未来气候变化情景下东北地区中晚熟春玉米机械粒收气候适宜区分析

玉米生产全过程机械化是玉米生产的发展方向,当前机械粒收是中国转变玉米生产方式的重点。籽粒含水率是影响机械粒收的主要因素,其主要受玉米农艺性状、生育后期生态气象因子以及栽培管理措施等因素影响。东北地区作为中国玉米主产区之一,也是对气候变化最敏感的区域之一,因此,明确未来气候条件下该地区玉米机械粒收的气候适宜性及适宜区,可为未来进一步提高玉米生产的机械化水平,实现玉米生产全过程机械化提供科学依据。本文以RCP4.5和RCP8.5两个温室气体浓度情景,分别代表中等排放情景和高排放情景,结合两种情景下预估的2021-2060年气候数据和春玉米生育期数据,利用籽粒含水率预测模型确定未来40a当前广泛种植的春玉米中晚熟品种机械粒收各等级气候适宜区北界,并基于此得出基于多品种的机械粒收气候适宜区。结果表明:未来40a不同品种的气候最适宜区、适宜区、次适宜区和不适宜区表现为由西南向东北延伸的分布特征,不同品种间各级适宜区北界由西南向吉林省东南部山区的长白、东岗和松江一带以及高纬度的黑龙江北部变动。RCP4.5(RCP8.5)气候情景下,50%和80%春玉米中晚熟品种的最适宜区均位于辽宁省南部(辽宁省西部和南部),最北分别可达42.0°N和41.0°N(42.8°N和41.9°N),最东可达123.4°E和123.3°E(124.5°E和123.3°E),面积分别占研究区域面积的5.9%和1.8%(11.2%和5.9%);适宜区分别位于辽宁省北部和中部(辽宁省北部和吉林省西南部),最北可至43.0°N和42.7°N(44.8°N和42.9°N),最东可至124.7°E和124.4°E(124.7°E和124.5°E),该区域面积占比分别为8.3%和8.9%(4.7%和6.6%)。未来40a,与RCP4.5气候情景相比,RCP8.5气候情景下春玉米中晚熟品种机械粒收气候适宜性更强,但两个气候情景下气候最适宜区和适宜区范围均较小。未来春玉米机械粒收气候适宜区在品种间差异较大,未来可选育种植生育期更短、脱水速率更快的适宜机械粒收品种,以提高机械粒收的质量和效率。

东北三省土壤风蚀天数时空变化及分区评述

基于东北三省1981-2017年气候资料,明确不同区域不同耕作阶段(全年、休耕期和播前1个月)不同等级日最大风速发生的变化规律;结合考虑降水影响下的起动风速指标,解析不同区域各阶段风蚀发生天数的时空规律,为各区域提出相适应的土壤保护耕作措施提供科学依据。结果表明:东北三省全年0-3级、4-6级和7级及以上日最大风速年均出现频率分别为48.5%、50.4%和1.1%,研究期内,全年、休耕期和播前1个月0-3级日最大风速出现频率均呈增加趋势,而4级及以上风速出现频率呈减少趋势。研究区域全年风蚀发生天数比例为35.0%,而播前一个月发生风蚀天数占该时期总天数的比例高于全年均值,达57.0%。大部分地区各个时期风蚀发生天数呈减少趋势。辽河平原区和三江平原区休耕期和播前1个月风蚀发生天数均较多,应重视风蚀对土壤的影响。松嫩平原区虽然休耕期土壤风蚀发生频率较低,但播前1个月风蚀发生较多,该区域应倡导免耕技术以降低土壤风蚀。