气候变化对复种大豆的影响及对策

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1、北疆农业气候变化特征及对复种大豆的影响-以伊犁河谷为例自工业革命以来石化燃料的利用，大气中二氧化碳、甲烷等温室气体浓度不断增加，使全球气温升高，气候变暖，近100年来全球平均气温升高0.4~0.6℃[1]。在全球变化的背景下，我国西北地区的变化趋势更加明显[2]，新疆地处我国西北干旱区，对气候变化的响应非常敏感，与全球气候变化一致，新疆大部分地区气候也表现出不同程度的暖湿化趋势[42，43，45，46]，特别是北疆温度增加尤为明显[老]。已有大量研究表明气候变暖致平均气温和积温升高，使作物种植界限总体表现为向高纬度和高海拔移动的趋势，多熟制种植北界

2、向北推移，复种指数将有所增加[13]。目前北疆气候的变暖，使农民开始充分利用增加的宝贵热量资源尝试性的麦后复种大豆，将新疆冬小麦种植长期的一熟制变为两熟制，近年北疆复种大豆的面积约在3.33×104hm2左右，主要种植在准噶尔中西部地区和伊犁河谷地区，其中仅伊犁河谷的复种面积就达2×104hm2以上即占北疆复种大豆面积的60%[]，但与两地冬小麦种植面积相比，近年麦后复种大豆面积未超过冬麦种植面积的10%，此外，国内对大豆的需求量越来越大，同时新疆自治区基于粮食安全的需要，近三年新疆粮食播种面积不断扩大，2010年小麦种植面积较2007年增加高达7

3、6.65%[]，这些有利因素为北疆发展复播大豆提供了条件和广阔空间。但由于近年北疆才开始大面积麦后复种大豆，目前国内对北疆复种大豆的研究仅在品种筛选、高产栽培技术方面展开研究[]，尚未见气候变化对北疆复种大豆方面的研究，更无与北疆复种大豆生长发育、品种选择和作物布局等具有密切相关的农业气候变化方面的研究，为此，本文拟研究北疆复种大豆的主产区伊犁河谷农业气候变化特征，揭示农业气候变化对复种大豆产生的影响，从而为北疆发展麦后复种大豆一年两熟制提供理论依据。1材料与方法1.1研究区概况伊犁河谷位于中国天山山脉西部，地处80°09′～84°56′E，42°

4、14′～44°50′N，三面环山，地势东高西低，海拔在525m～2000m之间。该区总面积5.64×104km2，东西长360km、南北最宽处275km。气候类型为湿润大陆性温带气候，年日照时间2688.5h～2857.9h，日照百分率为61%～66%，太阳总辐射能为5650MJ/m2～5780MJ/m2，农区≥0℃的积温为3000℃～4000℃，≥10℃的积温为2500℃～3500℃[12]，受气流来向和地形的影响，伊犁地区是新疆降水量较为丰富的地区之一，但区内降水分布很不均匀，平原地区200mm～500mm，山区可大于800mm[10]。优越的

5、自然条件使伊犁河谷成为西北地区重要的商品粮生产基地。1.2数据来源本研究选用伊犁河谷10个气象台站1960—2010年年平均气温、≥10℃积温和持续日数、1961年～2010年≥10℃降水量和无霜冻期统计数据，数据均来自新疆维吾尔自治区气象局（1961年～1980年）和中国地面国家交换站气象资料日志（1981年～2010年），并用这10个站各要素序列平均值表示伊犁河谷气候要素的时间序列，研究区域和气象站点分布见图1。图1研究区域和气象站点分布Fig.1ThedistributionofmeteorologicalstationinIliRiverB

6、asin1.3方法1.3.1农业气候变化特征分析方法通常用一次直线方程来描述农业气候（年均气温、积温和降水）的变化趋势特征，即y(t)=a0t+b式中:t为年序，a0为线性方程的斜率，也就是气候要素的线性变化趋势和速率。a0为正表示增加趋势，a0为负表示减少趋势，0表示无变化趋势，并将a0×10a定义为气候倾向率，单位为℃/10a、℃·d/10a或d/10a等，b为常数，可通过最小二乘法求取。1.3.2气候突变的分析方法检测气候突变的方法很多，本文采用检验两随机样本平均值的显著性差异的t-检验法[14]。以要素累积距平极值出现的时刻为分界点将随机变

7、量分成两个子样本和，再用下面的方法判断该分界点是否为突变点。（1）（2）和分别为子序列和的平均值；和分别为子序列和的方差；和分别为子序列和的样本数。(1)式遵从自由度u=+-2的t检验。由给定的显著性水平α，可查t分布表得到临界值tα，若

8、t

9、>tα，则认为气候发生了突变，这时两个子序列的分界点即为突变点。2结果与分析2.1农业气候变化特征结果与分析2.1.1年平均气温变化特征作物只有在适宜的温度范围内才能正常生长发育，年平均气温可反映全年农业气候热量状况[22]，是地区熟制划分的重要农业气候指标。从图2a可知，1960～2010年，伊犁河谷年平均

10、气温呈波动上升趋势，变化倾向率为0.43℃/10a，明显高于全国1951～2004年平均气温0.25℃/10a[30]以及