





中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (16): 3142-3153.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.16.004
陈实1(
), 黄银兰1, 金云翔2, 徐成林1, 邹金秋2(
)
收稿日期:2023-12-28
接受日期:2024-04-01
出版日期:2024-08-16
发布日期:2024-08-27
通信作者:
联系方式:
陈实,E-mail:shic11@126.com。
基金资助:
CHEN Shi1(
), HUANG YinLan1, JIN YunXiang2, XU ChengLin1, ZOU JinQiu2(
)
Received:2023-12-28
Accepted:2024-04-01
Published:2024-08-16
Online:2024-08-27
摘要:
【背景】基于农业气候指标判定冬小麦安全种植界线,是科学合理利用资源、避免冷冻灾害、保障冬小麦稳产高产等重要参考依据。然而,地处冬小麦种植敏感地带的中国北部,由于全球气候变化导致的极端气候事件增多,加剧了冬小麦安全种植的波动性,亟需在大区域尺度明晰影响冬小麦安全种植的农业气候因子,并确定其阈值范围。【目的】开展冬小麦安全种植的农业气候因子及其阈值研究,为冬小麦适应气候变化的可持续生产及布局提供科学依据。【方法】以冬小麦安全种植敏感性较强的中国北部为研究区,基于中高空间分辨率冬小麦空间分布和地面气象观测数据,运用核密度估计、地理探测器等方法模型,揭示实际冬小麦种植北界空间格局特征,定量分析农业气候因子对实际冬小麦种植北界形成的影响,并探测关键气候因子的影响阈值。【结果】(1)全长约2 200 km的实际冬小麦种植北界,由西南向东北波动变化,而农业气候因子在正宁—旬邑—铜川—白水—合阳—韩城—稷山一线的波动变化较为剧烈;(2)越冬期负积温、最冷月平均气温、年极端最低气温和越冬前积温是影响实际冬小麦种植北界形成的关键因子(q>0.45),农业降水因子对冬小麦种植的影响较小(q<0.19),但与气温因子之间的交互影响力较强(q>0.57);(3)明确越冬期负积温≥-620 ℃·d、最冷月平均气温≥-8 ℃、年极端最低气温≥-22 ℃和越冬前积温≥529 ℃·d,作为中国北部冬小麦安全种植北界气象参数;(4)潜在冬小麦种植北界相较于实际冬小麦种植北界向北移动了约107 km,两者存在约23.39×103 km2的冬小麦扩种空间。【结论】确定影响中国北部冬小麦安全种植的关键农业气候指标和阈值,可较好判定冬小麦潜在安全种植区。研究成果可为冬小麦种植如何韧性应对气候变化,合理调整农业种植布局提供理论参考和技术支撑。
陈实, 黄银兰, 金云翔, 徐成林, 邹金秋. 中国北部冬小麦安全种植的农业气候因子及其阈值[J]. 中国农业科学, 2024, 57(16): 3142-3153.
CHEN Shi, HUANG YinLan, JIN YunXiang, XU ChengLin, ZOU JinQiu. Agricultural Climatic Factors and Their Thresholds for Winter Wheat Cultivation in Northern China[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(16): 3142-3153.
| [1] |
|
| [2] |
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
|
| [8] |
|
| [9] |
孙敬松, 周广胜. 利用最大熵法(MaxEnt)模拟中国冬小麦分布区的年代际动态变化. 中国农业气象, 2012, 33(4): 481-487.
|
|
|
|
| [10] |
|
| [11] |
|
| [12] |
|
| [13] |
李克南, 杨晓光, 慕臣英, 徐华军, 陈阜. 全球气候变暖对中国种植制度可能影响Ⅷ: 气候变化对中国冬小麦冬春性品种种植界限的影响. 中国农业科学, 2013, 46(8): 1583-1594. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.08.007.
|
|
|
|
| [14] |
李祎君, 梁宏, 王培娟. 气候变暖对华北冬小麦种植界限及生育期的影响. 麦类作物学报, 2013, 33(2): 382-388.
|
|
|
|
| [15] |
王培娟, 张佳华, 谢东辉, 韩丽娟. 1961—2010年我国冬小麦可种植区变化特征. 自然资源学报, 2012, 27(2): 215-224.
|
|
doi: 10.11849/zrzyxb.2012.02.005 |
|
| [16] |
张梦婷, 张玉静, 佟金鹤, 李阔, 潘婕, 许吟隆. 未来气候情景下冬小麦潜在北移区农业气候资源变化特征. 气候变化研究进展, 2017, 13(3): 243-252.
|
|
|
|
| [17] |
王连喜, 刘畅, 李琪, 吴东丽, 王清, 成威. 气候变暖背景下京津冀地区冬小麦种植北界变化. 作物杂志, 2017(1): 61-67.
|
|
|
|
| [18] |
唐晓培, 宋妮, 陈智芳, 王景雷. 黄淮海地区冬小麦种植北界时空演变及未来趋势分析. 农业工程学报, 2019, 35(9): 129-137.
|
|
|
|
| [19] |
石晓丽, 史文娇. 极端高温对黄淮海平原冬小麦产量的影响. 生态与农村环境学报, 2016, 32(2): 259-269.
|
|
|
|
| [20] |
赵广才. 中国小麦种植区划研究(一). 麦类作物学报, 2010, 30(5): 886-895.
|
|
|
|
| [21] |
王妍, 张晓龙, 石嘉丽, 沈彦军. 中国冬小麦主产区气候变化及其对小麦产量影响研究. 中国生态农业学报(中英文), 2022, 30(5): 723-734.
|
|
|
|
| [22] |
|
| [23] |
|
| [24] |
|
| [25] |
李雨, 韩平, 任东, 罗娜, 王纪华. 基于地理探测器的农田土壤重金属影响因子分析. 中国农业科学, 2017, 50(21): 4138-4148. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.21.008.
|
|
|
|
| [26] |
陈实, 金云翔, 黄银兰. 长三角中心区生境质量时空变化及其影响机制. 生态学杂志, 2023, 42(5): 1175-1185.
|
|
doi: DOI: 10.13292/j.1000-4890.202305.022 |
|
| [27] |
孟庆雷, 殷宇翔, 王煜昊. 我国农业碳排放的时空演化、脱钩效应及绩效评估. 中国农业科学, 2023, 56(20): 4049-4066. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.20.010.
|
|
|
|
| [28] |
尹潇淦, 蒋卫国, 凌子燕, 王晓雅, 邓雅文. 全球 全球10 m土地覆盖数据在中国首批国际湿地城市的评价与融合. 遥感学报, 2023, 27(6): 1334-1347.
|
|
|
|
| [29] |
王海洋, 赵德才, 顾根宝, 张俊喜, 申玉香, 陶红, 杨华. 气象因素对盐城市小麦生产的影响与对策. 江西农业科技, 2000(4): 8-11.
|
|
|
|
| [30] |
刘德祥, 董安祥, 陆登荣. 中国西北地区近43年气候变化及其对农业生产的影响. 干旱地区农业研究, 2005, 23(2): 195-201.
|
|
|
|
| [31] |
邓振镛, 张强, 刘德祥, 蒲金涌, 郭慧, 张宇飞, 张谋草, 张惠玲. 气候变暖对甘肃种植业结构和农作物生长的影响. 中国沙漠, 2007, 27(4): 627-632.
|
|
|
|
| [32] |
高桂芹, 齐作辉. 冬季负积温变化特征及其对冬小麦的影响. 气象科技, 2007, 35(3): 404-406.
|
|
|
|
| [33] |
闫锦涛, 冯利平, 李扬, 陈先冠, 余卫东. 播期和播深对冬小麦越冬前生长性状的影响. 农业机械学报, 2022, 53(2): 327-335.
|
|
|
|
| [34] |
郝志新, 郑景云, 陶向新. 气候增暖背景下的冬小麦种植北界研究: 以辽宁省为例. 地理科学进展, 2001, 20(3): 253-260.
|
|
|
|
| [35] |
林文, 同延安, 韩仲宇, 梁婷, 杨宪龙, 路永莉, 梁连友. 1961—2001年间陕西冬小麦种植北界北移的热量资源分析与评价. 中国生态农业学报, 2013, 21(6): 772-778.
|
|
|
|
| [36] |
|
| [37] |
|
| [38] |
doi: 10.1016/S2095-3119(20)63273-7 |
| [39] |
|
| [40] |
|
| [41] |
|
| [42] |
|
| [43] |
|
| [44] |
|
| [45] |
陈秧分, 王介勇, 张凤荣, 刘彦随, 成升魁, 朱晶, 司伟, 樊胜根, 顾善松, 胡冰川, 李先德, 于晓华. 全球化与粮食安全新格局. 自然资源学报, 2021, 36(6): 1362-1380.
doi: 10.31497/zrzyxb.20210602 |
|
|
|
| [46] |
|
| [47] |
|
| [48] |
|
| [49] |
|
| [50] |
|
| [51] |
|
| [52] |
|
| [1] | 朱琦, 贾振鹏, Tahir SHAH, 徐晨晟, 李芷琦, 吕会帅, 朱鹏超, 韦小敏, 黄冬琳, 孙艳妮, 曹卫东, 高亚军, 王朝辉, 张达斌. 绿肥配施增效产品降低旱地麦田温室气体排放及碳足迹[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1507-1522. |
| [2] | 钱瑾, 李映雪, 吴芳, 邹晓晨. 集成光谱降维的冬小麦叶片磷含量估算[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 781-792. |
| [3] | 孔媛, 崔沙沙, 李美, 李健, 杨思雨, 房锋, 刘帅帅, 刘明平, 曾艳, 高兴祥, 柏连阳. 黄淮海冬小麦田多花黑麦草等5种禾本科杂草时空分布变化规律[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 807-823. |
| [4] | 张文瑄, 谢硕奇, 吴鑫, 王月强, 李阳光, 张震, 任小丽, 高腾云, 梁栋, 黄河天. 中国荷斯坦牛初生重和断奶重遗传参数及育种值估计[J]. 中国农业科学, 2026, 59(4): 900-911. |
| [5] | 咸青林, 肖鉴珂, 高阿庆, 郜利闯, 刘杨. 种植方式结合测墒补灌下冬小麦产量及水分利用效率[J]. 中国农业科学, 2026, 59(3): 589-601. |
| [6] | 郭慧婷, 孙艳稳, 牛毅恒, 李亚鹏, 李建华, 徐明岗. 施肥显著改变中国北方农田土壤细菌多样性和优势菌群——Meta分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 114-128. |
| [7] | 吕旭东, 孙世媛, 李亚楠, 刘玉龙, 王艳群, 付鑫, 张佳英, 宁鹏, 彭正萍. 智能机械化分层施肥对麦田根-土养分分布和小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 129-146. |
| [8] | 蒲丽霞, 张佳芮, 叶建萍, 黄秀兰, 樊高琼, 杨洪坤. 二氢赤霉素与秸秆覆盖对旱地小麦分蘖成穗与产量的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(9): 1735-1748. |
| [9] | 史帆, 李文广, 易树生, 杨娜, 陈玉萌, 郑伟, 张雪辰, 李紫燕, 翟丙年. 有机无机肥配施下旱地麦田土壤有机碳组分含量的变化特征[J]. 中国农业科学, 2025, 58(4): 719-732. |
| [10] | 房康睿, 丁世杰, 陈雨珊, 杨秉庚, 郭腾飞, 徐新朋, 赵士诚, 王秀斌, 黄绍敏, 仇少君, 何萍, 周卫. 有机无机肥配施下典型潮土小麦季有机肥氮磷的当季释放率[J]. 中国农业科学, 2025, 58(24): 5234-5246. |
| [11] | 王维, 陈秧分. 全球农业农村现代化的演变趋势与影响因素[J]. 中国农业科学, 2025, 58(24): 5299-5314. |
| [12] | 王丽媛, 王晖, 王穆穆, 王东建, 李汝玉, 郑永胜, 张晗. 陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库构建及应用[J]. 中国农业科学, 2025, 58(22): 4570-4588. |
| [13] | 佘映军, 周子哲, 伍明, 郭魏, 师昌健, 胡超, 李平. 地下水埋深和施氮对土壤水盐分布及冬小麦养分吸收利用的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(20): 4285-4304. |
| [14] | 尹忞昊, 陈池波, 卢奕亨, 田云. 中国农业碳排放密度的时空特征、动态演进与空间效应[J]. 中国农业科学, 2025, 58(18): 3710-3727. |
| [15] | 王荣荣, 徐宁璐, 黄修利, 赵凯男, 黄明, 王贺正, 付国占, 吴金芝, 李友军. 一次灌溉和氮肥运筹对旱地小麦籽粒产量和品质的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(1): 43-57. |
|
||