气候变化对江苏省油菜气候资源及适宜度的影响

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油菜是国产植物油最大油源作物,对保障国家粮油安全具有重要战略意义。气候变化影响油菜植株生长发育,给其产量和品质带来较大不确定性。江苏省是我国油菜优势产区之一,气候变化背景下该省油菜种植气候资源及其气候适宜度时空变化特征,相关报道很少。本文基于江苏省13个气象站点过去近50年(1965-2014年)和RCP4.5情景下未来近30年(2023-2049年)逐日气象数据及其地形要素等数据,构建江苏省油菜种植温度、光照、降水和综合气候适宜度模型,采用线性趋势分析、M-K检验、小波分析等方法,并结合地理信息系统(Arc GIS)将江苏省油菜过去、未来气候资源及其气候适宜度的时空变化特征进行综合分析,以期提高该省油菜种植气候资源利用效率,保障油菜可持续生产。主要结果表明:(1)江苏省油菜不同生育期过去近50年气候资源时空变化江苏省油菜各生育期总体热量资源呈南多北少分布趋势,油菜全生育期内最低气温和有效积温主要分布于连云港、徐州地区,最高气温和有效积温均主要分布于常州、苏州地区。过去近50年油菜各生育期内平均气温和有效积温均随时间推移呈上升趋势,其中蕾薹期平均气温上升最快,为0.538℃/10a,越冬期有效积温上升最快,为21.762℃·d/10a;江苏省油菜各生育期总体降水量呈南多北少分布,全省范围内苏州降水最多,连云港和徐州地区降水最少,油菜越冬期和蕾薹期降水量随时间推移呈逐渐上升趋势,倾向率分别为5.863 mm/10a和1.516 mm/10a,而其它生育期降水量均呈下降趋势;江苏省油菜各生育期光照资源总体呈北多南少分布,连云港地区在各时段内、油菜各生育期内均为光照最长区域,除花期外,其它生育期光照均呈小幅度下降趋势,花期光照时长气候倾向率为0.134h/10a。(2)江苏省过去近50年油菜种植气候适宜度时空变化过去近50年江苏省油菜温度适宜度随时间呈上升趋势,上升幅度为0.005/10a,常州、无锡、泰州、南京以及南通地区较为稳定,该区域内大部分时段油菜温度适宜度均在0.8以上,而连云港、徐州地区变化较大且不稳定;江苏省过去近50年油菜降水适宜度总体呈下降趋势,下降幅度为0.003/10a,降水适宜度高值区集中于扬州-盐城一带,适宜度0.9以上,并向南北两侧递减,连云港及徐州地区降水适宜度一直低于全省平均值;江苏省过去近50年油菜光照适宜度总体呈下降趋势,下降幅度为0.010/10a,光照适宜度高值区集中于扬州、泰州和淮安地区,适宜度0.85左右,苏州和连云港地区相对较低并且存在一定波动。总体上,江苏省油菜综合适宜度分布情况与油菜实际单产数据较吻合,扬州、泰州及其周边地区油菜种植综合适宜度较高且相对稳定,适合发展油菜种植业,而连云港和徐州部分地区在过去近50年间油菜种植综合气候适宜度相对较低且存在一定波动。(3)江苏省未来近30年油菜种植气候资源和适宜度时空变化相较过去50年,未来近30年(RCP 4.5情景下2023-2049年)江苏省油菜全生育期平均气温和有效积温整体均呈上升趋势,降水量呈下降趋势,北部地区平均气温和有效积温增幅均高于南部地区,降水量则为北部地区减少,南部地区增多。从2023-2049年江苏省油菜温度适宜度来看,常州、无锡和南京地区温度适宜度仍较高,在0.95左右,泰州、扬州、南通地区由过去的0.85上升到0.95左右,连云港由油菜温度低适宜区转变为较高适宜区。从温度适宜度来看,全省近一半的区域非常适合种植油菜,主要集中于南部,未来气温升高对江苏油菜种植具有正面影响。2023-2049年江苏省油菜降水适宜度大于0.9的高值区面积减少,小于0.7的区域面积增加,徐州盐城一带降水适宜度全省最高,适宜度大于0.9。综合来看,徐州和连云港地区由于未来气温升高、降水量适宜,油菜种植综合气候适宜度大幅上升,未来该区域可充分利用油菜综合气候适宜度上升的趋势,结合当地农业种植生产情况可有序增加油菜种植;宿迁、淮安、扬州和泰州地区,比过去更适宜进行油菜生产,而江苏南部地区由于降水量偏高,比过去油菜综合气候适宜度有所下降,未来该区域需做好排水措施,以保证油菜安全生产。本研究阐明了全球气候变化背景下江苏省油菜种植气候资源和气候适宜度时空变化特征,为江苏省油菜优势种植区划提供了一定科学参考依据,对保障该省油菜安全生产、提高气候资源利用效率具有一定意义。
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