作物杂志,2017, 第1期: 61–67 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.01.012

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

气候变暖背景下京津冀地区冬小麦种植北界变化

王连喜1,2,刘畅1,2,李琪1,2,吴东丽3,王清1,2,成威1,2   

  1. 1江苏省农业气象重点实验室,210044,江苏南京
    2南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,210044,江苏南京
    3中国气象局气象探测中心,100081,北京
  • 收稿日期:2016-10-14 修回日期:2016-12-16 出版日期:2017-02-15 发布日期:2018-08-26
  • 作者简介:王连喜,教授,主要从事农业气象与生态气象研究
  • 基金资助:
    公益性行业(气象科研专项GYHY201506001);吉林省气象局青年基金(2014006)

The Northern Boundary Variation of Winter Wheat in Beijing-Tianjin-Hebei under Climate Warming

Wang Lianxi1,2,Liu Chang1,2,Li Qi1,2,Wu Dongli3,Wang Qing1,2,Cheng Wei1,2   

  1. 1Jiangsu Key Laboratory of Agricultural Meteorology,Nanjing 210044,Jiangsu,China
    2Jiangsu Collaborative Innovation Center of Atmospheric Environment and Equipment Technology,Nanjing University of Information Science & Technology,Nanjing 210044,Jiangsu,China;
    3Meteorological Observation Centre of China Meteorological Administration,Beijing 100081,China
  • Received:2016-10-14 Revised:2016-12-16 Online:2017-02-15 Published:2018-08-26

摘要:

气候变暖使冬小麦种植区域发生北扩现象。为研究近几十年来京津冀冬小麦可种植北界变化以及气温变化对该地区实际冬小麦种植北界的影响,采用指标计算法对热量资源条件下的冬小麦可种植北界进行了模拟与分析,同时结合遥感数据和决策树模型提取了该区域冬小麦的实际种植北界,比较了两者间的差异。结果表明,热量资源条件下,京津冀地区冬小麦可种植北界纬度以每10年0.0427°的速率向北移动;温度是冬小麦实际种植北界北移的基础且与其呈正相关。

关键词: 冬小麦, 热量资源, 种植北界, 植被指数(NDVI), 种植范围

Abstract:

Winter wheat planting area moves northward due to climate warming. To investigate winter wheat northern boundary variation and the impact of temperature variation on actual winter wheat northern boundary variation in Beijing-Tianjin-Hebei region, index calculation method was used to simulate northern boundary under heat resource circumstance, and remote sensing decision tree model to extract actual northern boundary. Results showed that northern boundary under the heat resource circumstance was moving northward 0.0427° every decade. Temperature had positive correlation with the northern boundary moving therefor was the basic reason for the moving.

Key words: Winter wheat, Heat resource, Northern boundary, Normalized difference vegetation index (NDVI), Planting scope

表1

台站信息"

省份Province 台站Site 经度Longitude 纬度Latitude
河北Hebei 张北 114°70′ 41°15′
河北Hebei 蔚县 114°57′ 39°83′
河北Hebei 石家庄 114°42′ 38°03′
河北Hebei 邢台 114°50′ 37°07′
河北Hebei 丰宁 116°63′ 41°22′
河北Hebei 围场 117°75′ 41°93′
河北Hebei 张家口 114°88′ 40°78′
河北Hebei 怀来 115°50′ 40°40′
北京Beijing 密云 116°87′ 40°38′
河北Hebei 承德 117°95′ 40°98′
河北Hebei 遵化 117°95′ 40°20′
河北Hebei 青龙 118°95′ 40°40′
河北Hebei 秦皇岛 119°52′ 39°85′
北京Beijing 北京 116°47′ 39°80′
河北Hebei 廊坊 116°38′ 39°12′
天津Tianjin 天津 117°07′ 39°08′
河北Hebei 唐山 118°15′ 39°67′
河北Hebei 乐亭 118°88′ 39°43′
河北Hebei 保定 115°52′ 38°85′
河北Hebei 饶阳 115°73′ 38°23′
河北Hebei 沧洲 116°83′ 38°33′
河北Hebei 泊头 116°55′ 38°08′
天津Tianjin 塘沽 117°72′ 39°05′
河北Hebei 黄骅 117°35′ 38°37′
河北Hebei 南宫 115°38′ 37°37′

表2

各台站热量资源指标"

项目Item 1月January 越冬前Pre-wintering 越冬期Teleutostage 生育期Growth duration
平均气温
Average temperture
(℃)
变化率
Variation rate
(℃/a)
≥0℃积温
CT (≥0℃)
(℃·d)
变化率
Variation rate (℃·d/a)
负积温
Minus CT
(℃·d)
变化率
Variation rate (℃·d/a)
≥0℃积温
CT (≥0℃)
(℃·d)
变化率
Variation rate (℃·d/a)
围场Weichang -12.6 0.0282 218.96 0.4239 -640.24 2.0626 1 283.79 2.8457
石家庄Shijiazhuang -2.2 0.0408 646.11 2.0315 -129.03 2.1613 2 599.54 7.6595
秦皇岛Qinhuangdao -5.4 0.0387 547.37 0.7637 -262.64 2.3098 1 956.91 4.0273
邢台Xingtai -1.7 0.0626 676.03 2.8262 -109.89 2.6227 2 682.57 9.5598
廊坊Langfang -4.4 0.0616 559.27 2.0964 -217.55 3.4496 2 315.33 8.8840
张家口Zhangjiakou -8.6 0.0514 357.33 1.7434 -434.09 3.1074 1 768.80 5.9467

图1

越冬前积温走势"

图2

1月平均气温走势"

图3

越冬期负积温走势"

图4

全生育期正积温走势"

图5

NDVI时间序列曲线"

表3

像元数与冬小麦面积统计"

年份
Year
冬小麦面积(万hm2)
Winter wheat area
像元数
Picture element number
2001 275.900 266 954
2002 257.610 246 376
2003 230.580 141 912
2004 227.380 152 324
2005 251.937 209 283
2006 266.567 294 214
2007 255.038 276 440
2008 257.932 239 611
2009 255.377 257 617
2010 258.094 181 417
[1] Stocker T F, Qin D, Plattner G K , et al. IPCC,WG1,Climate change 2013:The physical science basis,Working group 1 contribution to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change,eds.UK:Cambridge University Press, 2013: 1308.
[2] 丁一汇 . 中国西部环境变化的预测.北京: 科学出版社, 2002: 239.
[3] 秦大河, 董文杰, 罗勇 . 中国气候与环境演变:2012.北京:气象出版社, 2012: 432.
[4] 王绍武, 罗勇, 赵宗慈 , 等. 气候变暖的归因研究. 气候变化研究进展, 2012,8(4):308-312.
[5] 孙振蓉 . 京津冀地区冬小麦面积估算和旱情遥感监测研究. 北京:北京林业大学, 2015.
[6] 潘学鹏, 李改欣, 刘峰贵 , 等. 华北平原冬小麦面积遥感提取及时空变化研究. 中国生态农业学报, 2015,23(4):497-505.
[7] 程志刚, 张渊萌, 徐影 . 基于CMIP5模式集合预估21世纪中国气候带变迁趋势. 气候变化研究进展, 2015,11(2):93-101.
doi: 10.3969/j.issn.1673-1719.2015.02.003
[8] 缪启龙, 园圆, 王勇 , 等. 气候变暖对中国热量资源分布的影响分析. 自然资源学报, 2009,24(5):934-944.
doi: 10.11849/zrzyxb.2009.05.021
[9] 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):254-261.
doi: 10.11820/dlkxjz.2001.03.008
[10] 云雅茹, 方修琦, 王丽岩 , 等. 我国作物种植界线对气候变暖的适应性响应.作物杂志, 2007(3):20-23.
[11] 黄青, 李丹丹, 陈仲新 , 等. 基于MODIS数据的冬小麦种植面积快速提取与长势监测. 农业机械学报, 2012,43(7):163-167.
[12] 葛广秀, 李卫国, 景元书 , 等. 基于NDVI密度分割的冬小麦种植面积提取. 麦类作物学报, 2014,34(7):997-1002.
[13] 陈风华, 陈春, 周风明 , 等. 淮安地区气候条件对小麦产量的影响. 安徽农业科学, 2000,28(6):711-712.
[14] 刘德祥, 郭俊琴, 董安详 , 等. 气候变暖对甘肃夏秋作物产量的影响. 干旱地区农业研究, 2006,24(4):123-128.
[15] 气候变化与作物产量课题组. 气候变化与作物产量.北京: 中国农业科技出版社, 1992.
[16] 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.
[17] 王培娟, 张佳华, 谢东辉 , 等. 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):215-223.
doi: 10.11849/zrzyxb.2012.02.005
[18] 李元华, 王文, 张梅 , 等. 河北省冬小麦生育期热量资源变化分析. 干旱气象, 2013,31(1):49-55.
[19] 林文, 同延安, 韩仲宇 , 等. 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.
[1] 王汉霞 单福华 田立平 马巧云 赵昌平 张风廷. 北部冬麦区冬小麦区试品种(系)的#br# 稳定性和适应性分析[J]. 作物杂志, 2018, (5): 40–44
[2] 安 霞 张海军 蒋方山 吕连杰 陈 军. 播期播量对不同穗型冬小麦群体及子粒产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 132–136
[3] 宋敏,张海鹏,路兴涛,吴翠霞,张勇. 不同除草剂对冬小麦田宝盖草的防除效果[J]. 作物杂志, 2018, (2): 161–165
[4] 马瑞琦,亓振,常旭虹,王德梅,陶志强,杨玉双,冯金凤,孙敏,赵广才. 化控剂对冬小麦植株性状及产量品质的调节效应[J]. 作物杂志, 2018, (1): 133–140
[5] 曹嘉晨,郑有飞,赵辉,徐静馨. 开顶式气室对冬小麦的生长及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 88–95
[6] 黄少辉,杨军芳,贾良良,杨云马,杨文方,孙彦铭. 脲甲醛对冬小麦产量及土壤中硝态氮分布的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 110–114
[7] 刘丽杰,张东向,金忠民,林立东,任艳波,赵婧佟,苍晶. 外源水杨酸对低温下寒地冬小麦细胞超微结构的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 60–68
[8] 谢连杰,李娜娜,裴艳婷,宋建霞,赵磊,李志强,丁汉凤. 山东省近60年主推冬小麦品种对土壤矿质元素吸收特性研究[J]. 作物杂志, 2017, (1): 56–60
[9] 王俊英,周吉红,孟范玉,毛思帅,杨建国,张金良,刘亚佳,李小龙. 北京市冬小麦节水节肥节药轻简栽培技术体系研究与应用[J]. 作物杂志, 2016, (6): 99–106
[10] 刘丽华,庞斌双,李宏博,刘阳娜,福德平,王娜,赵昌平. 2009-2015年北京市冬小麦区域试验品系的DNA指纹分析[J]. 作物杂志, 2016, (5): 13–18
[11] 王绍敏,国淑梅,牛贞福,张鹤. 45%烯肟菌胺·苯醚甲环唑·噻虫嗪悬浮种衣剂对冬小麦生长发育的影响和主要病虫害的防控研究[J]. 作物杂志, 2016, (4): 167–171
[12] 王璐,程子航,宋永超,王晓楠,付连双,李卓夫,陈露. 寒地冬小麦叶片中可溶性糖及蛋白质含量对其穗分化进程的影响[J]. 作物杂志, 2016, (3): 99–103
[13] 张建涛,李国强,陈丹丹,冯晓,郑国清. 两种冬小麦气候适宜度评价模型的比较[J]. 作物杂志, 2016, (2): 159–164
[14] 马燕会, 尹宝重, 郭丽果, 等. 河北省麦田保水剂筛选及其节水效果评价[J]. 作物杂志, 2015, (2): 111–117
[15] 姚有华, 谢德庆, 叶景秀. 青海高原不同生态区冬小麦兰天15号种植密度与适生性研究[J]. 作物杂志, 2015, (2): 154–157
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .