气候变暖对新疆核桃种植气候适宜性的影响

分类：论文范文 发表时间：2020-02-03 09:18

　　摘要：基于新疆102个气象台站1961-2015年逐日平均气温、最低气温、最高气温资料，采用线性趋势分析、累积距平、t检验以及ArcGIS的空间插值技术，对影响新疆核桃种植的关键气候因子（≥10℃积温、最低气温≤?25℃日数、最高气温≥40℃日数、终霜冻日早于≥10℃初日天数）的时空变化特征进行分析的基础上，结合核桃种植气候适宜性区划指标，研究了气候变化对新疆核桃种植气候适宜性及其分布的影响。结果表明：新疆≥10℃积温的空间分布总体呈现“南疆多，北疆少；平原和盆地多，山区少”的格局，最低气温≤?25℃日数有“南疆少，北疆多；平原和盆地少，山区多”的特点，夏季最高气温≥40℃日数为“东部多，西部少；平原和盆地多，山区少”的特点；终霜冻日早于≥10℃初日的天数呈现“西部多，东部少；山区多，平原和盆地少”的格局。在上述气候要素空间分异的综合作用下，新疆核桃种植的气候适宜区主要在塔里木盆地西部平原；次适宜区在塔里木盆地大部和吐哈盆地南部；北疆大部，阿尔泰山、天山和昆仑山区以及吐哈盆地、塔里木盆地东部为核桃不适宜种植区。在气候变暖背景下，近55a新疆≥10℃积温、最高气温≥40℃日数和终霜冻日早于≥10℃初日的天数分别以64.7℃·d·10a?1、0.48d·10a?1、0.120d·10a?1的倾向率呈显著（P＜0.05）增多趋势，冬季日最低气温≤?25℃日数以?0.980d·10a?1的倾向率呈极显著（P＜0.001）减少趋势。上述各要素分别于1986年和1997年发生了突变，受其影响，1997年后较其之前，新疆核桃种植的气候适宜区和次适宜区明显扩大，而不适宜区明显减小，气候变暖对新疆核桃种植总体趋于有利。

　　关键词：气候变化；≥10℃积温；最低气温≤?25℃日数；最高气温≥40℃日数；霜冻；核桃种植；气候适宜性；新疆

　　政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告指出，过去130a（1880-2012年）全球气温升高了0.85℃，1951-2012年平均增温速率约为1880年以来升温速率的两倍[1]。第三次气候变化国家评估报告指出，中国的陆地平均温度升高幅度大于全球平均，但其变化具有明显的区域性差异[2]，以气候变暖为主要特征的全球变化已成为不争的事实。气候变暖使中国大部分地区热量资源增多，农业气候带北移，作物生长季延长[3-4]，进而对农业种植制度、作物布局产生重要影响[5-6]，但同时，气候变化也导致许多地区高温热害、低温冷害、越冬冻害以及干旱、洪涝、霜冻等农业气象灾害呈多发、重发之势，对农业生产的不利影响趋于严重[7]。中国是世界第一大核桃生产国[8]，光、热、水等气候条件是决定核桃适宜种植区、影响核桃产量和品质的主要环境因素[8-10]。春季日平均气温稳定≥10℃核桃树陆续进入发芽、展叶、开花和结实期，期间若出现最低气温≤0℃的霜冻，将对核桃生长发育和产量形成造成危害。核桃从发芽至果实成熟需≥10℃积温3300℃·d以上，若形成较好的生产能力则需3800～4500℃·d。核桃从受精到坚果成熟若出现最高气温超过38.0～40.0℃的高温，果实易被灼伤，致使核仁发育不良，空壳率高。冬季最低气温低于?25.0℃将对核桃树安全越冬造成威胁[9-10]。核桃一般要求全年日照时数不少于2000h、年降水量500～800mm才可满足其生长发育对光照和水分条件的需求[11-16]。近年来有关中国核桃种植气候适宜性的研究受到业内许多学者的关注，郭兆夏等[11-16]根据核桃生长发育对气候条件的要求，基于历史气候数据的多年平均值，分别就陕西、甘肃、河南、贵州、浙江、四川等部分核桃产区核桃种植气候适宜性开展了初步研究，但有关气候变化对各地核桃种植影响的研究目前还鲜有报道。

　　1资料与方法

　　1.1资料来源

　　选用新疆自治区范围内102个资料序列较长的气象站1961-2015年逐日平均气温、最高气温和最低气温资料，以及各站地理坐标和新疆地理信息数据，研究分析气候变化对核桃种植气候适宜性的影响。研究区域和所选气象站点见图1。各站气象数据、地理坐标和新疆1:50000地理信息数据由新疆气象信息中心提供。1.2核桃种植气候适宜性指标的确定前人研究结果表明，制约新疆核桃生产的气候因素主要是生长期的热量条件、越冬期低温、果实生长期高温以及核桃展叶、开花期的霜冻，而光照和自然降水对核桃基本无制约作用[8-10,19]。因此，确定≥10℃积温、最低气温≤?25℃日数、最高气温≥40℃日数以及终霜冻日早于≥10℃初日的天数作为新疆核桃种植气候适宜性判别因子，其等级划分标准见表1。由于上述各要素对核桃生长发育、产量形成的影响具有相互不可替代性，因此，确定核桃种植气候适宜性时以上四要素需同时必备，缺一不可。

　　2结果与分析

　　2.1各气候指标的变化趋势和突变特征

　　2.1.1≥10℃积温由图2可见，1961-2015年，新疆年≥10℃积温总体以64.7℃·d·10a?1的倾向率呈极显著（P<0.001）增多趋势（图2），55a来增多了355.6℃·d。累积距平和t检验表明（表2），近55a新疆≥10℃积温于1997年发生突变，突变后较突变前全疆平均≥10℃积温增多259.4℃·d。

　　2.1.2冬季最低气温≤?25℃日数由图3可见，1961-2015年，新疆冬季最低气温≤?25℃日数总体以?0.980d·10a?1的倾向率呈极显著（P＜0.001）减少趋势（图3），55a来减少了5.4d。累积距平和t检验表明（表2），近55a新疆日最低气温≤?25℃的日数于1986年发生了突变，突变后较突变前全疆平均日最低气温≤?25℃日数减少了3.4d。

　　3结论与讨论

　　（1）影响新疆核桃种植的主要气候因素具有明显的区域性差异，≥10℃积温的空间分布总体呈现南疆多，北疆少；平原和盆地多，山区少的特点，最低气温≤?25℃日数的空间分布呈现南疆少，北疆多；平原和盆地少，山区多的格局，夏季最高气温≥40℃日数的空间分布呈现东部多，西部少；平原和盆地多，山区少的特点，终霜冻日早于≥10℃初日天数的空间分布总体呈现西部多，东部少；山区多，平原和盆地少的特点。在上述各气候要素空间分异的综合作用下，新疆核桃种植的气候适宜区主要在塔里木盆地西部和西南部平原地带；塔里木盆地大部和吐哈盆地南部为核桃种植的气候次适宜区；北疆大部，阿尔泰山、天山和昆仑山区以及吐哈盆地大部、塔里木盆地东部的部分区域为核桃不适宜种植区。在气候变暖背景下，近55a，新疆≥10℃积温、最高气温≥40℃日数和终霜冻日早于≥10℃初日的天数呈显著（P＜0.05）增多趋势，冬季日最低气温≤?25℃日数呈极显著（P＜0.001）减少趋势，且上述各要素分别于1986年和1997年发生突变。受其影响，1997年后较其之前，新疆核桃种植气候适宜区和次适宜区明显扩大，不适宜区明显减小。

　　（2）据文献[31]，20世纪80年代以前新疆核桃种植规模很小，1992年全疆种植面积仅1.0×104hm2，总产5.0×103t，且仅分布在南疆塔里木盆地西南部的和田、喀什两地区。近20多年新疆核桃发展迅猛，至2015年种植面积已达3.51677×105hm2，总产6.00844×108kg[18]，较1992年分别提高了31.7倍和120.2倍，且全疆核桃种植面积的92.4%和总产的95.9%集中在南疆西部的阿克苏、和田、喀什三地区，其中阿克苏地区发展尤为迅速，2015年种植面积达1.09704×105hm2，居全疆各地区首位。对照上述核桃种植的分布区域及其变化可以初步得出如下结论：第一，本研究关于新疆核桃种植气候适宜性的研究结果与核桃种植的实际情况基本相符；第二，目前，新疆核桃大多种植在气候适宜的阿克苏、和田、喀什三地区，但在次适宜区仍有一定规模的种植；第三，适宜的气候是作物种植的基本条件[17]，近20多年新疆核桃种植发展迅速除得益于国家政策、市场经济的发展以及核桃栽培管理技术的进步[31]外，气候变暖使核桃适宜种植区扩大应是其先决因素。

　　参考文献References

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　　[5]杨晓光,刘志娟,陈阜.全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅰ.气候变暖对中国种植制度北界和粮食产量可能影响的分析[J].中国农业科学,2010,43(2):329-336.

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