作物对气候的响应特性透析如下文
河西走廊、陇中北部、陇东等地年平均气温气候倾向率大于0.3℃/10年,其他地方在0.1℃/10年~0.3℃/10年之间变化。从表1来看,从1961—2010年,平均气温上升幅度逐渐加大,2001—2010年较1961—1970年、1971—1980年、1981—1990年和1990—2000年分别上升了1.2℃、1.1℃、1.1℃和0.6℃。自1961年以来,甘肃省经历了由冷期向暖期转变的过程,1961—1985年间为冷期,1985年后为暖期,与全球和中国增温期基本一致。年平均最高气温和年平均最低气温每10年增温均达到0.32℃,比年平均气温每10年增温幅度高出0.3℃。季节气温均呈现出一致的增温趋势,春季、夏季、秋季、冬季每10年增温分别为0.23、0.17、0.27、0.47℃,冬季气温升幅明显高于其他3个季节。≥0℃积温、≥10℃积温变化表现为一致增加,≥0℃积温的气候倾向率在40℃/10年~80℃/10年之间变化,≥10℃积温的气候倾向率大于60℃/10年。降水变化年降水量总体呈下降趋势(图略),降水距平百分率以每10年减少1.7%的速率减少。1966—1970年和1975—1993年降水总体呈偏多趋势,1994—2002年明显偏少,2007年达历史最少。降水量区域性变化差异较大,以黄河为界,黄河以西呈增多趋势,河西走廊每10年增加4~12mm,祁连山区每10年12mm以上;黄河以东呈减少趋势,河东地区每10年减少4~30mm(图4),并且减少的幅度明显高于增加的幅度。冬季降水距平百分率每10年增加8.8%的速率,春季、夏季、秋季以每10年分别减少1.7%、0.2%、5.9%的速率减少。日照变化年平均日照时数的变化呈现减少趋势,每10年减少9.8h,1961—1989年和1998—2010年呈下降趋势,1990—1997年呈上升趋势(图略)。冬季、夏季呈减少趋势,春季、秋季呈微弱增加趋势。各地年日照时数变化差别比较大,酒泉西部、张掖大部、武威和白银市北部、陇东大部和甘南高原为增加趋势,每10年增加20~40h,其余地方为减少趋势,每10年减少20~80h。
对生长发育和适宜种植区域的影响啤酒大麦属喜凉作物。全生育期120~130天,需要≥0℃积温1600℃左右。据研究,日平均温度越高、日照时间越长,啤酒大麦生育期则越短。日平均温度升高1℃,生育期缩短1.6~4.5天,平均日照时数增加1h,生育期平均缩短0.3~3.2天,海拔每升高100m,生育期则延长3~4天[18]。对生长发育和适宜种植区域的影响啤酒花是喜温凉、干燥气候。甘肃河西地区啤酒花全生育期160~170天,≥5℃积温2700~3000℃。啤酒花主产区玉门、武威生育期间≥5℃积温明显增加,分别由1971—1980年3289℃、3312℃增加至2001—2008年的3545℃、3620℃,倾向值分别为87.9℃/10年、104.0℃/10年。随着主产区气候变暖,种植高度提高了100~150m,种植区域扩大。适宜种植区位于温和温凉干旱地带,高度1300~1800m,种植最高上限达2000m左右[20]。3.2.2对气象灾害危害的影响由于啤酒花属草本缠绕植物,体型高大,大风是影响啤酒花生产的主要气象灾害。开花期(6月下旬)至成熟期(9月中旬)是河西啤酒花生育的关键期,若遇8级以上大风且持续5h以上,可造成枝条折断等机械损伤。如玉门1991年6月23日持续近9h8级以上大风,造成啤酒花受损严重,受损面积占总面积30%~40%。按当时受损情况测定,平均断枝0.9~13枝/株,枝梢磨损减少花蕾数9%~20%,每公顷减产165~240kg。统计河西3个代表站,安西(西部)、张掖(中部)、武威(东部)大风日数呈逐年代减少趋势。从季节上划分,安西年内大风日数集中于春末夏初3—6月,占全年大风日数的50.3%。张掖、武威的大风日数主要分布在4—7月,分别占全年的61.1%和65.2%。可见,大风危害的机遇非常大。除大风外,啤酒花成熟期连阴雨天气也是影响啤酒花质量的不利气象灾害。若遇连续3天以上的降水且日雨量>3mm,过程降雨量≥20mm,可造成塌架,致使枝叶、花蕾落地,对产量和质量影响较大。对产量和品质的影响经研究,啤酒花产量与营养生长中后期至现蕾前(5—6月)最高气温与产量呈负相关,最高温度过高导致过早开花和多次开花,花体成熟不一致,影响产量提高;而出苗期(4月)最低气温与产量呈正相关,最低气温偏高,土壤解冻早,根芽发育快,割芽期提前,有利于及早萌发生长。日照时数与产量大多时期呈正相关,尤其在苗期和成熟期,前者需要充足的阳光进行光合作用有利于及早搭建丰产架型,后者有助于提高有效花枝和有效花率。8—9月是啤酒花甲酸含量和产量形成的关键时期,要求气温略高、日照充足、降水少,有利于形成高产和优良的品级。如1998年玉门9月平均气温(16.7℃)为1960年以来玉门镇同期最高值,加之降水特少(0.6mm),日照充足(277h),啤酒花甲酸含量高达20%~25%。而其他年份甲酸含量仅在5%~7%之间。说明在啤酒花成熟采摘和晾晒期光热条件好,对品质有显着影响[20]。对生长发育和适宜种植区域的影响百合是喜凉作物,对热量要求并不严格,适应性较广。经试验,全生育期需要≥0℃积温2350~3000℃。主产地兰州地区≥0℃积温增加趋势显着,倾向率为182.5℃/10年(R=0.715),热量资源足以满足百合生长所需。气候变暖,使种植高度提高了100~150m,种植最高上限达2700m,种植区域扩大。适宜种植区在2000~2100m和2300~2400m,产量达15000~20000kg/hm2;最适宜种植区在2100~2300m,产量达20000~25000kg/hm2[20]。对气象灾害危害的影响气候变暖,春季回暖较早时易受低温、霜冻的侵袭,幼苗生长受到抑制,如1993年和1999年的霜冻,使当年产量下降20%左右。从1995—2003年极端最高气温迅速上升,如2000年最高温度达39.8℃,持续高温使茎叶枯黄死亡,尤其7—8月生长旺盛期,高温使生育状态受到严重抑制,产量下降20%~30%[21-22]。对品质和产量的影响百合生长前期和中期喜光照,尤其是现蕾开花期,兰州地区4—8月平均日照时数为1182h,历年日照时数变化呈增加趋势明显,有利于现蕾开花期生长发育。经试验,百合需水关键期在花期至鳞茎膨大期,从6月中旬至8月上旬需水量在200~300mm,年降水量在450mm左右,就能满足要求。在6—8月水分关键时段,1990—1993年之前主产区降水量基本持续增加,降水相对充裕,1994年达到268.6mm,此后降水呈减少趋势,2006年只有50mm,还不足历年平均值的30%,严重制约了以雨养农业为主的百合生产。在关键生育期内,降水减少和光照不足将对百合生长发育和品质、产量带来不利影响[21,23]。对生长发育和适宜种植区域的影响花椒是喜温热、喜光照、耐干旱、适应性强的树种。据1990—1991年9个定位观测资料分析,全生育期需要150~160天,≥5℃积温2000~2600℃。发育期随海拔升高而推迟,全生育期天数和≥5℃积温均随海拔升高而减小和下降,每升高100m,全生育期天数减少4天,≥5℃积温下降106℃。当春季日平均气温稳定通过≥5℃时开始发芽,随着气候变暖,主产区武都≥5℃平均日期为3月5日,2000年之后提前到2月下旬,发芽时间提前5~10天,生育期相应提前。生育期间≥5℃积温平均为2863℃,倾向率为165℃/10年(R=0.5310),积温増加,热量资源比较充裕。种植高度提高了150~200m,种植最高上限达2200m,种植区域扩大。适宜种植区在1400~1700m,品质评定总分为12~20;最适宜种植区在1000~1400m,品质评定总分为20~25[20,24-25]。对气象灾害危害的影响气候变暖,尤其冬暖次数明显增多,导致花椒萌芽期提前,但抗寒能力却明显减弱,发生寒潮或低温冻害天气,很容易造成产量下降甚至绝收。对3—5月冷空气影响程度统计表明,主产区1980—1995年低温冻害频次共5次,1996—2007年却高达8次,且冻害程度明显加重,如1998年3月19日24h降温13.3℃,4月12日48h降温10.1℃,连续2次降温使嫩芽遭受严重冻害,根颈、大枝杈、抽条、树干和花芽受到冻害;2006年3月12日24h降温10.1℃,最低温度为-2.7℃,冻害不仅使产量受到严重影响,还使各种病虫害乘虚而入,蔓延成灾。成熟期的降水是影响产量的重要因素,对主产区7月降水量分析表明,降水变化呈波动性减少(R=0.4306),其中1991、1997、2000年,该时段降水量不足30mm,仅占历年平均值30%左右,干旱明显。如果该时段降水量与历年平均值相比,≤20%为干旱,≤50%为特旱。统计显示1980—2007年间干旱频率为43%,特旱频率为18%,且2000年后干旱频率明显增多。
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