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摘 要：该文通过建立玉米气候适宜度模型，分析了绍兴市玉米气候适宜度的空间精细化分布和时间变化特征。结果表明：绍兴市玉米全生育期温度适宜度大于降水适宜度和日照适宜度；从1972年到2013年，春玉米温度适宜度增加，气候适宜度不变；夏玉米温度适宜度、日照适宜度和气候适宜度减小。春玉米气候适宜度空间变化较小，呈从西向东递增趋势。海拔400m以下丘陵平原地区夏玉米气候适宜度在0.45以上，海拔500m以上地区，夏玉米气候适宜度在0.35以下，不适宜种植。
关键词：玉米；气候适宜度；时间；空间；变化
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）03-04-0087-4
Abstract：We analysis the temporal chang and spatial refinement distribution of maize climate suitability in Shaoxing City，by establishing the maize climate suitability model.The results showed that the temperature suitability degree of maize growth period greater than precipitation suitability and sunshine suitability degree in Shaoxing City. From 1972 to 2013，the spring maize temperature suitability increased，the comprehensive climate suitability unchanged；the summer maize temperature suitability and sunshine suitability decreased，the comprehensive climate suitability decreased. The spring maize climate suitability increases from the west to the east，and its spatial change is small.In hilly and plain area under 400 meters，the summer maize climate suitability is large than 0.45，and it is suitable for summer maize planting. In the area above 500 meters，it is not suitable for summer maize planting.
Key words： Maize；Climate suitability；Temporal；Spatial；Change
玉米是紹兴市传统的杂粮作物，近年来随着大众对甜、糯等特色玉米的喜爱，玉米种植已成为当地山区农民的主要收入来源之一。农作物的生育进程、产量、品质直接受当地农业气候资源的影响[1]，因此全球气候变化引起的农业气候资源变化会影响农民从事玉米生产的经济效益。气候适宜度是表征一地农业气候资源对农作物生长发育适宜程度的指标[2]。近年来，作物气候适宜度变化特征的研究已成为当前气候变化对农业生产影响的热点问题之一，但现有研究是以国家级气象站气象资料为基础，以县域尺度作为基本空间尺度。绍兴市以丘陵山地为主，地形起伏大，玉米气候适宜度空间变化大，因此研究玉米气候适宜度的空间精细化分布，可以为充分利用山区气候资源，因地制宜发展玉米生产，提高农民经济收入提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料 绍兴市气象局于2004年开始建设了间距在5～7km的105个区域气象站。浙江省气象局网络中心提供了1972年1月至2013年12月浙江省各县（市区）国家气象站逐日气象资料和1：25万基础地理信息数据资料，绍兴市气象局提供了绍兴市各区域气象站逐日气象资料，新昌县农业局提供了1980—2013年玉米生育期和产量资料。
1.2 气象资料序列建立 各区域气象站所在点的旬日照时数、旬降水量序列采用反距离加权插值法[3，4]建立，旬平均气温序列采用一元线性回归法[5]建立。
1.3 气候适宜度模型的建立 温度、降水量和日照的适宜度函数模型分别为[2]：
式中：S（T）、S（R）、S（Sun）分别为玉米生育期间温度、降水、日照时数的适宜度；T、R、Sun为温度、降水量和日照时数的观测值；Tmin、Tmax、T0分别为玉米在该时段内的下限平均温度、上限平均温度和最适平均温度；R0为玉米适宜旬平均降水量；以日照时数达可照时数的70%（日照百分率）为临界点，认为日照百分率达到70%以上，玉米对光照条件的反应达到适宜状态，Sun0为日照百分率为70%的日照时数（单位为日）；b为经验常数。
根据新昌县历年玉米生育期和产量资料，结合气象资料，模型中各参数取值见表1。
采用几何平均方法对各气象要素因子适宜度求取平均值构建任意生育期气候适宜度（S）的综合影响模型，即
1.4 气候适宜度的时间分布 根据气候适宜度模型，计算国家气象站所在地1972—2013年的玉米气候适宜度，计算气候适宜度的线性倾向率。
1.5 气候适宜度的空间分布 根据气候适宜度模型，计算自动气象站所在地的玉米气候适宜度。利用Arcgis 9.2从1∶25万基础地理信息数据读取100m×100m网格点的海拔高度、坡度、坡向、经度、纬度等地理因子值，根据自动气象站所在地的玉米气候适宜度、海拔高度、坡度、坡向、经度、纬度，建立玉米气候适宜度随地理因子变化的拟合模型，结合各网格点的地理因子值，得到玉米气候适宜度的空间分布图。 2 结果与分析
2.1 春玉米全生育期气候适宜度的时间变化趋势 图1是根据新昌县气象站资料计算的春玉米气候适宜度，从1972—2013年春玉米温度适宜度在0.68～0.85波动，并随时间呈线性增加趋势，说明春玉米生长期间气温升高有利于春玉米生长；降水量适宜度在0.44～0.75波动，随时间变化不明显；日照适宜度在0.42～0.75波动，随时间变化不明显；气候适宜度在0.55～0.77波动，随时间变化不明显。
2.2 夏玉米全生育期气候适宜度的时间变化趋势 图2是根据新昌县气象站资料计算的夏玉米气候适宜度，从1972—2013年夏玉米温度适宜度在0.70～0.90波动，并随时间呈减小趋势，说明夏玉米生长期间气温升高不利于夏玉米生长；降水量适宜度在0.44～0.79波动，随时间变化不明显；日照适宜度在0.50～0.90波动，随时间呈减小趋势；气候适宜度在0.62～0.84波动，并随时间呈减小趋势。
2.3 玉米各生育期氣候适宜度的时间变化趋势 新昌县春玉米在5月上旬至6月上旬为拔节孕穗期，该时期温度在30℃以下，温度升高有利于春玉米拔节孕穗，因此温度适宜度随随时间呈线性增加。春玉米在6月下旬至7月下旬进入成熟期，该时期受副热带高压影响，多高温天气，因此随着夏季温度升高，温度适宜度随时间呈线性减小。春玉米其他生育期温度适宜度、降水量适宜度、日照适宜度变化不明显（图3）。
新昌县夏玉米在6月中旬至7月中旬为苗期、7月下旬至8月中旬为拔节孕穗期，近年来该时期温度呈升高趋势，不利于玉米生长，因此温度适宜度随随时间呈线性减小。8月下旬为夏玉米抽穗开花期，近年来阴雨日增多，日照呈减少趋势，日照适宜度呈线性减小（图4）。
2.4 玉米气候适宜度的空间分布 绍兴市玉米气候适宜度在0.46～0.65（见图5）。春玉米气候适宜度呈从西向东递增趋势。其中诸暨、绍兴春玉米气候适宜度在0.57以下，上虞和嵊州大部分地区、新昌春玉米气候适宜度在0.60以上。
绍兴市夏玉米气候适宜度在0.06～0.68，随海拔高度增加而减小（见图5）。在绍虞水网平原、新嵊盆地、三界—章镇盆地、诸暨盆地夏玉米气候适宜度在0.6以上；海拔200～400m丘陵地区夏玉米气候适宜度在0.45～0.60；海拔500m以上地区，夏玉米气候适宜度在0.35以下。
3 讨论与结论
（1）本文在玉米不同生长发育阶段对不同环境条件要求的基础上，建立玉米各气候因子适宜度及综合气候适宜度计算模型。模型参数确定结合历年实际产量资料，可以客观评述气候因子对玉米生长发育及产量形成的影响。
（2）春玉米和夏玉米全生育期温度适宜度较好，日照适宜度次之，降水量适宜度最低；可知，降水量是限制玉米正常生长发育的主要气候因子。近40年来，虽然春玉米温度适宜度呈上升趋势，降水适宜度和日照适宜度变化趋势不变，综合气候适宜度变化趋势不变，说明气候变化对春玉米生产的综合影响效果不变。夏玉米温度适宜度和日照适宜度呈下降趋势，降水适宜度变化趋势不变，综合气候适宜度变化呈下降趋势，说明气候变化背景下，由于夏季气温升高和8月下旬日照减少影响夏玉米生产。
（3）春玉米气候适宜度空间变化较小，说明绍兴市各地适宜种植春玉米。春玉米气候适宜度呈从西向东递增趋势，和绍兴市梅汛期降水量呈从西向东递减趋势相反，说明梅汛期降水量是影响春玉米生产的主要气候因素。绍兴市在考虑农业产业规划时，春玉米应考虑在东部地区种植。
（4）秋季热量条件是影响夏玉米气候适宜度空间分布的主要因素，随海拔高度升高，温度降低，秋季热量条件变差，玉米气候适宜度降低。在绍虞水网平原、新嵊盆地、三界—章镇盆地、诸暨盆地和海拔200～400m丘陵台地夏玉米气候适宜度在0.45以上，适宜夏玉米生产；海拔500m以上地区，不适宜夏玉米生产。
本文探讨了玉米气候适宜度的时空变化特征。影响玉米产量的因素很多，如人为投入（化肥、农药等）等，今后应该考虑增加人为因素、作物病虫害和农业管理措施等其他因素对玉米生产的影响；同时也应加强极端气候变化对玉米生长发育的影响。
参考文献
[1]唐国平，李秀彬，Fischer G，等.气候变化对中国农业生产的影响[J].地理学报，2000，55（2）：129-138.
[2]高莉莉，常君德，胡明，等.气候适宜度研究综述[J].安徽农学通报，2017，23（19）：102-103.
[3]辛宏，张明军，李瑞雪，等.近50年中国天山日照时数变化及其影响因素[J].干旱区研究，2011，28（3）：485-491.
[4]何红艳，郭志华，肖文发.降水空间插值技术的研究进展[J].生态学杂志，2005，24（10）：1187-1191.
[5]李军，黄敬峰，王秀珍，等.山区月平均气温的短序列订正方法研究[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2005，31（2）：165-170.
（责编：张宏民）
关键词：玉米；气候适宜度；时间；空间；变化
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）03-04-0087-4
Abstract：We analysis the temporal chang and spatial refinement distribution of maize climate suitability in Shaoxing City，by establishing the maize climate suitability model.The results showed that the temperature suitability degree of maize growth period greater than precipitation suitability and sunshine suitability degree in Shaoxing City. From 1972 to 2013，the spring maize temperature suitability increased，the comprehensive climate suitability unchanged；the summer maize temperature suitability and sunshine suitability decreased，the comprehensive climate suitability decreased. The spring maize climate suitability increases from the west to the east，and its spatial change is small.In hilly and plain area under 400 meters，the summer maize climate suitability is large than 0.45，and it is suitable for summer maize planting. In the area above 500 meters，it is not suitable for summer maize planting.
Key words： Maize；Climate suitability；Temporal；Spatial；Change
玉米是紹兴市传统的杂粮作物，近年来随着大众对甜、糯等特色玉米的喜爱，玉米种植已成为当地山区农民的主要收入来源之一。农作物的生育进程、产量、品质直接受当地农业气候资源的影响[1]，因此全球气候变化引起的农业气候资源变化会影响农民从事玉米生产的经济效益。气候适宜度是表征一地农业气候资源对农作物生长发育适宜程度的指标[2]。近年来，作物气候适宜度变化特征的研究已成为当前气候变化对农业生产影响的热点问题之一，但现有研究是以国家级气象站气象资料为基础，以县域尺度作为基本空间尺度。绍兴市以丘陵山地为主，地形起伏大，玉米气候适宜度空间变化大，因此研究玉米气候适宜度的空间精细化分布，可以为充分利用山区气候资源，因地制宜发展玉米生产，提高农民经济收入提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料 绍兴市气象局于2004年开始建设了间距在5～7km的105个区域气象站。浙江省气象局网络中心提供了1972年1月至2013年12月浙江省各县（市区）国家气象站逐日气象资料和1：25万基础地理信息数据资料，绍兴市气象局提供了绍兴市各区域气象站逐日气象资料，新昌县农业局提供了1980—2013年玉米生育期和产量资料。
1.2 气象资料序列建立 各区域气象站所在点的旬日照时数、旬降水量序列采用反距离加权插值法[3，4]建立，旬平均气温序列采用一元线性回归法[5]建立。
1.3 气候适宜度模型的建立 温度、降水量和日照的适宜度函数模型分别为[2]：
式中：S（T）、S（R）、S（Sun）分别为玉米生育期间温度、降水、日照时数的适宜度；T、R、Sun为温度、降水量和日照时数的观测值；Tmin、Tmax、T0分别为玉米在该时段内的下限平均温度、上限平均温度和最适平均温度；R0为玉米适宜旬平均降水量；以日照时数达可照时数的70%（日照百分率）为临界点，认为日照百分率达到70%以上，玉米对光照条件的反应达到适宜状态，Sun0为日照百分率为70%的日照时数（单位为日）；b为经验常数。
根据新昌县历年玉米生育期和产量资料，结合气象资料，模型中各参数取值见表1。
采用几何平均方法对各气象要素因子适宜度求取平均值构建任意生育期气候适宜度（S）的综合影响模型，即
1.4 气候适宜度的时间分布 根据气候适宜度模型，计算国家气象站所在地1972—2013年的玉米气候适宜度，计算气候适宜度的线性倾向率。
1.5 气候适宜度的空间分布 根据气候适宜度模型，计算自动气象站所在地的玉米气候适宜度。利用Arcgis 9.2从1∶25万基础地理信息数据读取100m×100m网格点的海拔高度、坡度、坡向、经度、纬度等地理因子值，根据自动气象站所在地的玉米气候适宜度、海拔高度、坡度、坡向、经度、纬度，建立玉米气候适宜度随地理因子变化的拟合模型，结合各网格点的地理因子值，得到玉米气候适宜度的空间分布图。 2 结果与分析
2.1 春玉米全生育期气候适宜度的时间变化趋势 图1是根据新昌县气象站资料计算的春玉米气候适宜度，从1972—2013年春玉米温度适宜度在0.68～0.85波动，并随时间呈线性增加趋势，说明春玉米生长期间气温升高有利于春玉米生长；降水量适宜度在0.44～0.75波动，随时间变化不明显；日照适宜度在0.42～0.75波动，随时间变化不明显；气候适宜度在0.55～0.77波动，随时间变化不明显。
2.2 夏玉米全生育期气候适宜度的时间变化趋势 图2是根据新昌县气象站资料计算的夏玉米气候适宜度，从1972—2013年夏玉米温度适宜度在0.70～0.90波动，并随时间呈减小趋势，说明夏玉米生长期间气温升高不利于夏玉米生长；降水量适宜度在0.44～0.79波动，随时间变化不明显；日照适宜度在0.50～0.90波动，随时间呈减小趋势；气候适宜度在0.62～0.84波动，并随时间呈减小趋势。
2.3 玉米各生育期氣候适宜度的时间变化趋势 新昌县春玉米在5月上旬至6月上旬为拔节孕穗期，该时期温度在30℃以下，温度升高有利于春玉米拔节孕穗，因此温度适宜度随随时间呈线性增加。春玉米在6月下旬至7月下旬进入成熟期，该时期受副热带高压影响，多高温天气，因此随着夏季温度升高，温度适宜度随时间呈线性减小。春玉米其他生育期温度适宜度、降水量适宜度、日照适宜度变化不明显（图3）。
新昌县夏玉米在6月中旬至7月中旬为苗期、7月下旬至8月中旬为拔节孕穗期，近年来该时期温度呈升高趋势，不利于玉米生长，因此温度适宜度随随时间呈线性减小。8月下旬为夏玉米抽穗开花期，近年来阴雨日增多，日照呈减少趋势，日照适宜度呈线性减小（图4）。
2.4 玉米气候适宜度的空间分布 绍兴市玉米气候适宜度在0.46～0.65（见图5）。春玉米气候适宜度呈从西向东递增趋势。其中诸暨、绍兴春玉米气候适宜度在0.57以下，上虞和嵊州大部分地区、新昌春玉米气候适宜度在0.60以上。
绍兴市夏玉米气候适宜度在0.06～0.68，随海拔高度增加而减小（见图5）。在绍虞水网平原、新嵊盆地、三界—章镇盆地、诸暨盆地夏玉米气候适宜度在0.6以上；海拔200～400m丘陵地区夏玉米气候适宜度在0.45～0.60；海拔500m以上地区，夏玉米气候适宜度在0.35以下。
3 讨论与结论
（1）本文在玉米不同生长发育阶段对不同环境条件要求的基础上，建立玉米各气候因子适宜度及综合气候适宜度计算模型。模型参数确定结合历年实际产量资料，可以客观评述气候因子对玉米生长发育及产量形成的影响。
（2）春玉米和夏玉米全生育期温度适宜度较好，日照适宜度次之，降水量适宜度最低；可知，降水量是限制玉米正常生长发育的主要气候因子。近40年来，虽然春玉米温度适宜度呈上升趋势，降水适宜度和日照适宜度变化趋势不变，综合气候适宜度变化趋势不变，说明气候变化对春玉米生产的综合影响效果不变。夏玉米温度适宜度和日照适宜度呈下降趋势，降水适宜度变化趋势不变，综合气候适宜度变化呈下降趋势，说明气候变化背景下，由于夏季气温升高和8月下旬日照减少影响夏玉米生产。
（3）春玉米气候适宜度空间变化较小，说明绍兴市各地适宜种植春玉米。春玉米气候适宜度呈从西向东递增趋势，和绍兴市梅汛期降水量呈从西向东递减趋势相反，说明梅汛期降水量是影响春玉米生产的主要气候因素。绍兴市在考虑农业产业规划时，春玉米应考虑在东部地区种植。
（4）秋季热量条件是影响夏玉米气候适宜度空间分布的主要因素，随海拔高度升高，温度降低，秋季热量条件变差，玉米气候适宜度降低。在绍虞水网平原、新嵊盆地、三界—章镇盆地、诸暨盆地和海拔200～400m丘陵台地夏玉米气候适宜度在0.45以上，适宜夏玉米生产；海拔500m以上地区，不适宜夏玉米生产。
本文探讨了玉米气候适宜度的时空变化特征。影响玉米产量的因素很多，如人为投入（化肥、农药等）等，今后应该考虑增加人为因素、作物病虫害和农业管理措施等其他因素对玉米生产的影响；同时也应加强极端气候变化对玉米生长发育的影响。
参考文献
[1]唐国平，李秀彬，Fischer G，等.气候变化对中国农业生产的影响[J].地理学报，2000，55（2）：129-138.
[2]高莉莉，常君德，胡明，等.气候适宜度研究综述[J].安徽农学通报，2017，23（19）：102-103.
[3]辛宏，张明军，李瑞雪，等.近50年中国天山日照时数变化及其影响因素[J].干旱区研究，2011，28（3）：485-491.
[4]何红艳，郭志华，肖文发.降水空间插值技术的研究进展[J].生态学杂志，2005，24（10）：1187-1191.
[5]李军，黄敬峰，王秀珍，等.山区月平均气温的短序列订正方法研究[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2005，31（2）：165-170.
（责编：张宏民）