteorological stations
1.3 研究方法
1.3.1 气候因子变化趋势分析
青藏高原区青稞一般生长季为 4—8月, 青稞生
长季平均气温、降水量和日照时数计算方法采用各
气象站点每年 4—8月逐日数据进行平均或求和, 对
于其中个别缺测数据采用线性插值法或均值化等方
法进行补插, 所有趋势方程采用线性回归拟合。青
稞生长季≥0 ℃有效积温的计算方法同降水量和日
照时数。气象要素在不同时间上的空间分布利用
GIS空间插值技术绘制[1011]。
为进一步了解气温、降水量、日照时数等气候
因子对青藏高原区青稞不同生长期的影响, 本研究
不仅分析了近 50 年来青藏高原青稞全生育期的积
温、降雨量和日照时数的时空变化, 还分析青稞关
键生长期多年平均气温、降雨量和日照时数的时空
变化。
1.3.2 气候生产潜力的估算
作物生产潜力是评价农业气象资源的依据之
一 , 其大小取决于光、温、水 3 要素的数量及其相
互配合协调的程度 [12], 即气候生产潜力 [13]。青稞
气候生产潜力计算时间为 4—8 月 , 在综合分析并
结合前人研究的基础上 , 选择较为成熟、国际通用
的 Thornthwaite Memorial模型分析该地区气候生产
潜力[1415], 具体模型与参数为:
 0.000 969 5 20
spv 30 000 1 e
vT       (1)
 21.05 / 1 1.05 /P P LV
P
  
( 0.316 )
( 0.316 )
P L
P L
≥
(2)
3300 25 0.05L T T   (3)
式中: Tspv是以实际蒸散量计算得到的作物干物质产
量(kghm2a1); V为年平均实际蒸散量(mm); L为年
最大蒸散量(mm), 表征为年平均温度的经验函数; T
为年平均气温( )℃ ; P为年降水量(mm)。
2 结果与分析
2.1 青藏高原气候变化特征
2.1.1 近 50年来的气候变化趋势
通过分析研究区 1965—2013 年各气象站点数据
发现, 近 50 年来该区气温呈上升趋势(0.53 ℃10a1),
且高于中国近 50年平均地表气温上升速率(0.22 ℃10a1);
该区属于高原山地气候, 降水较少, 1965 年以来的
多年平均降水量为 447 mm, 但整体呈波动上升态
势(7.8 mm10a1), 上升速率较慢; 因该区海拔高, 空
气稀薄, 水汽输入少, 晴天多, 近 50年来年均日照时
数达 2 680 h, 但整体呈波动下降趋势(16.9 h10a1)
(图 2)。
2.1.2 青稞生长季的气候变化趋势
1965—2013年间青藏高原区青稞生长季气温呈
波动上升趋势(图 3a), 从趋势线来看, 增温较明显,

图 2 青藏高原 1965—2013年气候变化趋势
Fig. 2 Change trends of climate in the Tibetan Plateau from
1965 to 2013
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图 3 青藏高原青稞生长季平均气温、平均降水量和日照
时数年际(a)和年代际(b)变化趋势(1965—2013年)
Fig. 3 Interannual (a) and interdecadal (b) change trends of
mean temperature, precipitation and sunshine duration during
naked barley growth period in the Tibetan Plateau from 1965 to
2013
每 10 a增温约 0.4 ℃。从增温的年际变化来看, 20
世纪 60年代到 90年代中期年均气温增加幅度较小,
20 世纪 90 年代后期以来增加幅度较大(图 3b)。说
明该区青稞生长季气温呈加速上升态势。
积温反映着生物体对热量的要求, 青稞为喜凉
作物, ≥0 ℃有效积温 1 200~1 500 ℃就可以满足其
正常生长发育[16]。从青稞生长季有效积温的空间分
布来看(图 4a), 有效积温从高原中部向周边呈递增
趋势, 受海拔和地势等因素的影响, 积温高值区主
要位于青海省柴达木北部、四川西北部和西藏东南
部地区; 积温低值区主要集中于海拔 5 000 m 以上
的青海省格尔木市、治多、玛沁县和西藏那曲东南
部部分地区 , 这些区域青稞生长季有效积温不足
1 000 , ℃ 致使这些区域不适宜青稞种植, 而青藏高
原其他大部分地区均能满足其积温需求。
比较 1965—1974年与 2004—2013年青稞生长季
有效积温发现(图 4b), 该区近 50 年青稞生长季有效
积温均呈增加态势, 但由于该区地形复杂, 不同地区
有效积温的变化幅度存在明显差异。近 50 年来该区
有效积温值约增加 100~200 , ℃ 其中, 青海柴达木北
部、西藏东南部与四川交界地区积温增加明显。


图 4 青藏高原青稞生长季≥0 ℃积温(2004—2013年)(a)及 2004—2013年与 1965—1974年积温差(b)的空间分布
Fig. 4 Spatial distribution of accumulated temperature above 0 ℃ during naked barley growth period from 2004 to 2013 (a) and its
difference (D-value) between 2004 to 2013 and 1965 to 1974 (b) in the Tibetan Plateau
近 50 年来该区青稞生长季降水量呈波动变化
趋势(图 3a), 整体呈小幅上升态势(7.2 mm10a1),
多年平均降水变率为 6.17%, 说明该区多年降水较
稳定, 但年内变化愈加不稳定。该区近 50年来青稞
生长季平均降水量为 330 mm, 20世纪 60年代到 90
年代中期降水相对平稳, 且基本低于多年平均值。
20 世纪 90 年代中期以来降水呈明显增加趋势(图
3b), 说明该区青稞生长季降水呈增加趋势, 但年降
水量的稳定性却有所下降。
青藏高原区的降水主要出现在夏季, 雨季与干
季分明, 降水大多集中在 5—9月[17]。青稞生长季一
般耗水量约为 450 mm左右, 其中, 分蘖—拔节、拔
节—抽穗、抽穗—蜡熟这 3个阶段是青稞耗水旺期,
耗水量占整个生长期的 72%, 该时期的水分供应对
提高作物产量有重要作用。由于受印度洋暖湿气流
的影响, 高原南部降水较多, 在 500 mm左右, 而北
部由于深居内陆, 降水量较少, 在 100 mm左右, 如
西藏西部狮泉河镇和青海北部茫崖、冷湖、大柴旦
等镇属典型的内陆高原荒漠或大陆性气候, 降水不
足 50 mm。从降水的空间分布也可以看出(图 5a), 青
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图 5 青藏高原青稞生长季降水量(2004—2013年)(a)及 2004—2013年与 1965—1974年降水量差(b)的空间分布
Fig. 5 Spatial distribution of precipitation during naked barley growth period from 2004 to 2013 (a) and its difference (D-value)
between 2004 to 2013 and 1965 to 1974 (b) in the Tibetan Plateau
藏高原区青稞生长季降水从东南部的雅鲁藏布江谷
地向西北内陆递减。其中, 青藏高原西部噶尔县和
青海柴达木地区降水严重不足, 不适合青稞种植 [18];
高原中部自然降水虽不足以满足青稞生长季需水要
求 , 但加以人工灌溉 , 可适于种植青稞; 而高原东
南部地区因降水充沛可完全保证青稞生长所需量。
由此可见, 降水的增加趋势有利于青稞种植。施雅
风、姜永见等[1920]在研究青藏高原区整体气候变化
趋势中也已证实整个区域以暖湿化趋势为主。
从 1965—1974 年与 2004—2013 年青稞生长季
降水变化空间格局来看(图 5b), 高原中部地区降水
增加显著, 而边缘部分地区有不同程度地减少, 其
中, 西藏东南部地区青稞生长季降水减少高达 50~
100 mm。华维、白虎志等[2124]在研究季风变化对青
藏高原降水影响时, 得出该地区降水减少的因素较
为复杂, 地势差异和高原夏季风偏强趋势明显, 可能
是造成降水向北有所偏移的主要原因, 但具体原因
还有待进一步研究。
1965—2013年青藏高原区青稞生长季多年平均
日照时数在 1 138 h左右, 但日照时数呈波动下降趋
势(15 h10a1)(图 3a), 1997年后日照时数均低于多年
平均值。从年际变化来看(图 3b), 从 20世纪 60年代
到 90年代中期日照时数均超过 1 140 h, 20世纪 90
年代中期以来日照时数呈明显下降趋势。从青稞生长
季日照时数的空间分布来看(图 6a), 日照时数由东南
向西北逐渐增加, 与降水变化趋势大体一致, 低值区
位于高原南部泽当镇、林芝县附近, 为 850 h左右, 最
高值位于西藏噶尔县和青海柴达木地区, 达 1 500 h
左右, 而中部地区日照时数约 1 150 h。日照时数主要
影响太阳辐射总量, 而太阳辐射是导致光合生产潜
力下降的主要原因。日照时数的变化与总云量、低云
量、降水和水汽压等自然要素以及人为因素导致的


图 6 青藏高原青稞生长季日照时数空间分布(2004—2013年)(a)及 2004—2013年与 1965—1974年日照时数差
(b)的空间分布
Fig. 6 Spatial distribution of sunshine duration during naked barley growth period from 2004 to 2013 (a) and its difference
(D-value) between 2004 to 2013 and 1965 to 1974 (b) in the Tibetan Plateau
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气溶胶、气体状态污染物浓度增加等因素有关, 从
青藏高原区近 50 年来日照时数的增减量来看(图
6b), 除西藏东南部地区有所增加外 , 大部分地区
均呈不同程度的下降, 其中青海省大部分地区日照
时数下降明显, 通过对比降水差值与日照时数增减
量的空间变化发现, 日照时数随降水的增加呈下降
趋势。已有研究显示, 青藏高原区暖季日照时数与
云量、水汽压和降水量都呈极显著的负相关, 但云
量的变化趋势不大, 平均水汽压则表现为极显著增
加趋势, 降水量也呈现为不显著的增加趋势, 说明
造成青稞生长季日照时数减少的因素主要是大气
中水汽压的变化[2527]。
2.2 青藏高原青稞气候生产潜力
气候生产潜力, 取决于光、温、水等因素的综
合作用, 变化较为复杂。1965—2013 年青藏高原区
青稞气候生产潜力总体呈上升态势(图 7a), 每 10 年
约增加 136.7 kghm2, 增幅较小 , 多年平均值为
7 015 kghm2。从年际变化来看(图 7b), 20世纪 60
年代到 90 年代中期气候生产潜力均低于多年平均
值, 20世纪 90年代中期以来气候生产潜力增加显著,
均高于 7 200 kghm2, 说明 20世纪 90年代中期以
来青稞气候生产潜力有了明显增加。
从青藏高原青稞气候生产潜力空间分布来看 ,
呈由东南向西北递减的趋势(图 8a, b), 与降水量分

图 7 青藏高原青稞气候生产潜力年内(a)和年际(b)变化
趋势(1965—2013年)
Fig. 7 Interannual (a) and interdecadal (b) change trends of
the climate potential productivity of naked barley in the Tibetan
Plateau from 1965 to 2013

图 8 青藏高原青稞气候生产潜力(1965—1974年, a;
2004—2013年, b)及 2004—2013年与 1965—1974
年青稞气候生产潜力差(c)空间分布
Fig. 8 Spatial distribution of climate potential productivity of
naked barley from 1965 to 1974 (a), from 2004 to 2013 (b) and
its difference between 2004 to 2013 and 1965 to 1974 (c) in the
Tibetan Plateau
布大体一致。比较 1965—1974 年与 2004—2013 年
青稞气候生产潜力(图 8c), 发现青藏高原大部分地
区青稞气候生产潜力均呈增加趋势, 其中, 高原中
部地区增加较显著。通过差值比较这两个时期增减量,
作进一步验证, 2004—2013年较 1965—1974年中部地
区青稞气候生产潜力增加 1 500~2 500 kghm2, 而青
藏高原东南部边缘、青海柴达木北部、西藏西北部
由于受气温和降水等的影响而有不同程度的下降 ,
下降最显著的地区为西藏林芝地区, 2004—2013 年
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较 1965—1974 年青稞气候生产潜力下降达 500~
1 000 kghm2。
青稞生长季中最为关键的两个时期是 5 月中
旬到 6 月上旬的分蘖—拔节期和 7 月初到 7 月下
中旬的抽穗—开花期。在分蘖—拔节、抽穗—开
花期 , 水分不足会使小穗原基数减少或已分化的
小穗原基数退化 , 每穗着粒数减少 , 导致减产 [28],
通常分蘖期土壤含水量应在 15%以上 , 拔节期土
壤含水量应在 20%以上。青稞穗分化期如温度过
高, 会使穗分化过程明显缩短, 导致每穗粒数减少,
通常春播青稞在穗分化期日平均气温在 8~12 ℃较
为适宜 [29]。
近 50年来青藏高原青稞分蘖—拔节期、抽穗—
开花期气温均呈增加趋势(图 9)。其中, 分蘖—拔节
期日平均气温由 1965—1994年的 10 ℃上升到 1995
年以来的 11 , ℃ 但仍处在青稞穗分化较适宜温度范
围内 ; 抽穗—开花期依气温变化而变化 , 气温高 ,
抽穗快, 反之则慢。当气温为 20~22 ℃、相对湿度
为 70%~73%时, 开花最多, 当气温在 20 ℃以下, 相
对湿度大于 75%时, 开花较少。但开颖式开花占当
时开花百分比在低温高湿的情况下为最大。青藏高
原区青稞抽穗—开花期的温度从 1964—2004 年的
14 ℃上升到 2005 年以来的 16 , ℃ 说明青藏高原
青稞抽穗—开花期温度还没有达到该时期最佳发
育温度, 但青藏高原气温的持续升高会对青稞关键
生长期产生潜在的有利影响。
近 50 年来青藏高原青稞分蘖—拔节期和抽穗
—开花期降水量均呈增加趋势(图 9), 但增幅较小,
分蘖—拔节期降水量维持在 50 mm左右, 抽穗—开
花期处于青藏高原降水较为集中的时期, 降水量达
70~80 mm, 但青稞在这两个关键生长期耗水量达到
100 mm 左右才可以满足其正常发育[8]。总体来看,
青藏高原区降水增加对青稞的生长发育起到促进作
用 , 但还需根据当地的实际情况 , 做好灌水工作 ,
才能保证青稞高产。
近 50 年来青稞分蘖—拔节期日照时数呈微弱
的减少趋势 , 但抽穗—开花期日照时数变化明显 ,
2004—2013年较 1965—1974年减少 15 h左右(图 9)。
因该时期为青藏高原暖季, 温度逐步升高, 且处于
雨季, 降水较丰富, 导致水汽压增加而引起日照时
数下降显著。青藏高原因海拔较高、空气相对稀薄,
年日照时数充足、辐射强度大, 日照时数的减少使
得该地区蒸散量减弱, 水分得到保持, 从而进一步
促进青稞生长发育。

图 9 青藏高原青稞关键生长期气温、降水和日照时数的
年际变化(1965—2013年)
Fig. 9 Interdecadal change trends of temperature, precipitation
and sunshine duration at naked barley crucial growth stages in
the Tibetan Plateau from 1965 to 2013

2.3 气候因子与青稞生产潜力的关系
为了进一步辨明气候因子对青稞气候生产潜
力的影响 , 对青稞生长季和关键生长期≥0 ℃积
温、降水、日照时数与青稞气候生产潜力进行相关
分析(表 1), 结果表明:
1)青稞生长季降水是影响青稞气候生产潜力最
为关键的因子, 与气候生产潜力的相关系数达 0.992;
≥0 ℃积温次之 , 与气候生产潜力的相关系数为
0.559, 二者均在 0.01水平上显著。陈长青等[12]在分
析气候变暖对东北地区春玉米生产潜力的影响时 ,
也得出了降水是影响作物生产潜力的关键因子。但
是 , 日照时数与青稞气候生产潜力呈显著负相关 ,
相关系数为0.787, 在 0.01 水平上显著。通过进一
步分析发现, 青稞生长季日照时数与降水、积温的
相关系数为0.765、0.528, 二者均在 0.01水平上显
著负相关, 说明青稞生长季降水量和积温的不断增
加使空气中水汽压增大是导致日照时数下降的主
要原因 , 日照时数的下降严重影响到青稞光合作
1336 中国生态农业学报 2015 第 23卷


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表 1 不同气候因子与青稞生产潜力的相关系数
Table 1 Correlation coefficients of different meteorological factors with climate potential productivity of naked barley
关键生长期 Key growth stage
生长季 Growth period
分蘖—拔节期 Tillerjointing 抽穗—开花期 Headingflowering
≥0 ℃积温
Accumulated
temperature
≥0 ℃
年均降水量
Annual average
precipitation
年均日照时数
Annual average
sunshine duration
≥0 ℃积温
Accumulated
temperature
≥0 ℃
降水量
Precipitation
日照时数
Sunshine
duration
≥0 ℃积温
Accumulated
temperature ≥0 ℃
降水量
Precipitation
日照时数
Sunshine
duration
0.559** 0.992** 0.787** 0.425* 0.594** 0.380 0.322* 0.602** 0.408**
**和*分别表示在 0.01和 0.05水平(双侧)上显著相关。** and * show significant correlation at 0.01 and 0.05 levels (double-side), respectively.

用能量来源, 净光合速率, 显著降低了青稞干物质
累积量[28]。可见, 降水和气温是影响青稞气候生产
潜力的关键因子, 也是导致日照时数与青稞气候生
产潜力呈负相关的关键。
2)青稞分蘖—拔节期降水量与气候生产潜力的
相关系数为 0.594, ≥0 ℃积温与气候生产潜力的相
关系数为 0.425, 分别在 0.01、0.05 水平上显著, 而
日照时数与青稞气候生产潜力呈不显著的负相关, 说
明在青稞分蘖—拔节期降水仍然是影响青稞气候生
产潜力最为关键的因子, ≥0 ℃积温次之。
3)青稞抽穗—开花期降水量与气候生产潜力的
相关系数为 0.602, ≥0 ℃积温与气候生产潜力的相
关系数为 0.322, 分别在 0.01、0.05 水平上显著, 而
日照时数与青稞气候生产潜力呈负相关, 相关系数
为0.408, 在 0.01 水平上显著。说明在青稞抽穗—
开花期降水依然是影响青稞气候生产潜力最为关键
的因子, ≥0 ℃积温次之。
3 结论与建议
通过分析青藏高原区近 50 年来的气候变化趋
势、青稞生长季、关键生长期气候变化趋势及气候
要素与青稞气候生产潜力的关系, 得出以下结论:
1)近 50年来青藏高原区气温和降水均呈现上升
趋势 , 但气温上升较显著 , 降水增加较缓 , 日照时
数减少趋势明显, 尤其在 20世纪 90年代以来, 青藏
高 原 气 候 变 化 向 着 暖 湿 化 趋 势 发 展 。
2)近 50年来青藏高原区青稞生长季气温、降水
均呈上升趋势(0.4 ℃10a1、7.2 mm10a1), 且增温
速率高于全球平均增温速率, 20世纪 90年代以来气
温增加尤为显著。其中, 青稞生长季≥0 ℃有效积
温由高原中部向周边呈递增趋势, 高原北部地区增
幅较大, 而降水显著增加地区主要在高原中部; 青
稞生长季日照时数呈下降趋势(15 h10a1), 20 世纪
90 年代中后期以来下降尤为显著, 除高原南部部分
地区日照时数有所增加外其他大部分地区均呈下降
趋势, 且高原东北部日照时数下降较为明显。
3)近 50年来青藏高原青稞气候生产潜力总体呈
上升趋势(136.7 kghm210a1), 但增幅较小。20 世
纪 90年代中期以来气候生产潜力增加趋势显著。其
中, 青藏高原区东南部边缘、青海柴达木北部、西
藏西北部有不同程度的下降趋势, 西藏林芝地区下
降最为明显, 达 500~1 000 kghm2。
4)降水是影响青稞气候生产潜力最为关键因子,
温度次之。
由于研究区西北部气象站点较少, 为使空间插
值尽可能反映实际情况, 利用新疆南疆地区几个站
点资料进行补充, 但插值结果还不具有较强的代表
性。另外在分析气候的年代际变化过程中没有考虑
气候突变点的影响, 在未来研究中还需做进一步探讨。
基于上述研究结论, 提出以下建议以提高该区
青稞产量: 对气温适宜、降水量和气候生产潜力原
本较高而近年下降的地区, 如西藏南部泽当、尼木
等地区, 应提高水资源有效利用率, 加强灌溉的时
效性, 在青稞关键生长期及时引水灌溉以保证青稞
水分需求; 对气温适宜、降水量和气候生产潜力原
本较低而近年上升的地区 , 应采取降水旺季蓄水 ,
以备干旱季节利用措施, 或采用地膜种植技术、引
进耐旱的青稞新品种; 对气温较低、降水和气候生
产潜力与过去相比都有所增加的地区, 应采取耕地
保护措施, 提高土壤本身的蓄热、蓄水能力, 同时提
高光能利用率; 对整个地区来说, 除了提高光能、水
资源利用率 , 涵养水源外 , 还应增加外部投入 , 如
使用植物保护技术等保护性投入, 用于控制病、虫、
草等有害生物的发展, 提高农业生物种群和群落的
净生产力; 适量增加有机化肥使用, 提高作物产量;
加大农业机械和工程(道路、厂房、水利设施等)设施
性投入, 为农业生物创造良好的物理环境, 特别是
土壤环境, 以及提高劳动生产率, 节约资源和农时
等。最重要的是保护高寒生态脆弱区的生态环境 ,
尤其是对草场和高山植被的保护。与此同时农户应
加强由极端气候事件如寒潮、低温、强降雨等引发
第 10期 赵雪雁等: 近 50年气候变化对青藏高原青稞气候生产潜力的影响 1337


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的气象灾害预测和防御能力, 采用科学的方法和更
规范的管理制度来提高青稞产量。
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