近期，池州学院地理与规划学院陈实课题组完成的题为“中国北部冬小麦安全种植的农业气候因子及其阈值”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷16期正式发表。
基于中高分辨率的冬小麦空间分布数据，采用核密度估计法提取实际的冬小麦种植北界界线，选取冬小麦种植生理学冻害温度和生育期所需积温和降水等7个农业气候因子指标，分析实际冬小麦种植北界空间格局，定量探测农业气候因子对冬小麦种植分布，开展潜在与实际冬小麦种植北界对比分析。
研究结果显示：
（1）中国北部的实际冬小麦种植北界界线（actual northern limit of winter wheat，ANLWW）由西南向东北波动变化，跨越总长度约为2 200 km。农业气候因子变化幅度存在差异，在正宁—旬邑—铜川—白水—合阳—韩城—稷山一线的波动变化较为剧烈，容易受海拔高度和地形起伏影响。
实际冬小麦种植北界上农业气候因子在经纬方向的变化
（2）根据农业气候因子对实际冬小麦种植北界界线形成的影响来看，越冬期负积温（NATOP）＞最冷月平均气温（CMMT）＞年极端最低气温（AEMT）＞越冬前积温（ATBO）＞生育期积温（ATGP）＞关键期降水量（PCP）＞生育期降水量（PGP）。其中，越冬期负积温、最冷月平均气温、年极端最低气温和越冬前积温是影响实际冬小麦种植北界形成的关键因子（q＞0.45），农业降水因子对冬小麦种植的影响较小（q＜0.19），生育期降水量（PGP）与越冬前积温（ATBO）、关键期降水量（PGP）与生育期积温（ATGP）之间呈现非线性增强关系，与气温因子之间的交互影响力较强（q＞0.57）。基于风险区探测，明确越冬期负积温≥-620 ℃·d、最冷月平均气温≥-8 ℃、年极端最低气温≥-22 ℃和越冬前积温≥529 ℃·d，作为中国北部冬小麦安全种植北界气象参数。
（3）当冬小麦种植区同时满足越冬期负积温（NATOP）≤-620 ℃·d、最冷月平均气温（CMMT）≤-8 ℃、年极端最低气温（AEMT）≤-22 ℃和越冬前积温（ATBO）≤529 ℃·d，符合条件的区域则判定为冬小麦安全种植潜在区，形成中国北部潜在冬小麦种植北界（potential northern limit of winter wheat，PNLWW）。潜在冬小麦种植北界相较于实际冬小麦种植北界在纬度方向上平均向北移动了107 km，在此区域的耕地上约有23.39×103 km2的面积可安全种植冬小麦，为冬小麦向北扩种植提供了潜在空间。
潜在与实际冬小麦界线（a）及其纬向距离（b）
越冬期负积温（NATOP）、最冷月平均气温（CMMT）、年极端最低气温（AEMT）和越冬前积温（ATBO）对北部冬小麦种植影响较为显著，农业降水因子与农业气温因子之间存在较好的交互作用。确定了关键期降水量（PCP）、年极端最低气温（AEMT）、生育期积温（ATGP）、生育期降水量（PGP）、越冬期负积温（NATOP）、越冬前积温（ATBO）、最冷月平均气温（CMMT）影响冬小麦安全种植的阈值，可为冬小麦种植更好地适应气候变化，科学合理布局冬小麦生产提供参考。
该研究获得国家重点研发计划（2022YFF0711803）、池州学院校级国家基金培育项目（CZ2021GP02）、池州学院引进博土科研启动基金项目（2022YJRC001）、安徽省教育厅自然科学研究重点项目（2022AH051830）的资助。
引用本文：
陈实, 黄银兰, 金云翔, 徐成林, 邹金秋. 中国北部冬小麦安全种植的农业气候因子及其阈值[J]. 中国农业科学, 2024, 57(16): 3142-3153.
CHEN Shi, HUANG YinLan, JIN YunXiang, XU ChengLin, ZOU JinQiu. Agricultural Climatic Factors and Their Thresholds for Winter Wheat Cultivation in Northern China[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(16): 3142-3153.
研究团队简介
池州学院地理与规划学院的农业生态资源与环境研究中心团队由陈实副教授领衔，聚焦高质高效的农业强省，以农业资源的调查与评估和农业资源的开发与利用为研究内容，运用遥感“天空地”一体化监测技术和地理信息时空分析技术，服务于粮食安全保障和生态环境可持续发展。中心现有核心科研人员7名，副教授2人、讲师5人，其中具有博士学位5人、硕士2人，平均年龄33岁。近3年发表CSCD、SCI等高质量论文17篇，主持省级以上纵向项目10项，承接横向项目11项。
| 图文由池州学院地理与规划学院的农业生态资源与环境研究中心团队提供
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