气候变暖背景下华北平原冬小麦生育期温度条件变化趋势分析*

谭凯炎，邬定荣，赵花荣



气候变暖背景下华北平原冬小麦生育期温度条件变化趋势分析*

谭凯炎，邬定荣，赵花荣

（中国气象科学研究院，北京 100081）

利用华北平原42个农业气象观测站1981-2010年逐日平均气温和冬小麦发育期观测资料，结合增温试验数据，统计分析冬小麦生长季各月平均气温的变化特征、冬小麦关键发育日期和各主要生育阶段平均气温的变化趋势，以探究气候变暖对华北平原冬小麦生育过程温度条件的影响。结果表明：研究期内华北平原冬小麦生长季的10月、12月和2-6月增温趋势显著，2月平均气温上升线性倾向率最大。气候变暖使冬小麦越冬阶段和返青-拔节阶段的平均温度显著升高，从而导致冬小麦拔节-成熟日期显著提前，但冬小麦冬前生长阶段和拔节-成熟阶段的平均温度则未呈现上升趋势。冬小麦冬前生长阶段的温度环境因播种期适应性推迟而保持基本稳定，拔节-成熟阶段平均温度变化不明显则归因于发育期前移和当地气温的季节性变化特点。气候进一步变暖将使冬小麦冬后发育期提前更多，而拔节-成熟阶段的平均温度则不会明显升高。

气候变暖；增温；冬小麦；发育期；气象条件；华北平原

全球气候变暖以地表气温升高为主要特征，中国年平均气温在过去100a里升高了0.65 ± 0.15℃，预计到本世纪末中国地表气温将相对1961-1990年再升高3.5～3.7˚C[1]。地表气温不断升高已对农作物生产带来明显影响[2-4]。随着气候变暖，农作物种植界限、生育期、病虫灾害[5-8]等发生了改变，农作物生长季温度升高减少了部分作物低温灾害，但也加重了某些作物的高温危害[9-10]。在围绕生长季温度升高的影响研究中，以往偏重于探讨生长季热量资源和作物气候生产潜力的时空变化特征[11-13]，或不同幅度和时段的增温对作物生长发育和产量的影响[14-16]。而对于某一作物在当地气候变暖背景下，其关键生育过程温度条件的变化特征及其在未来增温情景下的变化趋势鲜有报道，而这正是研究气候变暖对具体作物生长发育和产量影响机制的基础。

冬小麦是中国第二大口粮作物，华北平原是中国灌溉高产冬小麦主产区。华北平原冬小麦在生长过程中需要经历一个停止生长阶段（越冬休眠期），而冬小麦休眠开始和结束的日期主要受外界温度的影响和控制，同时温度还主导着冬小麦的发育速率[17]。相关研究表明，过去几十年气候变暖已使华北平原冬小麦返青-成熟各阶段提前，从而导致整个生育期缩短，并对产量产生影响[ 3,18-19 ]。由于冬小麦在不同生长阶段对气候因子的响应和敏感性存在差异[20]以及发育期的变化，有关整个冬小麦生长季气候变暖特征的研究并不能用来解释其对生长和产量的影响机制。胡洵瑀等[21]曾按生育阶段来分析增温的线性倾向率，但其采用多年平均发育期而忽略了冬小麦发育期随气候变暖的变化。目前，关于气候变暖对冬小麦影响的研究较多，但结合物候变化来研究气候变暖背景下冬小麦各主要生育阶段温度条件的变化特征还鲜见报道。本文利用华北平原1981-2010年冬小麦逐年发育期资料和气象观测资料以及试验观测数据，按发育阶段分析气候变暖对各阶段温度条件的影响，以期进一步深入了解气候变暖对冬小麦生长发育和产量的影响机制。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

华北平原（31-42°N，110-123°E）北抵燕山南侧，南至淮河，西起太行山、伏牛山，东靠渤海、黄海，属暖温带大陆性季风气候，受季风影响，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨。年日照时数2800h，无霜期170～220d，年均降水量500～900mm，栽培制度以冬小麦-夏玉米轮作为主，是中国灌溉高产冬小麦生产区。本研究以天津市、河北省、山东省和河南省代表华北平原。

1.2 历史资料及其来源

冬小麦发育期资料和气象资料来源于国家气象信息中心气象资料室。选取津、冀、鲁、豫4省（市）具有1981-2010年完整观测序列的42个农业气象观测站，这些站点同时也是基本气象观测站，站点分布见图1，资料包括各站逐日平均气温和逐年冬小麦播种、越冬、返青、拔节、抽穗、开花和成熟日期。分析各月气候变暖特征时应用其中分布均匀的20个站点资料。

1.3 试验资料来源

试验资料来自于国家自然科学基金面上项目“增温与CO2浓度升高对冬小麦协同影响效应及其作用机制”的增温试验，试验于2013-2015年两个冬小麦生长季在中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验站的一组（6个）开顶式气室中进行，试验站位于河北省定兴县（39°08′N，115°40′E，图1）。试验设2个处理，即对照（CK）和增温处理（TI），每个处理3个重复；增温处理设计为白天温度升高1～2℃，夜间温度升高3.5～4.5℃。2013-2014生长季两个处理于10月10日同时播种；2014-2015年生 长季，作为气候变暖的一种适应措施，对照气室于10月10日播种，增温气室10月22日播种。增温自小麦播种后开始，一直持续至小麦成熟。对照气室的北面和东北面玻璃被拆除，以消除其白天自身的增温效应；增温处理气室白天依靠自身的增温效应并结合通风系统的降温作用使其与对照气室在白天的温差达到试验设计要求；夜间（21：00-次日7：00）采用安装在气室顶部四周框架上的红外辐射器（4×850W）进行辐射增温，辐射器不会遮挡太阳光。在每个气室中央地面以上50cm高度安装带自然通风辐射罩的温度传感器，采集器每10min采集一次温度数据，一天内各次读数（20：00-20：00）的平均值为日平均气温。两年中增温处理气室冬小麦全生育期日平均气温分别比对照平均升高2.8℃和2.6℃。试验中同步观测记录冬小麦的发育日期。

1.4 数据分析

历史数据采用FORTRAN进行编程数据分析，采用ArcGIS作图，试验数据采用Excel软件进行数据分析和作图，用SPSS统计软件进行显著性分析。

以发育日期年际日序变化的线性倾向率表征冬小麦各发育期的变化趋势，线性倾向率为负，表示发育日期提前，为正则表示发育日期推迟。

2 结果与分析

2.1 基于历史资料的冬小麦生长季各月平均气温的线性变化趋势

由表1可见，从全区平均情况看，1981-2010年研究区域各站点冬小麦生长季（10月-翌年6月）10月、12月和翌年2-6月气温均呈显著升高趋势，气候倾向率在0.44～1.05℃×10a-1（P＜0.05），2月增温速率最大，3月次之，而11月和1月增温趋势未通过显著性检验。从各月平均气温的线性变化倾向率可见，20个站点中70%站点其10月平均气温表现出显著升高趋势（P＜0.05），线性倾向率在0.50～0.78℃×10a-1；11月仅有20%站点增温趋势显著；12月各站平均气温线性倾向率在0.22～0.80℃×10a-1，其中65%的站点通过显著性检验；1月各站平均气温线性倾向率在0.17～1.16℃×10a-1，其中30%站点增温显著；2月和3月变暖趋势最突出，显著增温的站点比例分别为100%和90%，其中65%的站点增温趋势达到极显著水平（P＜0.01），各站线性倾向率分别在0.82～1.32℃×10a-1和0.66～1.34℃×10a-1；4-6月变暖特征明显，增温显著的站点达到55%～65%，其增温线性倾向率在0.37～0.77℃×10a-1。

表1 1981-2010年华北平原冬小麦生长季月平均气温的线性变化倾向率（℃×10a-1）

注：*、**分别表示通过0.05、0.01水平的显著性检验。下同。

Note:*is P＜0.05，**is P＜0.01. The same as below.

2.2 基于历史资料的冬小麦各发育阶段平均温度的变化特点

2.2.1 冬小麦冬后发育期变化特点

华北平原42个站点1981-2010年冬小麦冬后主要发育期变化的线性倾向率如表2，由表可见，返青 期变化趋势不明显，个别显著提前，个别显著推迟；但拔节期年际变化线性倾向率为负值的站点比例达83%，其中51%站点的提前趋势达到显著或极显著水平，平均每10a提前2.1～7.4d，说明拔节期呈显著提前趋势；开花期年际变化线性倾向率为负值的站点占88%，其中59%的站点通过显著性检验，其线性倾向率在-5.7～-1.9d×10a-1；成熟期年际变化线性倾向率为负值的站点占71%，其中53%通过显著性检验，其线性倾向率在-3.9～-1.6d×10a-1。观测数据表明，随着气候变暖，华北平原冬小麦冬后主要发育期呈明显提前趋势，拔节期提前的线性倾向率普遍较大，成熟期提前的线性倾向率较小，而返青期变化不明显，表明拔节-成熟的持续时间延长，返青-拔节期缩短。

2.2.2 主要发育阶段平均温度的变化趋势

根据1981-2010年观测的冬小麦发育期日期及气温资料，计算每年冬小麦各主要发育阶段的平均气温，进而分发育阶段统计其年际线性变化特征（表3）。 由表3可以看出，各站冬小麦出苗-越冬阶段的平均温度变化不明显，越冬-返青阶段50%的站点表现为显著增温，增温线性倾向率在0.45～1.18℃×10a-1；在返青-拔节阶段，64%的站点增温显著，增温速率达0.49～1.57℃×10a-1；而自冬小麦拔节后，各生育阶段的平均温度除个别站在个别阶段表现出增加或下降的趋势外，其余均无明显的变化趋势，年际变化线性倾向率在-0.88～0.66℃×10a-1。就全区平均而言，仅冬小麦越冬阶段（越冬-返青）和返青-拔节阶段表现出显著的增温趋势，其它阶段均无显著增温趋势。

表2 1981-2010年冬小麦发育期的线性变化倾向率（d ×10a-1）

Note: RE is reviving, JO is jointing, HE is heading, FL is flowering, RI is ripeness. The same as below.

表3 1981-2010年冬小麦主要发育阶段平均温度的年际变化特征（℃×10a-1）

Note：EM is emergence, OV is overwintering.The same as below.

2.3 增温试验中冬小麦发育期及发育阶段平均温度的变化特点

2.3.1 冬小麦发育期的变化

如表4所示，全生育期日平均气温升高2.6～2.8℃后，冬小麦各冬后发育期均大幅提前，其中 返青期提前14～18d，拔节期提前16～18d，抽穗、开花和成熟期均相应提前15～20d，但返青-成熟期的持续天数则无显著变化。说明增温后冬小麦冬后生育过程整体前移，生长发育持续时间并未缩短。

2.3.2 冬小麦主要发育阶段平均温度的变化

在全生育期日平均气温升高2.6～2.8℃的模拟增温情景下，两个试验季冬小麦各主要生育阶段的平均温度变化如图2所示。由图可见，播期相同即2013/2014生长季时，增温处理在冬前生长阶段的平均气温明显升高，而推迟播期后（2014/2015生长季），增温处理与对照的冬前平均气温差异则不显著；两个试验季内越冬阶段（越冬-返青）增温处理的平均气温均显著提高（P＜0.05）；而返青-成熟期各阶段增温处理的平均温度反而比对照有所降低，其中返青-拔节阶段增温处理的平均温度显著低于对照，2015年推迟播期后拔节-抽穗和抽穗-成熟阶段增温处理平均气温显著低于对照，2014年两个处理同时播种时相应生长阶段的平均气温则无明显差异。

表4 增温试验冬小麦冬后发育日期（月-日）和生长持续时间（d）

注：短线表示均方差。小写字母表示处理间在0.05水平上的差异显著性

Note: The bar is standard deviation. Lowercase indicates the difference significance between two treatments at 0.05 level

3 结论与讨论

3.1 讨论

历史资料统计分析表明，华北平原地区冬小麦生长季气候变暖明显，但增温呈现不均匀特征，10月、12月和2-6月增温趋势显著，以2月增温幅度最大,这一结果与前人的相关研究结果基本一致[22-23]。气候变暖导致华北平原冬小麦冬后发育期提前，主要表现为拔节-成熟日期提前，返青期提前的趋势不明显，该结果与同类研究结果也基本相同[8,23]。但也有研究显示返青期同样呈提前趋势[7]，这可能与所选站点有关。

冬小麦生长季气候变暖显著提高了冬小麦生育过程中越冬-拔节阶段的平均温度。越冬阶段（越冬-返青期）平均温度升高的最明显影响是导致冬小麦冬后发育期提前，同时可以减少越冬冻害、增加分蘖[24]，但也可能提高病虫越冬基数，从而导致后期病虫灾害发生风险增加[6]；返青-拔节期温度升高则可能加速穗分化，缩短穗分化时间，从而降低穗粒数[25]，对于华北平原南部冬小麦而言，穗分化自冬前就已开始，一定幅度的增温导致返青-拔节阶段缩短对穗分化产生的影响可能有限[25]。

气候变暖并未提高冬前生长阶段和拔节-成熟阶段的平均温度。冬前温度变化较小主要是由于生产实践中为适应气候变暖，通常会推迟播种[7]，本研究的模拟试验也证明了推迟播种可以部分抵消增温对冬前温度的影响。拔节-成熟阶段温度未升高则是由于冬小麦拔节及后续生育阶段随着气候变暖逐渐提前发生的缘故。华北地区春季常年日平均气温具有随日期推进呈线性升高的特征，虽然全季节日平均气温在逐渐升高，但因发育期向温度较低的较早日期移动，对同一发育阶段而言，冬小麦生育的温度环境变化并不明显。拔节-成熟阶段持续日数未缩短以及增温并未明显影响冬小麦产量[26]应与关键发育阶段平均温度无明显升高相关。拔节-成熟阶段是冬小麦产量形成的关键时期，冬小麦属喜凉作物，过高温度不利于穗花发育、籽粒形成和灌浆，尤其是花后高温显著降低冬小麦产量[27]。本研究的历史资料统计和模拟试验结果均表明，就平均态而言，气候变暖不会加重华北平原冬小麦生育后期的高温危害。

模拟增温试验结果表明，在未来的增温情景下，冬小麦冬后生育期将进一步提前，冬后主要发育阶段的平均温度仍然不会升高。与较小幅度增温试验结果[28]相比，增温幅度越大，冬小麦冬后发育期提前越多，冬后发育阶段的平均温度越趋向于降低。虽然模拟的平均增温情景没有准确体现现实气候变暖特征，其影响结果不能全面反映实际气候变暖的效应，但一定程度上反映了变化趋势。

随着气候变暖，各地种植的冬小麦品种在逐渐由冬性向春性方向转变[29]，品种属性变化并没有改变华北平原冬后主要发育期随冬春季增温逐渐提前的特征，因此，在一定增温幅度下，未来冬小麦品种属性进一步更替仍然不会改变其冬后主要发育阶段温度条件的变化趋势。华北平原冬小麦生育过程温度条件的变化特征与越冬后发育期随气候变暖逐渐提前密切相关，但冬小麦发育期还受到土壤水分条件的影响[30]，这可能是导致研究区域内各站点特征不完全一致的重要原因。

3.2 结论

华北平原冬小麦生长季气候变暖明显，10月、12月和2-6月增温趋势显著，2月平均气温增温线性倾向率最大。生长季气候变暖使冬小麦越冬阶段和返青-拔节阶段的平均温度显著升高，同时引起冬小麦拔节-成熟日期显著提前。因发育期随气候变暖相应前移，冬小麦拔节-成熟阶段的平均温度并未如相应各月平均气温呈现一致上升趋势。在更大的增温幅度下，冬小麦冬后发育期将提前更多，冬后主要发育阶段的平均温度仍然不会升高。冬小麦冬前生长阶段的温度环境可以通过推迟播种而保持基本稳定；越冬-拔节期温度持续升高可能对冬小麦生产带来不利影响。

[1]《第二次气候变化国家评估报告》编写委员会.第二次气候变化国家评估报告[M].北京:科学出版社,2011:180.

Editorial Board of 《Second National Assessment Report on Climate Change》.Second national assessment report on climate change[M].Beijing:Science Press,2011:180.(in Chinese)

[2]Olesen J E,Trnka M,Kersebaum K C,et al.Impacts and adaptation of European crop production systems to climate change[J].Europ J Agron,2011,34(2):96-112.

[3]Xiong W,Holman P I,You L Z,et al.Impacts of observed growing-season warming trends since 1980 on crop yields in China[J].Reg. Environ. Change,2014,14:7-16.

[4]Ray D K,Gerber J S,Macdonald G K,et al.Climate variation explains a third of global crop yield variability[J].Nature Communications,2015,6:5989-5989.

[5]李克南,杨晓光,慕臣英,等.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[J].中国农业科学,2013,46(8):1583-1594.

Li K N,Yang X G,Mu C Y,et al.The possible effects of global warming on cropping systems in China Ⅷ:the effects of climate change on planting boundaries of different winter- spring varieties of winter wheat in China[J].Sci Agric Sin, 2013,46(8):1583-1594.(in Chinese)

[6]霍治国,李茂松,李娜,等.季节性变暖对中国农作物病虫害的影响[J].中国农业科学,2012,45(11):2168-2179.

Huo Z G,Li M S,Li N,et al.Impacts of seasonal climate warming on crop diseases and pests in China[J]. Sci Agric Sin,2012,45(11):2168-2179.(in Chinese)

[7]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[J].麦类作物学报,2013,33(2):382-388.

Li Y J,Liang H,Wang P J.Effects of climate warming on the planting boundary and developmental stages of winter wheat [J].Journal of Triticeae Crops,2013,33(2):382-388.(in Chinese)

[8]Xiao D P,Tao F L,Liu Y J,et al.Observed changes in winter wheat phenology in the North China Plain for 1981-2009[J]. Int. J.Biometeorol.,2013,57:275-285.

[9]Teixeira E I,Fischer G,vanVelthuizen H,et al.Global hot-spots of heat stress on agricultural crops due to climate change[J]. Agr Forest Meteorol,2013,170(15):206-215.

[10]Zhang Z,Wang P,Chen Y,et al.Global warming over 1960-2009 did increase heat stress and reduce cold stress in the major rice-planting areas across China[J].Europ J Agron, 2014,59:49-56.

[11]王宏,陈阜,石全红,等.近30a黄淮海农作区冬小麦单产潜力的影响因素分析[J].农业工程学报,2010,26(s1):90-95.

Wang H,Chen F,Shi Q H,et al.Analysis of factors on impacting potential productivity of winter wheat in Huanghuaihai agricultural area over 30 years[J].Transactions of the CSAE,2010,26(s1):90-95.(in Chinese)

[12]胡琦,潘学标,邵长秀,等.1961-2010年中国农业热量资源分布和变化特征[J].中国农业气象,2014,35(2):119-127.

Hu Q,Pan X B,Shao C X,et al.Distribution and variation of China agricultural heatｒesources in 1961-2010[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2014,35(2):119-127.(in Chinese)

[13]杜莲英,王秀芬,尤飞.黄淮海区气候变化及其对冬小麦光温生产潜力的影响[J].中国农业资源区划, 2015, 36(3): 112-119.

Du L Y,Wang X F,You F.Climate change and its impact to winter wheat potential productivity of Huang-Huai-Hai region in China[J].Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning,2015,36(3):112-119.

[14]Tian Y L,Chen J,Chen C Q,et al.Warming impacts on winter wheat phenophase and grain yield under field conditions in Yangtze Delta Plain,China[J].Field Crops Res.,2012, 134: 193-199.

[15]谭凯炎,房世波,任三学.增温对华北冬小麦生产影响的试验研究[J].气象学报,2012,70(4):902-908.

Tan K Y,Fang S B,Ren S X.Winter wheat growth and yield response to climate warming by controlled experiment[J]. Acta Meteorol Sin,2012,70(4):902-908.(in Chinese)

[16]Shah F,Nie L X,Cui K H,et al.Rice grain yield and component responses to near 2℃ of warming[J].Fiels Crops Research,2014,157:98-110.

[17]康西言,董航宇,姚树然.基于气象因子的冬小麦发育期预报模型[J].中国农业气象,2015,36(4):465-471.

Kang X Y,Dong H Y,Yao S R.Prediction model of winter wheat development stages based on meteorological factors[J]. Chinese Journal of Agrometeorology, 2015,36(4): 465-471. (in Chinese)

[18]肖登攀,陶福禄.过去30年气候变化对华北平原冬小麦物候的影响研究[J].中国生态农业学报,2012, 20(11): 1539- 1545 .

Xiao D P,Tao F L.Impact of climate change in 1981-2009 on winter wheat phenology in the North China Plain [J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2012,20(11): 1539- 1545.(in Chinese)

[19]Tao F L,Zhang Z,Xiao D P,et al.Responses of wheat growth and yield to climate change in different climate zones of China,1981-2009[J].Agr Forest Meteorol,2014, 189-190:91-104.

[20]肖登攀,陶福禄,沈彦俊,等.华北平原冬小麦对过去30年气候变化响应的敏感性研究[J].中国生态农业学报,2014, 22(4):430-438.

Xiao D P,Tao F L,Shen Y J,et al.Sensitivity of response of winter wheat to climate change in the North China Plain in the last three decades[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2014, 22(4):430-438.(in Chinese)

[21]胡洵瑀,王靖,冯利平.华北平原冬小麦各生育阶段农业气候要素变化特征分析［J］.中国农业气象,2013, 34(3): 317-323.

Hu X Y,Wang J,Feng L P.Analysis on agro-climatic elements variation during winter wheat growing season in North China Plain[J].Chinese Journal of Agrometeorology, 2013, 34( 3):317-323.(in Chinese)

[22]谭方颖,王建林,宋迎波.华北平原近45年气候变化特征分析[J].气象,2010,36(5):40-45.

Tan F Y,Wang J L,Song Y B.Characteristics of climate change in the North China Plain for recent 45 years[J]. Meteor. Monthly,2010,36(5):40-45.(in Chinese)

[23]姬兴杰,朱业玉,刘晓英,等.气候变化对北方冬麦区冬小麦生育期的影响[J].中国农业气象,2011,32( 4):576-581.

Ji X J,Zhu Y Y,Liu X Y,et al.Impacts of climate change on the winter wheat growth stages in north China[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2011,32(4):576-581.(in Chinese)

[24]Grant R F,Kimball B A,Conley M M,et al.Controlled warming effects on wheat growth and yield:field measure- ments and modeling[J]. Agron. J.,2011,103: 1742-1754.

[25]龚绍先. 粮食作物与气象[M]: 北京: 北京农业大学出版社, 1988:39-58.

Gong S X. Grain crops and weather[M]. Beijing: Beijing Kasetsart University Press,1988:39-58.(in Chinese)

[26]Chen C, Baethgen W E,Robertson A. Contributions of individual variation in temperature,solar radiation and precipitation to crop yield in the North China Plain, 1961- 2003[J].Climatic Change,2013,116:767-788.

[27]谭凯炎,杨晓光,任三学,等.高温胁迫对华北地区冬小麦灌浆及产量的影响[J].生态学报,2015, 35(19) :6355-6361.

Tan K Y,Yang X G,Ren S X,et al.Yield impact of high temperature stress at the grain filling stage of winter wheat [J].Acta Ecologica Sinica,2015, 35(19): 6355-6361. (in Chinese)

[28]Tan K Y,Fang S B,Zhou G S,et al.Responses of irrigated winter wheat yield in North China to increased temperature and elevated CO2concentration[J].J.Meteorol. Res.,2015, 29:691-702.

[29]金之庆,方娟,葛道阔,等.气候变化影响我国冬小麦生产之前瞻[J].作物学报,1994,20(2):186-197.

Jin Z Q,Fang J,Ge D K,et al.Prospect to the impacts of climate change on winter wheat production in China[J].Acta Agronomica Sinica,1994,20(2):186-197.(in Chinese)

[30]杜莉,李燕,王志伟.我国西北冬小麦生长发育对气候变化响应分析[J].山西农业科学,2011,39(8):872- 876.

Du L,Li Y,Wang Z W.Analysis on response of the winter wheat growth to global climate change in Northwest China[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences,2011, 39(8): 872- 876. (in Chinese)

Trend Analysis of Temperature Conditions over Different Growth Periods of Winter Wheat under Climate Warming in North China Plain

TAN Kai-yan, WU Ding-rong, ZHAO Hua-rong

(Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China)

In order to understand the effects of warming on temperature conditions during various growing periods of winter wheat, the changes of monthly averaged temperature and the changing trends of the dates of critical developmental stages and averaged temperatures during the growing periods of winter wheat in North China Plain were analyzed based on the meteorological and phonological data collected from agrometeorological observation stations from 1981 to 2010 and warming experiments in the region. The results showed that there was a significant warming trend in October, December and between February and June during the growing season in the Plain. Furthermore, the average temperature in February exhibited the maximum linear tendency rate of temperature increasing among the months. Climate warming significantly increased the average temperatures over overwintering and the period from reviving to jointing stage of winter wheat. At the same time, the warming caused the jointing to maturity dates of winter wheat significantly advanced. However, the average temperatures over two periods did not show the same increase trend as the corresponding monthly averaged temperatures. The temperature condition over the period before winter was stable because of delayed sowing, an insignificant change in average temperature during the period from jointing to maturity was attributed to advance of developmental stages and local climatic characteristics of seasonal variation. In addition, climate warming would lead to more advance of post-winter developmental stages of winter wheat, which would keep the average temperature over the period less change.

Warming; Temperature increase; Winter wheat; Development stage; Meteorological condition; North China Plain

10.3969/j.issn.1000-6362.2017.06.001

2016-10-27

国家自然科学基金（41375118）；国家级科研院所基本科研业务费（2016Y009）

谭凯炎（1963-），高级工程师，研究方向为农业气象和气候变化对农作物的影响。E-mail：tanky@camscma.cn

谭凯炎,邬定荣,赵花荣.气候变暖背景下华北平原冬小麦生育期温度条件变化趋势分析[J].中国农业气象,2017,38(6): 333-341