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近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应

穆佳 赵俊芳 郭建平

穆佳, 赵俊芳, 郭建平. 近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应. 应用气象学报, 2014, 25(6): 680-689..
引用本文: 穆佳, 赵俊芳, 郭建平. 近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应. 应用气象学报, 2014, 25(6): 680-689.
Mu Jia, Zhao Junfang, Guo Jianping. Response of spring maize growth stage to climate change in Northeast China over the past 30 years. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(6): 680-689.
Citation: Mu Jia, Zhao Junfang, Guo Jianping. Response of spring maize growth stage to climate change in Northeast China over the past 30 years. J Appl Meteor Sci, 2014, 25(6): 680-689.

近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应

资助项目: 

中国气象局气候变化专项 CCSF201346

国家自然科学基金项目 31371530

详细信息
    通信作者:

    郭建平, email: gjp@cams.cma.gov.cn

Response of Spring Maize Growth Stage to Climate Change in Northeast China over the Past 30 Years

  • 摘要: 基于1981—2010年东北地区55个农业气象观测站发育期数据、16个气象站逐日气象资料,采用趋势变率、秩相关分析、主成分分析和结构方程模型等方法,分析了近30年东北春玉米关键发育期的变化特征,探讨了春玉米发育期对不同时间尺度气象因子的响应规律。结果表明:1981—2010年春玉米关键发育期 (播种期、抽雄期、成熟期) 均有延后趋势,大部分地区春玉米生长前期 (播种期—抽雄期) 日数减少,生长后期 (抽雄期—成熟期) 日数增加,全生育期日数增加。在绝大多数年份,春玉米播种期在温度适播期之后,成熟期在初霜日之前。近30年对东北春玉米生育期日数影响最大的气象要素为温度,主成分分析结果显示,年际尺度的升温、温度生长期的延长和作物生长期的高温对生育期日数影响显著;结构方程模型指出,作物生长期的最高温度和最低温度对生育期日数影响有间接效应,主导气象要素能够解释生育期日数变异的44%。全球变暖背景下,东北春玉米发育期变化是作物响应气候变化和农业生产适应气候变化的共同结果。
  • 图  1  关键发育期间隔日数年际变化

    (a) 黑龙江省,(b) 吉林省,(c) 辽宁省,(d) 东北地区

    Fig. 1  Interannual variation of number of critical growth stage interval days

    (a) Heilongjiang Province, (b) Jilin Province, (c) Liaoning Province, (d) Northeast China

    图  2  1981—2010年关键发育期间隔日数线性倾向率 (单位:d/a) 的空间分布

    (空白区域为非玉米种植区)(a) 生长前期日数, (b) 生长后期日数, (c) 生育期日数

    Fig. 2  The spatial distribution of linearity inclination rate of the number of critical growth stage interval days from 1981 to 2010

    (the blank zone is none maize-growing area)(a) the number of early growth stage days, (b) the number of late growth stage days, (c) the number of growth stage days

    图  3  东北春玉米播种期与日平均温度不低于10℃初日及成熟期与日平均温度不低于10℃终日、初霜日变化关系

    Fig. 3  The relationship of sowing stage to the initial date no less than 10℃, and that of maturation stage to the final date no less than 10℃ with the first frost date about maize in Northeast China

    图  4  东北春玉米生育期日数与主导气象要素的标准化结构方程模型

    (图中要素均为标准化值,单向箭头表示回归,箭头旁数值为标准化回归系数;双向箭头表示相关,箭头旁数值为标准化相关系数)

    Fig. 4  Standard structural equation modeling of the number of growth stage days of spring maize with significant meteorological factors in Northeast China

    (factors are all standardized, one-way arrows stand for regression and values beside these arrows are standard regression coefficients, both-way arrows stand for correlativity and values beside these arrows are standard correlation coefficients)

    表  1  东北春玉米发育期日序变化

    Table  1  The day of year of spring maize growth stages in Northeast China

    发育期 黑龙江省 吉林省 辽宁省 东北地区
    平均值 趋势变率 平均值 趋势变率 平均值 趋势变率 平均值 趋势变率
    播种 127 推后 119 极显著推后 118 极显著推后 120 极显著推后
    出苗 143 显著提前 138 推后 132 推后 138 推后
    三叶 150 推后 145 显著推后 138 推后 144 显著推后
    七叶 167 提前 161 推后 155 推后 161 推后
    拔节 185 提前 185 显著推后 177 极显著推后 183 显著推后
    抽雄 204 极显著推后 204 推后 201 推后 203 极显著推后
    开花 209 提前 207 推后 204 推后 207 推后
    吐丝 212 推后 210 推后 207 推后 210 推后
    乳熟 235 显著推后 234 极显著推后 232 极显著推后 234 极显著推后
    成熟 263 极显著推后 263 极显著推后 259 极显著推后 262 极显著推后
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    表  2  东北地区代表站春玉米生育期日数与各尺度气象因子的相关系数

    Table  2  Spearman correlation coefficients between the number of growth stage days of spring maize and different meteorological factors at typical stations in Northeast China

    站点 年平均温度 温度生长期日数 日平均温度不低于10℃活动积温 平均温度 最高温度 最低温度
    富裕 0.324 0.171 0.093 -0.461 -0.406 -0.544*
    安达 0.083 0.010 -0.235 -0.594* -0.349 -0.666**
    佳木斯 -0.041 -0.333 -0.412 -0.772** -0.710** -0.769**
    白城 0.082 0.298 -0.038 -0.445* -0.248 -0.566**
    尚志 0.429 0.181 0.039 -0.644** -0.575* -0.652**
    长岭 0.166 0.207 -0.259 -0.726** -0.595** -0.749**
    敦化 0.333 0.187 0.205 -0.352 -0.304 -0.259
    阜新 -0.521 -0.248 -0.193 -0.622 -0.506 -0.561
    梅河口 0.175 -0.324 -0.295 -0.608** -0.553** -0.704**
    桦甸 0.352 -0.026 0.020 -0.365* -0.223 -0.374*
    沈阳 -0.058 -0.180 -0.204 -0.715** -0.584** -0.826**
    集安 0.154 0.052 0.026 -0.479** -0.312 -0.630**
    绥中 0.309 0.052 0.264 -0.284 -0.215 -0.401*
    岫岩 0.351 0.014 0.225 -0.334 -0.182 -0.289
    宽甸 -0.130 -0.014 -0.410* -0.736** -0.705** -0.715**
    庄河 -0.187 -0.216 -0.294 -0.752** -0.644** -0.707**
    东北地区 0.236** 0.194** 0.159** -0.226** -0.214** -0.147**
      注:*表示达到0.05显著性水平,**表示达到0.01显著性水平。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-03
  • 修回日期:  2014-09-02
  • 刊出日期:  2014-11-30

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