阜新地区气候变化对玉米生育期和产量的影响

摘要：基于阜新地区1995-2024年间玉米生育期内逐月平均气温、逐月降水量、逐月日照时数等气象观测数据，分析气候变化特征，并结合同期玉米生育期内各阶段时期及产量变化情况，探讨气候变化对玉米生长的影响。研究表明：近30年来，阜新地区玉米生育期内平均气温、降水量呈不同程度的增加变化特征，日照时数呈减少变化特征；玉米生育期内出苗期、三叶期、拔节期呈不同程度的推迟变化特征，抽穗期、开花期、乳熟期和成熟期呈不同程度的提前变化特征；玉米产量整体呈增加变化特征。

关键词：气候变化；玉米；气象服务；阜新地区

引言

近年来，全球气候变化对农业生产带来了前所未有的挑战，特别是气温上升、降水模式变化以及极端天气事件频发等因素，对农作物的生长发育产生了显著影响。阜新地处辽宁省西北部，属北温带大陆性季风气候，雨热同季但降水集中。受全球气候变化影响，阜新地区气候呈现出显著的暖湿化趋势，极端天气事件发生频率增加。玉米作为喜温耐旱作物，其生长发育与气象条件密切相关，全生育期内气温和降水的变化，尤其是关键物候期的气象条件波动，会直接影响玉米的出苗率、干物质积累及最终产量。本文以阜新地区近30年气温、降水以及日照等气象观测数据和玉米生育期及亩产量数据为基础，系统分析气候要素的变化特征，详细探讨气象因子对玉米生育期和产量的影响，以期为提高阜新地区玉米生产稳定性与可持续性提供科学依据。

1 资料和方法

阜新地区玉米播种期通常在每年4月下旬至5月上旬，收获期在每年9月下旬到10月上旬，故将每年的4-10月作为玉米生长的生育期；气象数据选择阜新地区1995-2024年玉米生育期（4-10月）内逐月平均气温、逐月降水量等；玉米生育期及产量数据选取1995-2024年统计数据；采用线性趋势分析法，通过计算线性气候倾向率来分析阜新地区的气候要素变化特征。

2 阜新地区气候变化分析

2.1 气温

基于1995-2024年阜新地区玉米生育期内平均气温数据分析（图1）结果表明：统计期内，阜新地区平均气温整体呈增加变化特征，其线性变化倾向率是0.211℃/10a（相关系数r=0.3251，P<0.01），表明气温增加变化具有统计学显著性。此外，统计期内平均气温平均值为18.1℃，极高值为19.2℃（2023年），极低值为16.9℃（2010年），极值差为2.3℃。

图1  1995-2024年阜新地区玉米生育期内平均气温变化特征

2.2 降水量

基于1995-2024年阜新地区玉米生育期内降水量数据分析（图2）结果表明：统计期内，阜新地区降水量整体呈增加变化特征，其线性变化倾向率是53.307mm/10a（相关系数r=0.3142，P<0.01），表明降水量增加变化具有统计学显著性。此外，统计期内降水量平均为470.2mm，极高值为836.6mm（2022年），极低值为280.3mm（2006年），极高值是极低值的近3倍，表明降水量年际间波动性较强。

图2  1995-2024年阜新地区玉米生育期内降水量变化特征

2.3 日照时数

基于1995-2024年阜新地区玉米生育期内日照时数数据分析（图3）结果表明：统计期内，阜新地区日照时数整体呈减少变化特征，其线性变化倾向率是-7.337h/10a，日照时数减少变化并不显著。此外，统计期内日照时数平均为1862.0h，极高值为2250.8h（2020年），极低值为1366.7h（2021年），极高值是极低值的近1.7倍，表明日照时数年际间波动性较强。

图3  1995-2024年阜新地区玉米生育期日照时数变化特征

3 阜新地区玉米生育期及产量变化特征分析

3.1 玉米生育期变化特征

基于1995-2024年阜新地区玉米生育各时期统计表（表1）结果表明：阜新地区玉米出苗最早为5月1日，最迟为6月3日，相差33d，平均为5月15日；三叶期最早为5月5日，最迟为6月6日，相差32d,平均为5月19日；拔节期最早为6月18日，最迟为7月13日，相差25d，平均为6月30日；抽穗期最早为7月9日，最迟为8月6日，相差28d，平均为7月17日；开花期、乳熟期和成熟期最早分别为：7月12日、8月13日、9月13日，最晚分为为：8月10日、9月8日、10月8日；相差分别为：29d、26d、25d；平均日期分别为：7月21日、8月25日、9月21日。此外，出苗期、三叶期、拔节期呈不同程度的推迟变化趋势，三叶期推迟的最多（3.902d/10a），出苗期推迟次之（3.713d/10a），拔节期推迟的最少（2.352d/10a）；抽穗期、开花期、乳熟期和成熟期呈不同程度的提前变化，乳熟期提前的最多（-3.791d/10a），成熟期提前次之（-2.138d/10a），开花期提前第三（-1.909d/10a），抽穗期提前的最少（-1.373d/10a）。

                 表1  1995-2024年阜新地区玉米生育期各时期统计表

3.2 玉米产量变化特征

基于1995-2024年阜新地区玉米产量数据分析（图4）结果表明：统计期内，阜新地区玉米产量整体呈增加变化特征，线性变化倾向率是411.79kg/hm2（相关系数r=0.1737，P<0.01），表明玉米产量增加变化具有统计学显著性。此外，统计期内玉米产量平均为6455.2kg/hm2，极高值为10237.5kg/hm2（2013年），极低值为1275kg/hm2（2000年），极高值是极低值的近8倍，表明玉米产量年际间波动性较强。

图4  1995-2024年阜新地区玉米产量变化特征

4 阜新地区气候变化对玉米生育期和产量的影响

4.1 阜新地区气候变化对玉米生育期的影响

1995—2024年，阜新地区玉米生育期内出苗期、三叶期和拔节期呈推迟趋势，其中三叶期推迟速率最快；而抽穗期至成熟期则普遍提前，尤以乳熟期提前最显著。这种前推后缩的生育期变化模式主要受积温增加驱动，高温加速了生殖生长阶段的进程，导致发育提前完成。同时，降水波动大可能加剧了生育期的不稳定性。尽管日照时数呈轻微下降趋势，但其变化未达显著水平，对生育期影响较小。总体来看，温度升高是影响阜新地区玉米生育期变化的主要气候因子。

4.2 阜新地区气候变化对玉米产量的影响

在气候变化背景下，阜新地区玉米产量虽整体呈增长趋势，但年际波动剧烈，反映出气候因素对产量形成的强烈制约作用。随着气温升高，虽然延长了有效生长期，但在关键花期若遭遇极端高温，易造成授粉不良，降低结实率。降水量虽呈增加趋势，但分布极不均衡，干旱与渍涝交替发生，尤其在抽雄至灌浆期降水异常将严重影响籽粒灌浆质量。此外，日照时数年际波动较大，光照资源不稳定也间接影响光合产物积累，从而对产量构成潜在威胁。因此，未来应加强农业适应性管理，以缓解气候变化对玉米生产的不利影响。

结论

1）1995-2024年，阜新地区玉米生育期内平均气温、降水量呈不同程度的增加变化特征，日照时数呈减少变化特征。

2）玉米生育期内出苗期、三叶期、拔节期呈不同程度的推迟变化特征，抽穗期、开花期、乳熟期和成熟期呈不同程度的提前变化特征；玉米产量整体呈增加变化特征。

3）温度升高是影响阜新地区玉米生育期变化的主要气候因子，未来应加强农业适应性管理，以缓解气候变化对玉米生产的不利影响。

参考文献

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作者简介：曹萌（1998.10），女，汉族，辽宁省阜新市彰武县，本科，助理工程师，从事气象工作。