生态学杂志 Chinese Journal of Ecology 摇 2013,32(9):2390-2397 摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇 1961 2012 年安徽省 24 节气气候变化及 * 冬小麦和一季稻物候期的响应 王摇 ** 胜摇徐摇敏摇宋阿伟摇戴摇娟 ( 安徽省气候中心, 合肥 230031) 摘摇要摇全球变暖作为一个不争的事实, 不可避免地对农业产生影响 利用安徽省逐日气象观测资料以及作物物候期资料, 运用统计学方法分析 24 节气气候变化及冬小麦和一季稻物候期的响应 结果表明 : 安徽省 24 节气平均气温呈准正态分布, 一年中大暑最热 (28 郾 5 依 0. 9 益 ) 而大寒最冷 (2. 5 依 1. 4 益 ), 各节气升温趋势明显, 整个节气循环趋于整体抬升 ; 谷雨鄄处暑节气降水集中, 夏至降水最多 (151. 4 mm) 而冬至最少 (13. 5 mm),24 节气降水年际变化大, 线性增减趋势总体不明显 ; 近 52 年农业气候资源发生显著变化, 冬小麦和一季稻全生育期逸 10 益的活动积温增多, 尤其是冬小麦生育期热量明显改善, 降水量冬小麦全生育期无明显变化, 而一季稻全生育期有增加趋势 (17. 5 mm 10 a -1 ), 日照时数均显著减少 ; 在 24 节气气候变化响应方面, 沿淮淮北冬小麦物候期普遍提前, 全生育期缩短, 江淮一季稻播种鄄返青阶段呈提前趋势, 而分蘖鄄成熟阶段有推后趋势, 全生育期变长 ; 活动积温及平均气温是引起物候期变化最主要的因子, 气温日较差很大程度决定着生殖生长期的长短, 降水与物候期呈正相关, 降水减少 气温升高, 加速了生育进程, 日照总体有利于营养生长期缩短而生殖生长期延长 关键词摇 24 节气 ; 气候变化 ; 作物物候期 ; 安徽省 中图分类号摇 S963 摇文献标识码摇 A 摇文章编号摇 1000-4890(2013)9-2390-08 Climate changes in 24 solar terms and responses of winter wheat and single 鄄 season rice phenophases in Anhui Province of East China in 1961-2012. WANG Sheng **, XU Min, SONG A 鄄 wei, DAI Juan (Anhui Climate Center, Hefei 230031, China). Chinese Journal of E 鄄 cology, 2013, 32(9): 2390-2397. Abstract: Global climate warming is an indisputable fact, which inevitably affects the agricultur 鄄 al activities. Based on the climatic data from 1961 to 2012 and the crop phenophase data from 1980 to 2012 in Anhui Province, and by using statistical methods, the responses of winter wheat and single 鄄 season rice phenophases to the climate changes in 24 solar terms in the Province were analyzed. The average air temperature in the 24 solar terms were in quasi 鄄 normal distribution, being the highest (28. 5 依 0. 9 益 ) in Great Heat (the 12th solar term) and the lowest (2. 5 依 1 郾 4 益 ) in Great Cold (the 24th solar term). There was an obvious raising trend in the air tempera 鄄 ture in each solar term, and overall, the solar term cycle tended to be uplift. The precipitation centralized greatly during Grain Rain ( the 6th solar term) to Limit of Heat ( the 14th solar term), and was the most (151. 4 mm) in Summer Solstice (the 10th solar term) and the least (13. 5 mm) in Winter Solstice (the 22nd solar term). Since the 1960s, the precipitation in the 24 solar terms had a greater variation between years, but no obvious linear trends. In the past 52 years, the agro 鄄 climatic resources in the Province had obvious change. The active accumulated temperature of 逸 10 益 during winter wheat and single 鄄 season rice growth periods showed an in 鄄 creasing trend, especially the heat conditions in winter wheat growth period improved. The pre 鄄 cipitation in single 鄄 season rice growth period had an increasing trend (17. 5 mm 10 a -1 ), while *2012 年安徽省气象局气象科技发展基金项目 (KM201207) 和 2012 年安徽省气象局新技术集成项目 (AHXJ201203) 资助 ** 通讯作者 E 鄄 mail: ws7810@ 163. com 收稿日期 : 2013 鄄 03 鄄 17 摇摇接受日期 : 2013 鄄 06 鄄 02
王摇 胜等 :1961 2012 年安徽省 24 节气气候变化及冬小麦和一季稻物候期的响应 2391 that in the whole growth period of winter wheat had no clear trend. The sunshine hours in the growth periods of both winter wheat and single 鄄 season rice reduced significantly. In response to the climate change in the 24 solar terms, the phenophases from sowing to maturing stages of win 鄄 ter wheat advanced, and the duration of the whole growth period reduced, whereas the phe 鄄 nophases from sowing to reviving and from tillering to maturing stages of single 鄄 season rice ad 鄄 vanced and prolonged, respectively, with the duration of the whole growth period increased. The active accumulated temperature and the average air temperature were the most important factors inducing the changes of phenophases in the growth period, and the diurnal air temperature deter 鄄 mined the duration of reproductive growth period. The correlation analysis indicated that there was a significant positive correlation between precipitation and crop phenophase. The decrease of precipitation and the increase of air temperature accelerated crop development processes, while the sunshine was overall favorable to the shortening of vegetative growth period and the prolonging of reproductive growth period. Key words: 24 solar terms; climate change; crop phenophase; Anhui Province. 摇摇 24 节气是华夏祖先历经千百年的实践创造出来的宝贵科学遗产, 它包含了自然界中气温变化 作物物候始末 昼夜变化等多种现象, 反映了四季交替的气候特征, 含有时令顺序 物候变化 24 节气将气候条件与农业生产有机地联系起来, 包含着朴素的农业气候分析和农业气象预报的知识, 是我国古代最早的朴素农业气象学 根据节气和气候总结的农业谚语, 对农业生产有很好的参考价值 ( 江霞, 2003; 钱诚等, 2011; 储晓春, 2012) IPCC 第四次评估报告认为, 近 100 年 (1906 2005 年 ) 间全球地面平均气温上升了 0. 74 依 0. 18 益 (IPCC, 2007) 在气候变暖的背景下, 中国气候学入春提前, 四季平均温度明显升高 ( 任国玉等, 2005; Qian et al., 2011) 作物生长期延长 无霜期变长 ( 徐铭志等, 2004; Qian et al., 2004; Song et al., 2010), 动植物的生长周期也出现显著变化 (Menzel et al., 1999; 郑景云等, 2002; Zheng et al., 2006), 气候变化正直接或间接对自然生态系统以及人类活动产生巨大影响 ( 刘绿柳和肖风劲, 2006; 丁一汇, 2008; 康燕霞等, 2009) 安徽省位于北亚热带和暖温带过渡地区, 南北冷暖气团交绥频繁, 天气多变 安徽也是全国 13 个粮食主产省之一, 粮食 油料 淡水产品等农产品常年产量均居全国前 10 位 2012 年全省粮食总产 3 郾 29 伊 10 10 kg, 连续 9 年丰收 在全球气候变化的背景下, 全省气温显著升高, 降水格局发生改变 ( 田红等, 2006; 田红等, 2012),24 节气气候特征及节气代表性必然发生改变, 许多与节气相关的农谚和经验, 可能会变得不再适宜 鉴于此, 本文基于逐日气象资料及作物物候期资料, 从 24 节气角度分析安徽省气候变化特征, 研究作物物候期对 24 节气气候变化的响应, 以图为适应气候变化 适时调整相应农事活动提供决策依据 1 摇材料与方法 1 郾 1 摇资料选取利用安徽省 77 个气象台站 1961 2012 年逐日气象资料, 包括平均气温 最高与最低气温 降水量 日照时数 ( 图 1); 作物物候期包括具有完整序列的沿淮淮北 12 个代表站冬小麦以及江淮 6 个代表站一季稻物候期资料 ( 表 1) 资料来源于安徽省气象信息中心 1 郾 2 摇资料处理 24 节气反映了季节及气候现象 由于节气具体日一般出现在固定的 3 d 或 2 d 之中, 在统计某一节气内气候要素时为计算方便, 节气当日的具体日期为 3 d 的取中间日期为代表时间, 日期为 2 d 的取第 1 天为代表时间 如立春在 2 月 3 5 日用 2 月 4 日 表 1 摇观测站点作物物候资料 Table 1 摇 Phenological data of the agro 鄄 meteorological stations 作物年份摇摇代表站摇摇作物物候期 冬小麦 1980 2012 砀山 亳州 蒙城 宿州 五河 阜阳 霍邱 寿县 凤阳 滁州 天长 合肥 播种 出苗 分蘖 越冬 拔节 孕穗 抽穗 开花 乳熟 成熟 一季稻 1981 2010 五河 寿县 滁州 天长 六安 合肥 播种 出苗 三叶 移栽 返青 分蘖 孕穗 抽穗 乳熟 成熟
2392 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生态学杂志摇第 32 卷摇第 9 期摇 代表节气当日时间, 立春节气平均气温则为 2 月 4 18 日期间的平均气温 大寒在 1 月 20 21 日即用 1 月 20 日代表节气当日时间, 大寒节气平均气温则为 1 月 20 日 2 月 3 日期间的平均气温 将各代表站处于相同物候阶段的日期平均后得到该作物物候期区域平均值, 利用一次线性函数分析每个物候期随年代变化的趋势 日平均气温稳定通过 10 益是喜温作物旺盛生长的界限温度, 反映农事季节内的热量资源 ; 气温日较差对作物生殖生殖期 产量和品质都有很大影响 ( 罗蒋梅等, 2009; 罗琴等, 2010) 因此, 根据不同生育 ( 物候 ) 期的起止日期和时间间隔, 分别统计各节气内积温 平均气温 气温日较差 降水量及日照日数演变趋势 标准差反映了一组数据的离散程度, 分析作物物候期标准, 可反映物候期年际波动特征 开展 24 节气气候要素对冬小麦及一季稻物候期影响的研究, 通过相关分析得到影响物候期的关键气候因子 ; 在单因子相关分析的基础上, 挑选通过 P<0. 05 信度水平的气候要素, 利用逐步回归构建物候期预估模型 具体算法参见相关文献 (Hore, 1981; 吴洪宝和吴蕾, 2005; 魏凤英, 2007) 2 摇结果与分析 2 郾 1 摇 24 节气气候变化事实 2 郾 1 郾 1 摇气候要素基本特征摇 24 节气全省平均气温呈准正态分布 ( 图 2) 大暑为全年最热节气, 节气平均气温为 28. 5 依 0. 9 益 ; 大寒为最冷节气, 节气平均气温为 2. 5 依 1. 4 益 立春 - 大暑各节气日平均气温均为初日低于终日 ; 大暑 - 大寒各节气日平均气温均为初日高于终日 相邻节气的平均气温变量曲线为单峰单谷型, 峰值出现在清明节气, 气温节气变量为 3. 8 益, 谷值出现在立冬节气, 气温节气变量为 -3. 7 益 24 节气全省平均降水量及降水日数均呈单峰型分布 ( 图 2), 立春 - 夏至降水量和降水日数逐渐增加, 夏至 - 大寒逐渐减少 谷雨 - 处暑节气降水相对集中, 各节气平均降水量普遍超过 50 mm, 其中夏至节气一般处于梅雨期, 其降水量 (151. 4 mm) 全年最多 ; 其他节气降水量不足 50 mm, 其中冬至节气降水量 (13. 5 mm) 全年最少 各节气日照时数年内分布与平均气温类似, 大 图 1 摇 研究区气象站点分布示意图 Fig. 1 摇 Location of meteorological stations in the study area 图 2 摇 24 节气平均气温及降水 Fig. 2 摇 Distribution of average temperature and rainfall in every solar term
王摇 胜等 :1961 2012 年安徽省 24 节气气候变化及冬小麦和一季稻物候期的响应 2393 暑最多 (113. 1 h), 小寒最少 (54. 0 h) 2 郾 1 郾 2 摇各节气气候要素线性趋势摇小暑 立秋 处 暑及立冬 4 个节气平均气温略有下降趋势, 其他节 气升温明显, 其中立春 - 谷雨增温率高 (0. 28 ~ 0. 53 益 10 a -1 ); 此外, 气温上升阶段的增温率普遍比 下降阶段大, 表明气温上升阶段物候提前比下降阶 段物候推迟更明显 ( 表 2) 降水量清明 - 立夏 白露 - 霜降有减少趋势, 其中立夏减幅最大 ( - 6 郾 3 mm 10 a -1 ); 其他节气降水有不同程度的增多, 其 中芒种增幅最大 (7. 1 mm 10 a -1 )( 表 2) 清明 谷 雨和立夏节气日照有增多趋势, 与降水减少对应关系 较好 ; 其他节气日照呈减少趋势, 小满 - 处暑减幅较 大, 其中大暑节气线性倾向率达 - 9. 1 h 10 a -1 ( 表 2) 2 郾 1 郾 3 摇关键物候节气气候变化特征摇反映物候现 象的节气分别为惊蛰 清明 小满和芒种, 其中小满 与芒种反映作物成熟与收成, 惊蛰与清明反映自然 物候现象 立春起逐渐回暖, 惊蛰开始最低气温普 遍超过 0 益 惊蛰 清明 小满和芒种节气内平均气 表 2 摇 1961 2012 年 24 节气气候要素变化趋势 Table 2 摇 Linear trends of climatic factors of 24 solar terms during 1961-2012 节气 平均气温 ( 益 10 a -1 ) 降水量 (mm 10 a -1 ) 日照时数 (h 10 a -1 ) 立春 0. 53 * 0. 64-2. 33 雨水 0. 47 * 2. 50-1. 57 惊蛰 0. 37 * 0. 59-0. 19 春分 0. 28 0. 28-2. 41 清明 0. 33 ** -4. 73 3. 08 谷雨 0. 42 ** -2. 83 3. 08 立夏 0. 19-6. 30 * 0. 61 小满 0. 05 2. 26-4. 69 * 芒种 0. 03 7. 06-8. 43 * 夏至 0. 24 3. 03-4. 67 * 小暑 -0. 09 4. 97-8. 61 ** 大暑 0. 04 1. 84-9. 06 ** 立秋 -0. 09-0. 05-7. 61 ** 处暑 -0. 17 3. 86-7. 42 ** 白露 0. 24 * -3. 60-3. 76 秋分 0. 24 * -4. 16-2. 22 寒露 0. 34 ** -0. 96-3. 34 霜降 0. 19-0. 72-1. 67 立冬 -0. 03 0. 57-1. 89 小雪 0. 35 * 1. 95-5. 37 ** 大雪 0. 13 1. 26-2. 43 冬至 0. 34 0. 14-2. 82 小寒 0. 12 4. 30 * -6. 00 ** 大寒 0. 05 0. 61-3. 23 * 和 ** 分别表示 P<0. 05 和 P<0. 01 水平的显著性检验 下同 温分别为 9. 3 益 15. 2 益 23. 2 益和 24. 8 益 ; 其年 际变化大, 惊蛰和清明节气全省平均气温显著升高, 升温率分别为 0. 37 益 10 a -1 和 0 郾 33 益 10 a -1 (P < 0. 01), 而小满和芒种节气变暖趋势不显著 ( 图 3) 摇摇关键物候节气降水量年际波动大, 其中清明节 气降水量显著减少 ( -4. 7 mm 10 a -1 ); 芒种节气降 水量显著增多 (7. 1 mm 10 a -1 ); 惊蛰和小满节气 降水量线性变化趋势不明显 2 郾 1 郾 4 摇冬小麦和一季稻全生育期气候资源变化摇 在全球变暖背景下, 作物生育期气候条件势必也发 生变化 冬小麦全生育期主要历经霜降 - 小满 14 个节气, 一季稻全生育期主要历经夏至 - 处暑 8 个 节气 摇摇近 52 年, 冬小麦全生育期平均气温逸 10 益活 动积温显著增加, 全省平均增温率为 49. 8 益 10 益 a -1, 其空间上全省绝大部分地区积温明显增 加, 其中沿江东部增温率超过 80 益 10 a -1 ( 图 4a) 冬小麦全生育期降水量年际波动大, 但无明 显线性变化趋势, 其空间上淮北东部 江淮之间西部 及沿江江南大部降水呈减少趋势, 其中大别山区及 沿江中西部减少超过 10 mm 10 a -1 ; 其他地区有增 加趋势 ( 图 4b) 一季稻全生育期平均气温逸 10 益 活动积温略有增加, 平均增温率为 5. 9 益 10 a -1, 其空间上淮北东部及西部 大别山区积温略有减少 ; 其他地区增加 ( 图 4c) 一季稻全生育期降水量有 增加趋势, 增加率为 17. 5 mm 10 a -1, 其空间上沿 淮一带降水量略有减少而其他大部地区增加 ( 图 4d) 图 3 摇 1961-2012 年关键物候节气内平均气温历年演变 Fig. 3 摇 Change trends of average temperatures of critical phenological solar terms during 1961-2012
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 生态学杂志摇 第 32 卷摇 第 9 期摇 2394 图 4摇 安徽省作物全生育期气候资源变化示意图 Fig. 4摇 Spatial variation of climate resource during crop growing period in Anhui Province a 和 c 为冬小麦及一季稻逸10 益 活动积温变化率( 益 10 a -1 ) ;b 和 d 为冬小麦及一季稻期降水量变化率( mm 10 a -1 ) 摇 摇 近 52 年,冬小麦和一季稻全生育期日照时数均 d 10 a -1 ( P<0. 01) -1-51. 3 h 10 a ;空间上均以淮北西北部 江淮之间 而分蘖期最大,表明乳熟期年际差异较小而分蘖期 中东部及江南东部减少最显著 2郾 2摇 作物物候期对 24 节气气候变化的响应 年际差异大 一季稻物候期标准差以返青期最小而 乳熟期最大 呈 显 著 减 少, 线 性 倾 向 率 分 别 为 - 24. 5 和 此外,冬小麦各物候期中以乳熟期标准差最小 2郾 2郾 1摇 关键物候期统计特征 从表 3 可知, 沿淮淮 2郾 2郾 2摇 物候期变化空间差异摇 冬小麦分蘖期淮北 5 月 30 日,全生育期 220 d 冬小麦物候期呈不同 部提前显著( 逸8 d 10 a -1 ) ;抽穗期均提前,其中中 北冬小麦播种期平均为 10 月 23 日,成熟期平均为 程度的提前趋势,其中分蘖期每 10 年提前超过 8 d 这一事实与相关文献研究一致 ( 纪瑞鹏等, 2002; 徐雨晴等, 2004; 袁婧薇和倪健, 2007),即植物对 变暖的响应表现为春季物候期提前 江淮一季稻平 均播种期为 5 月 2 日,成熟期平均为 9 月 21 日,全 生育期 143 d 一季稻物候期变化趋势与冬小麦不 同,播种-返青期呈提前趋势,而分蘖 -成熟期呈推 迟趋势 营养生长期( 播种-分蘖期) 是作物生物量积累 的阶段;生殖生长期( 孕穗-成熟期) 是抽穗 开花及 中北部略有推后趋势,其他大部地区提前,尤其是东 南部最明显;孕穗期仅冬麦区东北部及西南局地略 有推后,其他大部地区提前,其中以中南部提前趋势 显著;全生育期淮北西部变长,其他大部地区缩短, 以淮北中北部缩短明显( 图 5a ~ d) 一季稻分蘖期 江淮西北部提前,其他大部地区推后,且南部推后趋 势大于北部;抽穗期变化空间差异大,江淮西部提前 而中东部推迟;乳熟期大部地区推后,以江淮中部推 迟最显著( 逸6 d 10 a -1 ) ;全生育期江淮中部略缩 短,其他大部地区延长,以江淮东部延长最多( 逸6 d 10 a -1 ) ( 图 5e ~ h) 结实并夺取高产的重要阶段,生殖生长期延长,对后 2郾 2郾 3摇 节气气候要素对物候期影响的定量评估摇 期灌浆 结实有利,能促使产量提高 从冬小麦和一 影响作物物候期的因子包括生物因素和环境因素, 小麦营养生长期有缩短趋势( P<0. 01),而生殖生长 温及 平 均 气 温 与 各 物 候 期 均 呈 负 相 关 关 系 季稻营养与生殖生长期线性变化趋势看,近 33 年冬 期呈延长趋势;近 30 年一季稻营养生长期及生殖生 长期均 变 长, 其 中 营 养 生 长 期 线 性 倾 向 率 达 3郾 0 其中光 温 水是关键的环境因子 逸10 益 活动积 ( P<0. 01) ;降水量与冬小麦各物候期总体呈正相关 关 系( 表4),说明降水减少 气温升高,水分供应不 表 3摇 冬小麦及一季稻关键物候期统计特征值 Table 3摇 Statistical characteristics of the critical henophases of winter wheat and single鄄season rice 作物 物候期 日期 标准差 倾向率( d 10 a -1 ) 冬小麦 出苗 11-04 6. 37-2. 10 * 分蘖 12-16 18. 30-8. 18 ** 拔节 3-22 7. 08-3. 03 ** 一季稻 抽穗 4-20 5. 31-3. 40 ** 乳熟 5-16 2. 79-1. 03 * 出苗 5-08 2. 72-1. 26 ** 返青 6-15 2. 56-0. 42 分蘖 6-23 3. 10 0. 75 抽穗 8-07 3. 07 0. 27 乳熟 9-01 4. 31 2. 47 **
王摇 胜等:1961 2012 年安徽省 24 节气气候变化及冬小麦和一季稻物候期的响应 2395 图 5摇 作物物候期线性倾向率( d 10 a -1 ) 示意图 Fig. 5摇 Change trends of phenophase length of the crops at each station a鄄d 为冬小麦分蘖 抽穗 乳熟及全生育期;e鄄h 为一季稻分蘖 抽穗 乳熟及全生育期日数 表 4摇 冬小麦各物候期与相应节气时段气候要素的相关系数 Table 4摇 Bivariate correlation analysis between winter wheat critical henophases and its corresponding climatic factors of so鄄 lar terms 节气 霜降鄄大雪 10 月 23 日 12 月 21 日 因子 播种鄄分蘖 拔节鄄开花 开花鄄乳熟 全生育期 x1 ( 益 ) -0. 41 ** -0. 32 * -0. 31 0. 10 0. 34 * -0. 16 0. 31-0. 09 0. 40 * -0. 25-0. 62 ** -0. 69 ** x2 ( 益 ) x3 ( 益 ) -0. 39 * -0. 05 x5 ( h) 0. 05 x4 ( mm) 春分鄄清明 3 月 21 日 4 月 19 日 x1 ( 益 ) 0. 11 x2 ( 益 ) 4 月 20 日 5 月 20 日 0. 34 * -0. 69 ** x3 ( 益 ) -0. 72 ** -0. 23 x5 ( h) -0. 19 x4 ( mm) 谷雨鄄立夏 -0. 34 * x1 ( 益 ) -0. 07 x2 ( 益 ) 10 月 23 日 5 月 20 日 -0. 65 ** -0. 27 0. 04-0. 21-0. 45 x3 ( 益 ) x5 ( h) -0. 06 0. 01 x1 ( 益 ) x2 ( 益 ) ** ** 0. 23-0. 66 ** -0. 51 ** 0. 51 ** -0. 44 ** -0. 40 * -0. 39 * -0. 04 0. 16 0. 02-0. 71 ** -0. 65 ** x3 ( 益 ) -0. 33 * x4 ( mm) x5 ( h) 0. 07 0. 24-0. 44-0. 06 x4 ( mm) 霜降鄄立夏 -0. 28 x1 为逸10 益 活动积温,x2 为平均气温,x3 为气温日较差,x4 为降水量,x5 为日照时数 下同 0. 41 ** -0. 06 足,加速了物候进程;冬前日照有利于物候期延长, 物质的形成,使小麦生长加快 物候期提前 总体来 而开春后日照增多,光合作用时间变长,有利于有机 看,气温是影响冬小麦物候变化的关键因子,降水和
2396 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生态学杂志摇第 32 卷摇第 9 期摇 表 5 摇 作物物候期与其对应时段气候要素回归模型 Table 5 摇 Regression model between the typical phenophase and its corresponding period climate factors 作物 物候期 统计节气 摇 摇 回归模型 显著水平 冬小麦 营养生长期 立冬鄄雨水 y 1 = -0. 641 x 2-0. 102 x 4 +0. 075 x 5 P = 0. 000 生殖生长期 谷雨鄄立夏 y 2 = -0. 396 x 2-0. 473 x 3 + 0. 395 x 5 P = 0. 042 全生育期 霜降鄄立夏 y 3 = -0. 448 x 1 +0. 462 x 4 +0. 305 x 5 P = 0. 017 一季稻 营养生长期 立夏鄄芒种 y 1 = 0. 494 x 2-0. 485 x 4 P = 0. 020 生殖生长期 大暑鄄白露 y 2 = 0. 115 x 2-0. 456 x 3 +0. 082 x 4 P = 0. 045 全生育期 立夏鄄处暑 y 3 = -0. 087 x 1-0. 146 x 4-0. 664 x 5 P = 0. 007 日照是诱发物候变化的重要气候因子 气候要素对一季稻物候期影响类似 在此基础上, 挑选 P<0. 05 的气候因子, 利用逐步回归分别构建冬小麦和一季稻营养生长期 (y 1 ) 生殖生长期 (y 2 ) 及全生育期 (y 3 ) 预估模型 ( 表 5) 冬小麦 : 营养生长期关键气候因子为立冬鄄雨水节气的平均气温 降水量及日照时数, 以平均气温权重最大 ; 生殖生长期关键气候因子为谷雨 - 立夏节气的平均气温 气温日较差及日照时数, 以气温日较差权重最大 ; 全生育期关键气候因子为霜降鄄立夏节气的逸 10 益活动积温 降水量及日照, 积温增多有利于物候期缩短 一季稻 : 营养生长期的关键气候因子为立夏鄄芒种节气的平均气温及降水量, 气温升高有利于营养生长期延长 ; 生殖生长期关键气候因子为大暑鄄白露节气的平均气温 气温日较差以及降水量, 其中平均气温升高有利于生殖生长期缩短 ; 全生育期关键气候因子为立夏鄄处暑节气的逸 10 益活动积温 降水量及日照时数, 积温和日照时数增多有利于物候期缩短 3 摇讨摇论安徽省 24 节气平均气温呈准正态分布, 大暑和大寒节气分别为全年的最热和最冷节气, 平均气温分别为 28. 5 益和 2. 5 益 谷雨 - 处暑节气降水集中, 其中夏至降水 (151. 4 mm) 为全年最多 ; 其他节气降水较少, 其中冬至为全年最少 (13. 5 mm) 安徽省 24 节气平均气温趋于增暖, 增温率在 0. 2 ~ 0. 5 益 10 a -1, 其中气温上升阶段的增温趋势普遍大于气温下降阶段, 造成节气循环趋于整体抬升 惊蛰 清明 小满和芒种四个反映物候的节气变暖趋势明显, 以惊蛰和清明升温率显著 ( P < 0 郾 01); 降水年际差异大, 清明降水减少 芒种增多 惊蛰和小满降水无明显变化趋势 与此同时, 作物全生育期气候资源也发生变化, 冬小麦和一季稻全 生育期逸 10 益活动积温均显著增多 ; 降水量冬小麦全生育期无明显变化, 而一季稻全生育期有增加趋势 ; 日照时数持续减少 在响应 24 节气气候变化方面 : 沿淮淮北冬小麦物候进程明显普遍提前, 但空间变化趋势差异较大 ; 江淮一季稻播种 - 返青期呈提前趋势, 而分蘖 - 成熟期呈推后趋势 此外, 冬小麦营养生长期显著缩短 (P<0. 01), 而生殖生长期延长, 其全生育期缩短 ; 一季稻营养生长期及生殖生长期均呈延长趋势, 其全生育期变长 (P<0. 01) 冬小麦及一季稻营养生长期与生殖生长期与相应节气内气候条件关系密切 逸 10 益活动积温及平均气温与物候期呈负相关 (P<0. 01), 是引起物候期变化最主要的因子, 气温日较差很大程度决定着生殖生长期的长短 ; 降水与物候期呈正相关, 降水减少 气温升高, 水分供应不足, 加速了物候进程 ; 日照总体有利于营养生长期缩短而生殖生长期延长 总体而言,24 节气气候要素是控制作物物候变化的重要因子 如冬小麦拔节 抽穗以及水稻的出苗 移栽 返青 分蘖等主要取决于近邻物候期气温的高低, 光照促进作物生殖生长等, 这与以往研究结论 ( Chmielewski & Rotzer, 2001; Snyder et al., 2001) 基本一致 基于此, 为适应 24 节气气候变化, 各地在作物品种布局和播期等农事制度需做出相应调整, 如冬小麦品种由偏春性及半冬性替代冬性, 播期可适当推迟一个节气 一季稻逸 10 益积温增加, 使得水稻生长季延长, 对于原来只能种早中熟品种的地区可以种植中晚熟品种 ; 同时适播范围也可北扩至淮北地区 安徽是全球气候变化最明显的地区之一, 也是较典型的生态脆弱区 ( 华东区域气象中心, 2012) 24 节气为农业生产准确把握天时提供了参考, 尤其四季分明的安徽省其指导农事作用不可低估 针对气候变化改变了 24 节气代表性这一事实, 本文首次开展安徽省 24 节气气候变化及冬小麦及一季稻的
王摇 胜等 :1961 2012 年安徽省 24 节气气候变化及冬小麦和一季稻物候期的响应 2397 响应特征研究, 在此基础上构建作物物候期预估模 型 本研究成果可为农事活动适应性调整提供参 考, 也为农业气候资源开发利用提供科学依据 由 于不同作物及其不同生育期对同一气象因子的响应 有差异, 需要进一步加强研究 参考文献 储晓春. 2012. 简谈二十四节气. 贵州气象, 36(2): 63-64. 丁一汇. 2008. 人类活动与全球气候变化及其对水资源的影响. 中国水利, (2): 20-27. 华东区域气象中心. 2012. 华东区域气候变化评估报告. 北京 : 气象出版社 : 241-258. 纪瑞鹏, 陈鹏狮, 冯摇锐, 等. 2009. 辽宁省农作物及自然物候对气候变暖的响应. 安徽农业科学, 37 ( 30 ): 14764-14766. 江摇霞. 2003. 中国的节气与气候. 华夏文化, (2): 61-63. 康燕霞, 陆桂华, 吴志勇, 等. 2009. 淮河流域参考作物蒸散发的变化及对气候的响应. 水电能源科学, 27(6): 12-14. 刘绿柳, 肖风劲. 2006. 黄河流域植被 NDVI 与温度 降水关系的时空变化. 生态学杂志, 25(7): 477-481 罗摇琴, 蔡摇霞, 陈摇翼, 等. 2010. 水稻产量构成要素年际变化气象因子相关分析. 成都信息工程学院学报, 25 (1): 94-100. 罗蒋梅, 王建林, 申双和, 等. 2009. 影响冬小麦产量的气象要素定量评价模型. 南京气象学院学报, 32(1): 94-99. 钱摇诚, 严中伟, 符淙斌. 2011. 1960 2008 年中国二十四节气气候变化. 科学通报, 56(35): 3011-3020. 任国玉, 郭摇军, 徐铭志, 等. 2005. 近 50 年中国地面气候变化基本特征. 气象学报, 63: 942-955. 田摇红, 高摇超, 谢志清, 等. 2012. 淮河流域气候变化影响评估报告. 北京 : 气象出版社 : 14-35. 田摇红, 李摇春, 张士洋. 2006. 近 50 年我国江淮流域气候变化. 中国海洋大学学报, 35(4): 539-544. 魏凤英. 2007. 现代气候统计诊断与预测技术 ( 第 2 版 ). 北京 : 气象出版社 : 36-143. 吴洪宝, 吴摇蕾. 2005. 气候变率诊断和预测方法. 北京 : 气象出版社 : 15-44. 徐铭志, 任国玉. 2004. 近 40 年中国气候生长期的变化. 应用气象学报, 15: 306-312. 徐雨晴, 陆佩玲, 于摇强. 2004. 气候变化对植物物候影响的研究进展. 资源科学, 26(1): 129-136. 袁婧薇, 倪摇健. 2007. 中国气候变化的植物信号和生态证据. 干旱区地理, 30(4): 465-473. 郑景云, 葛全胜, 郝志新. 2002. 气候增暖对我国近 40 年植物物候变化的影响. 科学通报, 47: 1582-1587. Chmielewski FM, Roetzer T. 2001. Response of tree phenology to climate change across Europe. Agricultural and Forest Meteorology, 108: 101-112. Hore JD. 1981. A rotated principal component analysis of the interannual variability of the northern hemisphere 500mb height field. Monthly Weather Review, 109: 2080-2092. IPCC. 2007. Climate Change 2007: The Physical Science Ba 鄄 sis. Contribution of Working Group l to the Fourth Assess 鄄 ment Report of the Inter 鄄 governmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom: Cambridge Univer 鄄 sity Press. Menzel A, Fabian P. 1999. Growing season extended in Eu 鄄 rope. Nature, 397: 659. Qian C, Fu CB, Wu Z, et al. 2011. The role of changes in the annual cycle in earlier onset of climatic spring in northern China. Advances in Atmospheric Sciences, 28: 284-296. Qian WH, Lin X. 2004. Regional trends in recent temperature indices in China. Climate Research, 27: 119-134. Snyder RL, Spano D, Duee P, et al. 2001. Temperature data for phonological models. International Journal of Biomete 鄄 orology, 45: 178-183. Song Y, Linderholm HW, Chen D, et al. 2010. Trends of the thermal growing season in China, 1951-2007. Internation 鄄 al Journal Climatology, 30: 33-43. Zheng J, Ge Q, Hao Z, et al. 2006. Spring phenophases in re 鄄 cent decades over Eastern China and its possible link to cli 鄄 mate changes. Climate Change, 77: 449-462. 作者简介摇王摇胜, 男,1978 年生, 硕士, 工程师, 主要从事气候影响评估 气候变化方面的业务和科研工作 E 鄄 mail: ws7810@ 163. com 责任编辑摇李凤芹