科右前旗牧草发育规律及发育期预报服务

摘要 选取科右前旗乌兰毛都牧草观测站和察尔森牧草观测站2004—2015 年气象资料和2016—2021年牧草资料，分析了牧草生育期的变化特征，并研究了牧草的返青期、开花期、黄枯期与气候变化之间的关系。研究表明，温度是影响天然牧草返青的决定性因素，在本研究中降水量对察尔森灯芯草蚤缀的开花期和察尔森2种牧草黄枯期显著相关，而与返青期变化无相关性。温度的季节变化是影响科右前旗2个地区天然牧草生育期变化的主要因素，降水量对开花期和黄枯期产生了一定的影响。40 cm地温与乌兰毛都2种牧草的开花期和黄枯期均显著相关，与察尔森2种天然牧草的黄枯期显著负相关。

关键词 天然牧草；物候；气象因子；相关性；影响

中图分类号：S54 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）06–0131-03

1 数据与方法

1.1 研究区概况

选取科右前旗作为研究区。科右前旗隶属于内蒙古自治区兴安盟，位于大兴安岭南麓[1-2]。地形西北高东南低，属于低山丘陵区。植被类型从西北向东南依次为山地草甸类、山地草甸草原类、丘陵草甸草原类、平原草甸草原类[3-4]。具有显著的大陆性季风气候特点，四季分明，夏季炎热，冬季寒冷，秋季气温高于春季。水热条件匹配较好，促使牧草快速生长，牧草长势相对较好。在牧草服务中，气象要素是复杂、多变的综合体。为此，建立一套完整的具备本地特征的牧草适宜生育期指标，对于以充分利用有限的水热资源和牧草各发育期的气象条件进行客观定量化评价，以及牧草的发育期预报服务具有重大意义。

1.2 资料来源

资料来自科右前旗满族屯乡2004—2016年、科右前旗察尔森镇2017—2021年的2个牧业气象站的天然牧草生育期监测资料。根据各站点多年生育期监测资料，选取生育期较完整，且监测时间序列较长的天然牧草，站点基础资料与天然牧草生育期观测时间序列见表1。温度、降水、地温气象资料取自乌兰浩特、索伦2个气象站平行观测资料。

1.3 数据处理

用Excel和SPSS统计软件进行数据处理、分析及绘图。用趋势分析法定量描述天然牧草生育期的年际变化趋势，气候因子与天然牧草各物候期的关系研究采用相关分析法，应用逐步回归法分析典型草原天然牧草生育期与气候因子之间的关系，同时拟合生育期与气象因子间的回归方程，并进行显著性检验[5]。

2 结果与分析

2.1 生育期变化

2.1.1 返青期 2004—2021年天然牧草

返青期东西趋势变化存在差别，反映了在气候变暖的大背景下，各地区天然牧草生育期变化存在地域差异性。天然牧草返青主要受水热条件的制约，多年生牧草在经过秋冬季的黄枯期后，必须具备一定的热量和水分条件，才能返青。

2.1.2 开花期 从开花期出现日期的年际变化来看，乌兰毛都披碱草和委陵菜开花期变化呈显著提前趋势，察尔森委陵菜和灯芯草蚤缀开花期呈推迟趋势。各站开花期的线性趋势分析表明（表2），乌兰毛都披碱草和乌兰毛都委陵菜开花期提前现象比较显著。乌兰毛都披碱草返青—开花间隔天数缩短

50 d，委陵菜缩短58 d，察尔森天然牧草开花期变化呈推迟趋势且并不显著。西部乌兰毛都地区开花期以提前为主；东部察尔森不同天然牧草开花期变化趋呈弱推迟趋势。

2.1.3 黄枯期 各站天然牧草黄枯期的年际变化特征和线性变化趋势（表2）表明，察尔森2种天然牧草呈提前趋势，其中灯芯草蚤缀呈极显著的提前趋势（P<0.01），其年际变化达18 d；乌兰毛都2种天然牧草呈弱延长趋势。西部地区乌兰毛都2种牧草生长季长度呈延长趋势，东部地区察尔森2种牧草生长季均呈缩短趋势。

2.1.4 生长季 从变化趋势图与线性倾向率（表2）可以看出，乌兰毛都天然牧草生长季长度呈缩短趋势，且委陵菜呈显著缩短趋势。而察尔森天然牧草生长季呈延长趋势，其中灯芯草蚤缀呈显著延长趋势。

2.2 气候变化对生育期的影响

2.2.1 单气象因子的影响 考虑滞后效应，计算各站天然牧草不同生育期与当月及超前３个月气温、降水的相关系数（表３）。

返青期与当月或前期气温存在直接联系，均与当月及超前３个月气温呈显著或极显著正相关，说明气温是影响研究区域天然牧草返青的决定性因素[6]。

开花期：多数受前期气温直接影响，前期气温偏高，开花推迟（正相关），同时前期降水偏多，开花推迟（正相关）。开花期当月气温偏高促进天然牧草开花，同时降水偏多也促进开花。

黄枯期：当月高温、高湿条件有利于延迟天然牧草黄枯期，而察尔森灯芯草蚤缀则受当月的高温条件影响，促使黄枯期提前。

2.2.2 牧草物候期地温的影响 根据历年观测资料，天然牧草物候期与40 cm日平均地温具有很好的相关性[7]。因此，将40 cm日平均地温作为牧草物候期的气象指标。

物候期的下限地温变化在4.7～21.7之间。相关系数范围为-0.957～0.511，在生育期内相关关系也发生变化且相关性极显著。地温越高进入下一物候期越晚，地温的升高抑制了牧草的积极生长，导致牧草发育期延长。黄枯期40 cm地温呈显著负相关关系，地温越高牧草黄枯期越早[8]。

2.2.3 综合因子的影响 通过以上简单相关系数分析结论，只反映了气象单因子与生育期之间的关系密切程度，难以判断出气候变化对天然牧草生育期的影响。因此，将各站当前与超前３个月的月平均气温与月合计降水量作为潜在影响因子，进行逐步回归分析。通过各因子與天然牧草生育期偏回归分析过程，讨论气温和降水对天然牧草生育期的综合影响，并以此揭示影响生育期的主导气象因子。

返青期：通过逐步回归分析，考虑在气温与降水共同作用下，乌兰毛都披碱草、乌兰毛都委陵菜、察尔森委陵菜、察尔森灯芯草蚤缀返青期与当月气温关系显著，与降水关系并不显著，反映了科右前旗天然牧草返青主导影响因素是气温。

开花期：前旗天然牧草开花期主要受气温影响，同时察尔森灯芯草蚤缀还受降水影响。乌兰毛都披碱草主要受7月气温主导，呈显著正相关；乌兰毛都委陵菜开花期与超前3个月气温显著负相关，与7月同期气温显著正相关；察尔森委陵菜与7月同期气温显著负相关；察尔森灯芯草蚤缀主要受7月气温、超前2个月降水的共同影响，其中7月气温是主要因子。

黄枯期：天然牧草黄枯主要受气温影响[9]。当月气温对其黄枯具有显著影响。当月和超前３月的气温主导了察尔森灯芯草蚤缀黄枯期的变化，与当月气温及前3月气温有显著的负相关关系，说明当月气温偏高会促进灯芯草蚤缀黄枯，且9月的降水对其黄枯期也有显著的影响，且气温呈负相关关系，降水呈正相关关系，说明气温偏低，9月降水偏多，在一定程度上推迟黄枯，延长生长季。

2.2.4 预报模型检验 实际应用预报2016年乌兰毛都2种天然牧草及2022年察尔森2种天然牧草的返青期、开花期、黄枯期实况数据均与定性预报结果相符（表4）。

3 讨论与结论

牧草生育期早晚与上年度的气候、土壤水分贮存量、牧草的生长状况有关[10]。温度是影响天然牧草返青的决定性因素，温度越高，返青期越晚，与前期各时段气温相关不一致[10]。降水量对察尔森灯芯草蚤缀的开花期和察尔森2种牧草黄枯期显著相关，而与返青期变化无相关性。降水量对部分生育期产生了一定程度的影响。资料分析表明40 cm地温与乌兰毛都2种牧草的开花期和黄枯期均显著相关，与察尔森2种天然牧草的黄枯期显著负相关。

牧草预报生育期预报方程所用资料少，计算简单，但结果精确，由于考虑全面，生物学意义明显预报效果较好。牧草在生长过程中不可能达到全物候期，这一方面决定了其本身的生物学特性，另一方面受到生态环境的极大影响，主要是生态因子（气候因子、土壤因子、地理因子、生物因子、人为因子）的影响。本研究针对科右前旗2个地区进行分析和预报，其他地区是否也有此规律，预报方程是否能适用，有待进一步的分析与研究。

参考文献

[1] 王昕然.科右前旗气象灾害对农业生产的影响及防御措施[J].现代农业科技， 2018，47（4）：59，62.

[2] 高红霞.气候适宜度在内蒙古兴安盟大豆生长气象条件评价中的应用[J].内蒙古科技与经济，2019，38（13）：52-53.

[3] 白永飞，徐志信.典型草原9种牧草生长发育规律的研究[J].中国草地，1994，16 （6）：21-27.

[4] 冯秀藻，闵庆文.一个用于反映天然牧草生长规律的综合农业气象指数[J].中国农业气象，1994，16（2）：47-49.

[5] 史激光.典型草原区3种牧草生育规律及物候期气象指标[J].草业科学，2011， 28（10）：1855-1858.

[6] 栾中文，包全山，吴清峰.科右前旗草产业现状与发展对策[J].草原与草业， 2013，25（4）：11-13.

[7] 国家气象局.农业气象观测规范（上卷）[Ｍ].北京：气象出版社，1993.

[8] 张春禾，张永亮.内蒙古兴安盟科右前旗野生牧草资源的综合评价与可利用量的估算[J].中国草业科学，1988，5（5）：29-34.

[9] 香宝，张增祥，布和敖斯尔.基于遥感的农林牧交错带耕地动态变化及管理研究：以内蒙古科右前旗为例[J].资源科学，1999，23（6）：9-12.

[10] 陆佩玲，于强.植物物候对气候变化的响应[J].生态学报，2006，26（3）：923-929.

[11] 育红，王志东，卢炳伟.科右前旗牧草种植区划[J].内蒙古草业，2007，21（2）： 49-52.

责任编辑：黄艳飞

The Development Rule and Development Period Forecast Service of Forage Grass in Keyouqian Banner

Wang Xin-ran （Meteorological Bureau of Keyouqian Banner， Keyouqian Banner， Inner Mongolia 137400）

Abstract Selected meteorological data from the Ulan Maodu Forage Observation Station and the Chalsen Forage Observation Station in Keyouqian Banner from 2004 to 2015 and herbage data from 2016 to 2021 to analyze the changes in the growth period of herbage， and studied the relationship between the returning green period， flowering period， yellow withering period of herbage and climate change. Research has shown that temperature is the determining factor affecting the rejuvenation of natural herbage. In this study， precipitation was significantly correlated with the flowering period of flea infestation and the yellow withering period of the two types of herbage， but not with the changes in the rejuvenation period. The seasonal variation of temperature was the main factor affecting the growth period of natural herbage in the two regions of Keyouqian Banner， and precipitation plays a certain role in the flowering and yellow withering periods. There was a significant correlation between the 40 cm ground temperature and the flowering and yellow withering periods of the two types of forages in Ulan Maodu， while there was a significant negative correlation with the yellow withering periods of the two natural forages in Chalsen.

Key words Natural forage; Phenology; Meteorological factor; Relevance; Influence

作者簡介 王昕然（1985—），女，内蒙古乌兰浩特人，中级工程师，主要从事生态农业气象服务研究。

收稿日期 2023-02-10