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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着人口的迅速增加,人类对粮食的需求也在迅速增加,但由于全世界各国城市化的加深耕地面积越来越有限,人均耕地面积更是日渐缩小,粮食安全问题每况愈下。因此,需要通过粮食产量的不断增长来满足日益增长的粮食需求,以达到保证粮食安全的目的^[1]。近一个世纪以来,全球气候发生了剧烈的变化,给人类社会、经济、生态系统的各个方面造成了影响或潜在威胁,进而出现了一系列不可小觑的问题。全球气候变化成为当今人类社会所面临的最严重的环境问题之一^[2],从而受到全世界各国政府和全球科学家的普遍关注。其中农作物产量对气候变化有着及敏感的反应。中国是农业大国,且正处在从传统农业向现代农业发展的关键时期,农业科技水平有待提高,认识和适应气候变化对我国农业的影响,是目前需要研究的重大课题。本篇论文以产粮大省河南省为例，选取主要粮食作物冬小麦和玉米，对其产量及其生育期内气候变化进行分析，认识过去三十年气候变化对河南冬小麦和玉米产量的影响。

国内外研究现状

已有研究表明，近年来气候变化对作物产量为负面影响，可能因为作物没有适应气候变暖或二氧化碳的施肥效应等气候变化导致产量减少。而历史的作物产量关系经常被用于预测未来的变化。然而，随着其他环境因素的改变，这种关系可能会随着时间的推移而改变。leng^[3]在对美国温度-玉米产量关系减弱的论文中表示在1980年至2010年期间，美国玉米产量与生育期温度的年际变化之间的实际关系在统计意义上有所下降。这意味着，如果利用较早的历史数据来推导出的玉米-温度关系，预测的玉米产量将被高估。这也意味着，由于近百年来剧烈的气候变化，例如全球变暖，导致较早前关于气候变化对作物产量的研究结果并不适用于当前的气候条件。我们必须根据如今的气象条件，结合近二三十年的数据重新计算气候变化与作物产量二者间的关系。

tao等^[4]在中国气候变化对小麦生长及产量影响的研究中发现，气候变化对中国主要小麦产区的小麦生长和生产力造成了显著的影响，但农艺管理和品种更替在提高生产力和适应气候变化方面仍发挥着重要作用。这表明，中国的小麦生长和产量对气候变化的反应正在进行中。作物系统动力学和品种性状的变化必须充分考虑，以提高对未来气候影响的预测，并提高未来规划的适应性。本研究只考虑气候变化对作物产量的影响，但不可否认作物产量的形成是多种因素共同作用的结果，因此我们无法直接从历年的产量数据中得到气候变化对产量的影响结果。所以，在探究影响关系前我们需要除去产量数据中技术进步导致的产量变化的趋势^[5]。目前使用最多的是应用时间序列的线性回归分析拟合产量趋势：将作物产量看作是随时间变化的函数，从而将实际产量分解为趋势产量和气象（波动）产量两部分。其中时间趋势产量是反映历史时期生产力发展水平的长周期的产量分量，产量波动的部分是反映气象要素影响的气候产量^[6]。但这种按照线性趋势方法计算的产量变异的绝对值通常较大，存在异方差性，不符合线性回归的同方差性假设。而为了避免存在的异方差性，可以对产量做log变换，将绝对差别变换成相对差别（相当于比值），从而减少方差的异质性。

2. 研究的基本内容

该论文研究的内容主要有以下几个方面：

3.1.利用直线滑动平均法将河南6市（安阳、郑州、三门峡、商丘、驻马店、信阳）1988—2015 年冬小麦产量数据序列分解为趋势产量和气象产量，滑动步长为5年；

3.2.将气象数据分别求平均（气温）和求和（积温、降水量、日照时数）,得到冬小麦（将冬小麦生育期分为“播种-越冬”，“越冬-返青”，“返青-成熟”）生育期内逐年的平均气温、总降水量和总日照时数等资料,以揭示过去30年河南在冬小麦生育期内的气候变化情况；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

4.1.实施方案：

4.1.1.分解产量数据：y=y_t y_w e

式中:y为单位面积的粮食产量(kg/hm²);y_t为趋势产量(kg/hm²);y_w为波动产量(kg/hm²);e是一些随机因素影响的产量分量,实际计算中可以不作考虑^[14]。

4. 参考文献

!--[if !supportlists]--[1] !--[endif]--王志敏. 迈向新的绿色革命-全球粮食高产研究动向[j]. 中国农业科技导报, 2004, 6(4): 3-6.

!--[if !supportlists]--[2] !--[endif]--王连喜, 卢媛媛, 李琪, 等. 基于aez模型的河南省冬小麦产量差时空特征分析[j]. 中国生态农业学报, 2017, doi: 10.13930/j.cnki.cjea.170843.

!--[if !supportlists]--[3] !--[endif]--leng g. evidence for a weakening strength of temperature-corn yield relation in the united states during 1980–2010[j]. science of the total environment, 2017, (605–606): 551–558.