叶城县冬小麦种植精细化农业气候区划

叶城县冬小麦种植精细化农业气候区划

王晓霞 1 孙雨 2

1、新疆喀什地区叶城县气象局， 844800； 2、新疆喀什地区气象局， 844800

摘要：通过分析近38年（1981-2018年）叶城县及其周边15个气象站的观测资料，研究叶城县冬小麦的生长发育与气候条件之间的关系，结合地理信息系统软件（ArcGIS）的精细化空间插值技术，开展叶城县冬小麦种植的精细化农业气候区划，对科学合理地制定和安排叶城县冬小麦种植和发展区域，采取趋利避害的生产管理技术措施，促进冬小麦产业的持续稳定发展具有十分重要的意义。

关键词：冬小麦；农业气候分析；区划

1自然地理

1.1地理位置

叶城县位于新疆维吾尔自治区西南部，南依喀喇昆仑山和昆仑山脉，北接开阔平原，紧连塔克拉玛干大沙漠，叶尔羌河畔上游，地形南高北低。叶城县辖20个乡镇、5个农林牧场、1个管理区，总人口50余万人，是一个以农业为主、农牧结合的农业县，全县国土总面积3.1万平方公里，耕地面积113万亩。

1.2 气候特点

叶城县光照充足，年日照时数 小时；热量丰富，年平均气温11.3℃，无霜期228天，年降水量54.0mm，属暖温带大陆性干旱气候。独特的气候，广袤肥沃的土地，加之绿洲平原地带有较丰富的农业灌溉水资源，因此，叶城县是新疆主要农业区之一。

图1 叶城县高程和乡（镇）行政分布图

2 冬小麦生产现状

叶城县作物生长期光照充足，热量丰富，平原地带冬季无严寒，冬小麦安全越冬较有保障；冬小麦抽穗、开花、灌浆、乳熟期少有高温、干热风危害，加之农业灌溉用水基本满足，具有冬小麦生产得天独厚的生态气候及水土资源等地缘优势，因此，叶城县是喀什地区冬小麦主产区之一， 20l7年叶城县冬小麦播种面积达47.2万亩，占喀什地区冬小麦总面积的12.6%；产量18.644万吨，占全地区冬小麦总产量的11.8%；冬小麦种植在叶城县社会经济发展及农民脱贫致富中已占有举足轻重的地位。因此，根据冬小麦的生物学习性及其对气候条件的具体要求，利用近38年（1981-2018年）叶城县及其周边15个气象站的观测资料，结合地理信息系统软件（ArcGIS）的精细化空间插值技术，开展叶城县冬小麦种植的精细化农业气候区划，对科学合理地制定和安排叶城县冬小麦种植和发展区域，采取趋利避害的生产管理技术措施，促进冬小麦产业的持续稳定发展具有十分重要的意义。

3冬小麦生产与气象条件的关系

冬小麦从种子萌发至结实成熟，完成一个生长周期要经历播种、出苗、分蘖、越冬、返青、拔节、孕穗、抽穗、开花、灌浆、成熟等生长发育阶段。每一个发育阶段均需要一定的气候条件确保其生长发育的正常进行。

3.1光照条件

冬小麦是长日照作物，当其通过春化阶段进入光照阶段后，缩短日照会延迟开花甚至停止开花。小麦全生育期光照强、日照时数长对产量形成非常有利。叶城县空气干燥、云量少，光照资源丰富，特别是冬小麦拔节至成熟期日照时数长、太阳辐射强，有利于光合作用的提高和干物质的积累。因此，叶城县光照条件能够满足小麦生长发育、产量形成的需求。

3.2温度条件

冬小麦是喜凉作物，种子0~3℃便开始发芽。冬小麦适宜播种期的确定以冬前形成2—4个分蘖的壮苗为标准，播种过早，易导致麦苗冬前旺长，旺而不壮，不利于安全越冬；播种过晚，不能形成2个以上分蘖，将导致单位面积小麦穗数下降，影响产量。冬小麦群体形成2—4个分蘖的气候条件是冬前≥0℃积温450—600℃，播种时日平均气温15~17℃为宜。小麦分蘖的适宜温度为13~18℃，低于3℃停止分蘖。冬小麦从返青到孕穗是幼穗分化期，是决定有效穗数和穗粒数的关键时期，该期间温度适当偏低利于小穗的增加，一般以不超过15~16℃为宜；小麦抽穗后直至成熟是灌浆、黄熟阶段，一般以20~22℃最为适宜，低于12℃或高于24℃对灌浆都有影响。

越冬冻害是影响冬小麦种植的主要气象灾害，造成小麦越冬冻害的因素很多，在稳定积雪期较短的地区，冬小麦能否安全越冬主要取决于冬季温度状况。在日最低气温≥-25℃时，一般冻害较轻，而当日最低气温＜−30℃时，即便有薄的积雪（1~3cm）,也可造成冬小麦大量死亡。

冬小麦完成整个生命周期需要一定的热量积累，通常用≥0℃积温作为其所需要的热量指标。考虑到连作农耗（按≥0℃积温100℃•d）。早熟冬小麦连作需≥0℃积温2500℃•d。

3.3水分条件

叶城县冬小麦整个生育期约需水550mm（合每666.7m²需水385 m³），叶城县降水稀少, 冬小麦需水主要依靠较稳定的山区降水和高山冰川积雪融水所汇集的河川径流和地下水的灌溉，因此水分条件也较有保障。

4. 小麦气候适宜性区划指标的确定

4.1区划的思路 根据叶城县小麦生产实际，并参考前人有关研究成果，本区划共分三级，具体思路如下：①叶城县光照条件能够满足小麦生长发育、产量形成的需求；虽降水稀少，但小麦需水有较稳定的山区降水和高山冰川积雪融水所汇集的河川径流和地下水的灌溉，水分条件也较有保障，因此，光照和降水量不是影响叶城县冬小麦生产的气候因素。由于地域辽阔，地势高差悬殊，叶城县热量条件的区域性差异明显，因此，热量条件能否满足冬小麦的正常生长发育和产量形成，是本区划需要首先考虑的问题，因此，将其作为第一级区划。②越冬安全性是决定某地能否种植冬小麦的主要因素，由于叶城县冬季很少有稳定积雪，因此，冬季的低温是影响冬小麦安全越冬的主要气候因素，一般以冬季极端最低气温和1月平均最低气温作为判别冬小麦越冬安全性的气候指标。

叶城县冬小麦孕穗、抽穗、开花、灌浆期温度较适宜，日最高气温≥35℃的日数很少（图2），高温、干热风危害较轻，因此，本区划没有考虑高温、干热风对叶城县冬小麦的影响。

图2.叶城县冬小麦孕穗、抽穗、开花、灌浆期日最高气温≥35℃日数空间分布

4.2区划指标

①第一级区划

将早熟冬小麦连作所需热量条件的下限≥0℃积温2500℃•d作为划分冬小麦能否种植区的界限指标，见表1。

表1 叶城县冬小麦种植一级区划指标

	冬小麦可种植区	冬小麦不可种植区
≥0℃积温/(℃·d)	≥2500	＜2500

②第二级区划

以冬季极端最低气温和1月平均最低气温作为判别冬小麦越冬安全性的气候指标，其等级划分标准见表2。

表2 叶城县冬小麦种植二级区划指标

5 区划指标各气候要素的空间分布

5.1 ≥0℃积温

叶城县（38年平均）≥0℃积温空间分布主要受海拔高度的影响，总体呈现“从北部塔克拉玛干沙漠平原至南部山区随海拔高度的升高逐渐降低”的空间格局（图3）。海拔2900m以下的山前倾斜平原及古尔班通古特沙漠平原≥0℃积温2500～4935℃•d。海拔2900m以上的中高山带≥0℃积温较少，一般不足2500℃•d，其中，4600m以上的高山带基本无≥0℃积温。

图3. 叶城县≥10℃积温空间分布

5.2多年平均年极端最低气温

　　近38年叶城县多年平均年极端最低气温的空间分布总体呈现随海拔高度的升高而降低的特点（图4）。海拔2600m以下的低山、平原地带，平均年极端最低气温在-25℃以上。海拔2600-3300m中低山带-25～-30℃。海拔3300m以上的中高山带平均年极端最低气温在-30℃以下。

图4.叶城县平均年极端最低气温空间分布

5.3　1月平均最低气温

近38年叶城县1月平均最低气温的空间分布也总体呈现随海拔高度的升高而降低的特点（图5）。海拔1900m以下的低山、平原地带，1月平均最低气温在-13.0℃以上。海拔1900-2800m中低山带-13.0～-17.0℃。海拔2800m以上的中高山带1月平均最低气温在-17.0℃以下。

图5.叶城县1月平均最低气温空间分布

6 冬小麦种植农业气候区划及其分区评述

根据表1、表2冬小麦区划指标，将叶城县≥0℃积温、平均年极端最低气温和1月平均最低气温的栅格数据在ArcGis10.0平台上进行分级和叠加处理，获得了综合上述三项气候指标的叶城县冬小麦种植气候区划（图6）。从中可以看出，全县可分为冬小麦种植气候适宜区、次适宜区和不适宜区三个分区。

适宜区：叶城县冬小麦种植气候适宜区分布在县域中北部海拔1900m以下的低山、平原地带，该区域该区≥0℃积温在3900～4900℃•d，能够满足冬小麦生长发育和优质高产对热量条件的需求；平均年极端最低气温-20.0～-16.0℃，1月平均最低气温-13.0～-10.0℃，冬小麦遭受越冬冻害的风险很低，安全越冬较有保证，因此，是叶城县冬小麦种植最理想的区域。

次适宜区：叶城县冬小麦种植气候次适宜区分布在县域县域中部海拔1900～2900m的低山带，该区域该区≥0℃积温在2500～3900℃•d，能够满足冬小麦生长发育和优质高产对热量条件的需求；平均年极端最低气温-20.0～-27.0℃，1月平均最低气温-13.0～-17.5℃，冬小麦具有一定遭受越冬冻害的风险，因此，是叶城县冬小麦种植次适宜区。

不适宜区：叶城县南部海拔2900m以上的山区≥0℃积温不足2500℃•d，难以满足冬小麦生长发育和产量形成对热量条件的基本需求，且冬季平均年极端最低气温最低气温低于-27.0℃，冬小麦遭受越冬冻害的风险较高，因此，不宜种植冬小麦。

图6.叶城县冬小麦种植农业气候区划

结论：（1）在综合分析叶城县冬小麦种植区域的气候资源基础之上，确定了冬小麦种植的农业气候区划指标，叶城县冬小麦适宜性由中北部向南部递减，最适宜区在中北部和中部，南部是不适宜区，区划图的制作，从而满足实际生产的需求，使农民真正得到实惠，早日摆脱贫困。

2. 对比区划结果和实际种植区发现，叶城县还存在大面积的适合开发区域，所以，区域划分对加大种植面积，增加产业规模，指导种植区发展有着重要意义。

参考文献：

[1]朱秀红.基于GIS的鲁东南山区小麦精细化综合农业区划分析与编制[J].农学学报,2019,9(04):84-87.

[2]王舒琪,李志光.延津县冬小麦农业气候条件分析与区划研究[J].农技服务,2016,33(01):141-142.

作者简介：王晓霞（1989-），女，汉族，甘肃张掖人，本科，助理工程师，，从事地面预报工作。

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