气候对玉米种植区域分布的影响
2023-07-17张妍袁喆刘彪
张妍 袁喆 刘彪
摘 要:玉米是我国重要的粮食和饲料作物,其产量高、面积大,但全国种植区域分布不均匀。我国东北、华北、西北等地区气候干旱,土壤养分和水资源不足严重制约了玉米的发展。基于此,文章主要介绍玉米种植区的气候特点,分析近几十年来干旱指数、气温与降水量分布的变化规律,研究地区气候与玉米种植区域分布之间的关系,希望可以为我国玉米生产提供参考。
关键词:气候;玉米种植;区域分布
文章编号:1005-2690(2023)10-0139-03 中国图书分类号:S162.53;S513 文献标志码:A
作者简介:张 妍(1991—),女,汉族,吉林梨树人,本科,助理工程师,研究方向为防灾减灾、农业气象。
我国是世界上玉米生产大国之一,玉米产量占世界总产量的1/2以上。玉米生长对光照、水分和温度等气候要素有严格的要求。近年来,随着气候变暖引起的极端天气逐渐增多,对玉米生产及产量造成了巨大影响。
1 玉米种植区气候特征
1.1 光照
玉米出苗阶段,光照应>8 h,否则无法保证玉米出苗率;光照<8 h,玉米出苗率会降低。例如,吉林光照时间长、温度相对较低,既能满足玉米对光照的需求,又能满足其对温度的需求[1]。
1.2 降水
玉米幼苗期不需要太多水分,根据玉米幼苗生长情况适量补充水分即可。玉米种植的区域在很大程度上受到气候条件的限制,一般适宜种植的地区气候温暖,降水适中。
1.3 温度
玉米种子发芽阶段,最适宜温度为30~32 ℃,最高温度不能超过50 ℃;玉米出苗阶段,最低温度必须达到8 ℃以上,最适宜出苗的温度在34 ℃左右,出苗最高的温度不能超过40 ℃;玉米生长时期,最适宜温度是20~26 ℃,温度低于20 ℃,玉米产量会大幅减少。
2 玉米种植区域分布
我國玉米种植区域大致可分为最适宜种植区、适宜种植区和次适宜种植区。我国的玉米种植区域受到气候影响分布相对分散,主要分布在黄淮海平原、长江中下游平原、东北平原、华北平原和川渝地区等地。其中,黄淮海平原是我国最大的玉米种植区域之一,主要包括山东、河南、安徽、江苏等省份。长江中下游平原地区的江苏、湖北、湖南和安徽等省份的玉米种植面积也较大[2]。
2.1 最适宜种植区
玉米最适宜种植区位于长江流域、华南和华东地区。这些地区气候温暖湿润、降水充沛、日照时间长,适宜玉米生长和发育,也适应农民的种植习惯和技术水平,因此玉米产量和品质比较理想。
2.2 适宜种植区
玉米的适宜种植区位于东北、华北、西北地区等主要粮食产区。这些地区季风气候明显、日照充足,但降雨分布不均衡,土壤较为干燥,生长季节较短,玉米的产量和质量通常比长江流域、华南和华东地区略低,但把握好种植时间,并采用适当的种植方式和措施仍然能够提高产量[3]。
2.3 次适宜种植区
玉米的次适宜种植区位于青藏高原和新疆等地。这些地区气候条件相对恶劣,气温较低、缺水缺氧、土壤贫瘠,因此种植玉米存在较大困难和不利因素,需要时刻关注各种气候因素变化,及时采取抗灾措施,以确保获得一定的种植效益。
3 玉米种植区域分布研究
3.1 研究区概况
东北、华北及西北地区是我国主要玉米产区,其气候特征多为夏季高温多雨、冬季寒冷干燥。东北地区位于中国最北部,大部分地区位于北纬40°~50°,属温带大陆性季风气候,四季分明。夏季炎热干燥、冬季寒冷多雪。西北地区位于中国北部内陆地区,西北和西南地区为温带季风气候。东北地区由于受西伯利亚高压影响,降水较少且寒冷多雪。华北平原及内蒙古高原地区降水丰富且干燥,西南地区降水较多且凉爽湿润。西北地区降水少、干旱程度大[4]。
3.2 玉米种植分布与气候条件
气候是影响农作物生长的重要因素之一,需要从多个角度研究气候对玉米种植区域分布的影响。目前关于中国玉米种植区域分布与气候条件之间的关系尚无明确结论,但普遍认为这种关系受多种因素的影响而表现出空间异质性差异。基于近年来的气温、降水等数据资料,分析华北、东北、西北和西南地区玉米种植区域分布与气候条件的关系。
3.2.1 干旱指数
东北和华北的干旱指数在不同地区差异较大,例如辽宁西部、吉林西部等地区的干旱指数高于内蒙古东部。东北和华北的干旱指数自20世纪80年代以来一直比较稳定,没有发生过较大幅度的改变。东北和华北地区干旱指数都呈降低趋势,而西北和西南地区干旱指数呈增长趋势,这与西北地区降水分配不均、土地利用变化显著等因素有关。不同地区的干旱指数分布也存在一定差异,例如新疆、甘肃和青海降水量小;西北各省(自治区)年降水量均在400 mm以下,年蒸发量大于600 mm。
3.2.2 气温与降水量变化特征
我国玉米种植区域的气温与降水量变化特征因地区而异。一般来说,玉米种植区域主要集中在季风区,气温比较适宜玉米生长,但降水量方面有较大差异。在华北平原地区,春季和夏季气温逐渐升高,降水集中在7—9月。由于夏季降水量较多,可以满足玉米的生长需要,因此这里是我国主要的玉米种植区域之一。在长江中下游平原地区,春季和秋季气温较为适宜,降水分布较为均匀,由于长江流域具有丰富的水资源,这里也是我国较为重要的玉米种植地区之一。在东北地区,玉米种植面积较大,但是由于东北地区的气候条件较为恶劣,冬季寒冷,因此播种时间普遍较晚。同时夏季降水量不足,还需要进行灌溉。例如辽宁西部与吉林部分区域降水较少,但东部地区降水较多。辽宁西部、黑龙江南部、内蒙古东部以及甘肃河西走廊东部等地降水量偏多,而北京、天津、河北以及山西大部分地区年降水量在全国均值以下。由此可见,在玉米生产中水分条件是最重要的因素之一。
3.3 玉米种植区域分布的影响因素
影响玉米种植区域分布的主要因素是气候,但气候也不能完全决定未来玉米的地理分布。在研究降水和干旱对玉米种植影响时,要先考虑降水量,当降水量>50 mm时,能够满足玉米对水分的需求;当降水量<10 mm时,不能满足玉米对水分的需求,会对玉米的生长造成不利影响。研究发现,如果在未来降水持续减少的情况下,东北部分地区玉米播种面积将会增加,而华北平原和西北地区的种植面积将减少。气候变化、降水和干旱等因素会导致局部或区域内土壤肥力降低,从而影响玉米产量,同时由于水资源短缺等因素,也会对这些地区的农作物生产造成不利影响。
4 结果与分析
根据相关历史数据与文献资料,进一步分析1970—2016年我国玉米种植面积变化趋势以及各省份玉米产量变化趋势。通过对比1985—2014年、1997—2012年、2000—2016年与2000—2020年4个时期的气象资料可以发现,我国玉米种植面积整体呈下降趋势。1980—2010年玉米种植面积呈下降趋势,且东北地区降幅最大,为30.8%。
4.1 北方地区种植面积总体呈现显著增长趋势
1985—2010年,黑龙江玉米种植面积的增长速度最快(13.0%),第2位是吉林(9.3%),第3位是辽宁(8.9%),第4位是河北(5.7%),第5位是天津(5.7%)。西北地区由于受气候条件影响较小,玉米种植面积变化较小。2000年后由于气候条件和人为因素的共同作用,黑龙江和内蒙古玉米种植面积大幅下降,2001年和2005年两地的玉米种植面积分别占全国总耕地比例的3.0%和3.2%。但在2009—2011年,黑龙江与内蒙古地区均出现了一定幅度的增长。东北3省玉米种植面积变化情况1990—2000年呈逐年减少趋势,2001—2011年呈上升趋势,2012年呈下降趋势。
4.2 玉米单产总体呈显著增长趋势
1981—2010年东北3省及内蒙古的玉米单产最低,2010—2015年期间降至0.68 t/hm2、1.08 t/hm2以及0.79 t/hm2。自2016年起产量平稳增加,年均增长幅度达0.62 t/hm2。东北地区1980—2010年平均单产为1.69 t/hm2,辽宁平均单产为1.64 t/hm2。根据资料来看,1981—2010年,黑龙江和辽宁的单产均处于较低水平,2011—2015年这2个省份的单产均有所提升,2015—2016年全国总平均产粮系数达到1.36 t/hm2左右。
5 讨论
研究分析可知。首先,东北3省玉米种植面积上升幅度最大。近年来,东北3省的玉米种植面积不断扩大,玉米在区域分布上呈现出典型的空间集聚特征。其次,内蒙古是我国玉米种植面积最大、产量最高的地区,1980—2010年,东北地区占内蒙古总播种面积的70%左右。再次,从作物单产变化看,华北、西北和辽河流域是我国北方三大谷物主产区,其产量变化也具有明显的区域差异特征,辽河流域和华北平原的单产变化最突出。最后,东北地区属于玉米净调出地区,吉林最为明显。东北3省玉米净调出量由20世纪90年代以来一直处于增加状态,直至2019年呈下降趋势,主要是由于东北3省粮食产量不断下降所致。东北地区是我国最重要的玉米生产基地之一,虽然近年来气候条件变化较大、降水偏少,但由于吉林气候类型多样且具有多山多水的地理环境特色,在此基础上通过对吉林气候特点、产业发展和政策实施等方面进行分析研究后能得出有价值的结论。
从上述讨论可知,气候影响玉米种植区域的分布,东北地区、华北地区最适宜种植玉米。
6 提高玉米种植区产量的措施
6.1 最适宜种植区
西北地区以及西南地区也是我国适宜种植玉米的地区。西北地区光照充足,能够满足玉米生长的条件,但是西北地区种植玉米的局限性主要是降水量不稳定,西北地区光照充足但是降水少,无法达到玉米生长的水分条件,针对西北地区可以采用人工降雨的方式来提高玉米产量。在旱季时,相关人员应该针对具体情况适量进行人工降雨,以满足玉米生长对水分的需求。
西南地区,例如四川、浙江等省份,这些地区光照、降水量充足,但是会出现洪涝灾害。水分过多不利于玉米的生长,因此相关人员应该加强玉米种植地区在雨季时做好排洪工作,以此来提高玉米产量。
6.2 适宜种植区
玉米种植的适宜种植区位于东北、华北、西北地区等主要粮食产区。这些地区季风气候明显、日照充足,但降雨分布不均衡,土壤较为干燥,生长季节较短,玉米的产量和质量通常比长江流域、华南和华东地区略低,但把握好种植时间,并采用适当的种植方式和措施仍然能够提高产量。
6.3 次适宜种植区
次适宜种植区是气候更为极端的地区,以新疆为例,新疆昼夜温差大、病虫害较少,这些条件有利于玉米的生长,但是由于新疆的部分地区气候过于干旱、灌溉技术落后,无法满足玉米生长所需要的水分。因此在这些地区种植玉米的话,需要进行一系列的技术处理才能确保获得较好的产量和品质。针对这些地区,应该加大技术研发力度,提高灌溉技术水平,根据具体情况为玉米提供水分以及热量,以此来保证玉米作物生长。
7 结束语
粮食作为农业中最重要的一部分,必须加强重视。近年来由于各种因素的影响,我国玉米产量较低,玉米产量不仅与气候有关,还与技术发展和经济发展有关。在这种情况下,相关人员应针对不同区域选择适宜的品种和种植技术,提高玉米种植效益,促进我国农业的整体发展。
参考文献:
[1]孟亚轩,巴永梅,孙颖琦,等.气候变化对玉米种植区域的影响浅析[J].农业与技术,2020(21):109-111.
[2]吴媛媛.我国玉米种植区分布的气候适宜性[J].新农业,2018(5):21-22.
[3]邢荣平.我国玉米种植区分布的气候适宜性分析[J].中国农业信息,2017(7):48-49.
[4]王磊.气候变化對我国玉米种植区域划分的影响[D].长春:吉林大学,2015.