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Changing Characteristics of Potential Soybean Planting Zones in Inner Mongolia under Climate Change
QUXuebin, NIUDong, TANGHongyan, LINCong
Chin Agric Sci Bull ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (2) : 133-140.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Changing Characteristics of Potential Soybean Planting Zones in Inner Mongolia under Climate Change
The southeastern foothills of the Greater Khingan Range in Inner Mongolia serve as a critical soybean production base in China, where the shifts in planting zones are vital for ensuring national food security. Based on meteorological data from 38 stations in eastern Inner Mongolia from 1961 to 2020, this study systematically analyzed the impact of climate change on soybean planting zones using climate tendency rate, Gamma distribution, and a small-grid estimation model. Results indicate a significant increase in thermal resources in the region: the average temperature during 1991-2020 rose by 1.11℃ compared to the 1961-1990 period, with ≥10℃ accumulated temperature increasing by 203.2℃·d and the frost-free period extending by 9.4 days. The total areas of potential soybean planting zones were expanded by 27195 km2, with the northern boundary shifting approximately 101-224 km northward. The safe planting zones exhibited a slightly smaller northward shift (101-153 km) but were still expanded by 22,599 km2. Climate warming has significantly enhanced the potential for extending the northern planting boundary of soybeans and promoting mid- and late-maturing varieties. These findings suggest optimizing soybean cultivar arrangements based on accumulated temperature zone shifts, providing scientific support for revitalizing soybean production in Northeast China.
climate change / soybean / planting zone / accumulated temperature / small-grid estimation / northward and westward expansion / Inner Mongolia
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郭建平. 气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J]. 应用气象学报, 2015, 26(1):1-11.
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王秋京, 马国忠, 翟墨, 等. 气候变化背景下黑龙江省主要农业气象灾害时序变化特征及影响差异[J]. 中国农学通报, 2025, 41(5):110-118.
基于黑龙江省1972—2020年粮食播种面积、受灾资料及同期农业气象灾害数据，采用灰色关联度及农业气象综合灾损模型，分析主要农业气象灾害近50 a时序变化特征，探讨气候变化背景下不同等级农业气象灾害发生特点及对农业影响程度。结果表明：农业受灾面积总体呈波动式下降趋势(P>0.05)，成灾面积呈微弱上升趋势(P>0.05)；不同气象灾害对农业受灾的影响大小依次为：旱灾>低温冷害>洪涝灾害>风雹灾害，其中旱灾和低温冷害影响大，受灾程度较重；黑龙江省农业气象灾害中灾及以下灾情的出现年份占85%，大灾和重灾占比为15%；灾害最重年份为1976年、2002年和2003年，综合灾情指数分别为5.8173、5.1791、5.3219。受灾面积与粮食单产呈显著负相关关系(P<0.05)，随着受灾面积增加，粮食单产呈下降趋势，总受灾面积每增加100×10<sup>3</sup> hm<sup>2</sup>，粮食单产下降26.34 kg，对于不同等级灾害，中灾、大灾、重灾年份的受灾面积每增加100×10<sup>3</sup> hm<sup>2</sup>，粮食单产平均减少38.27 kg，而轻灾、小灾年份的受灾面积与粮食单产相关不显著。上述灾害评估结果与黑龙江省农业受灾历史记录较吻合，研究结果可为农业生产规避灾害风险、保障粮食稳产丰产提供科学参考。
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候启, 李帅, 赵玉洁, 等. 气候变化对山西省有效积温时空演变的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(32):138-144.
为了解气候变化对山西省农作物种植的影响，本文基于1961—2016年气温格点数据，利用Mann-Kendall趋势/突变检验、变异系数和多元回归插值法对山西省≥5℃、≥10℃有效积温进行分析。结果表明：（1）1961—2016年≥5℃和≥10℃有效积温均呈明显的升高趋势，有效积温升温较快的区域主要分布在山西省北部和地势较低的谷地、盆地，由东北向西南呈带状分布。（2）≥5℃和≥10℃有效积温在空间分布上表现出自南向北逐渐减少的趋势，且其在空间分布上受海拔影响较大。≥5℃有效积温在适宜作物生长的积温范围分布面积更大，在大多数地区更适宜喜凉作物的种植。（3）≥5℃和≥10℃有效积温均在1997年发生突变，突变后积温界限北界向高纬和高海拔地区移动。（4）≥5℃和≥10℃有效积温初始日期多呈提前趋势，结束日期多为推后趋势；积温持续日期增长，这种趋势在山西省南部及河谷、盆地地区更为明显；有效积温初始日期变异系数均由东北向西南逐渐增大，汾河谷地有效积温初始日期变率较大；结束日期的变异系数较小，分布更为稳定。
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杨晓光, 李勇, 代姝玮, 等. 气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅸ.中国农业气候资源时空变化特征[J]. 应用生态学报, 2011, 22(12):3177-3188.
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张厚瑄, 张翼. 中国活动积温对气候变暖的响应[J]. 地理学报, 1994, 49(1):27-35.
活动积温是衡量一个地区农业热量资源的重要指标。未来大气中CO<sub>2</sub>等温室气体浓度增加一倍的情景下，全球气候将明显变暖，我国各地的活动积温及持续日数也将有所增加。由于气温增高后积温及其相应的持续日数将同步变化，使此类问题的计算具有一定的难度。本文从积温原理出发，提出一套依据气温变化平均值计算活动积温及其持续日数变化的新方法，并用此方法估算了未来我国各地≥０℃、≥１０℃活动积温及其持续日数的变化。
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马树庆, 安刚, 王琪, 等. 东北玉米带热量资源的变化规律研究[J]. 资源科学, 2000, 22(5):41-45.
应用线性回归、非整数波谱和小波分析等方法，分析了东北玉米主产区热量资源的长期演变趋势和变化周期，并对未来10a的情况进行初步预测。要素包括：日平均气温稳定≥7℃、≥10℃的初、终日期，≥10℃积温和5月∽9月平均气温之和。结果表明，近半个世纪内，≥7℃、≥10℃初日有逐渐提前的趋势，农业生产季内热量资源有增加趋势，但近些年这些要素不稳定。界线温度初、终日存在的23a、15a、和9a左右的变化周期，≥10℃积温和5月∽9月气温之和存在60a、35a∽41a、15a∽16a、9a和3a∽4a变化周期。目前所处的长周期内的暖期很可能在2010年前后结束，积温增加的趋势和农作物播期提前的趋势也将缓解，而且在中短周期内，近几年积温可能将减少，冷害和霜冻可能发生，农作物品种和播期都应有相应调整。
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穆佳, 赵俊芳, 郭建平. 近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应[J]. 应用气象学报, 2014, 25(6):680-689.
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赵俊芳, 穆佳, 郭建平. 近50年东北地区≥10℃农业热量资源对气候变化的响应[J]. 自然灾害学报, 2015, 24(3):190-198.
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王萍, 周宝才, 韩俊杰, 等. 气候变化背景下黑龙江省东南部水稻增产潜力评估分析[J]. 中国农学通报, 2024, 40(17):106-113.
研究旨在评估黑龙江省东南部水稻气候生产潜力，并分析其增产空间，以便为该地区合理有效利用气候资源、提高水稻生产力提供科学依据。通过收集发育期观测数据，确定了水稻播种、移栽及成熟的临界温度指标，并采用联合国粮食和农业组织(FAO)推荐的逐步订正法计算了水稻的气候生产潜力。进而还分析了多年气候变化对水稻生产潜力的影响。研究结果显示，播种期、出苗期和成熟期的临界温度分别为5℃、12.5℃、10℃。在五常、宾县、宁安地区，无论是从播种到成熟期间，还是从移栽到成熟期间，水稻的气候生产潜力均呈现出增长趋势。特别是在气候变暖的情况下，宁安地区的水稻生产受到了积极影响。通过对1961—2020年的数据进行分析，发现黑龙江省东南部从播种到成熟期的水稻单产增产潜力呈现先下降后升高的趋势，该地区的水稻实际生产力逐渐提高，即实际单产有所增加。然而，与其气候生产潜力相比，仍存在较大的差距，表明该地区水稻的增产空间仍然巨大。本研究的结果不仅为水稻生产的合理布局提供了科学依据，还为充分有效利用气候资源提供了指导。
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杨晓强, 张立群, 李帅, 等. 1980—2008年黑龙江省气候变暖及其对大豆种植的影响[J]. 气象与环境学报, 2013, 29(2):96-100.
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李秀芬, 吴双, 赵放, 等. 寒地大豆气候生产潜力特征及其对气候变化的响应[J]. 应用生态学报, 2024, 35(6):1615-1624.
全面掌握黑龙江省大豆气候生产潜力演变及其对气候变化的响应特征,可为进一步挖掘高寒地区大豆生产潜力、实现大豆稳产高产提供参考和依据。基于黑龙江省80个气象站1961—2020年的气象资料,采用逐步订正法估算大豆光合、光温和气候生产潜力,利用空间插值、统计分析方法研究其时空特征,分析辐射、气温、降水等气候要素变化对气候生产潜力的影响。结果表明: 研究期间,黑龙江省大豆光合、光温和气候生产潜力平均值分别为7533、6444和3515 kg·hm<sup>-2</sup>,时间变化上均表现为显著增加趋势,其增幅分别为125.9、182.9和116.1 kg·hm<sup>-2</sup>·(10 a)<sup>-1</sup>;在空间分布上均表现为平原高山地低、由西南向东北逐渐减少。与1961—1990年相比,1991—2020年大豆气候生产潜力高值区扩大7.1%,低值区缩小5.1%。大豆气候生产潜力对气候变化响应明显,气候变暖致使黑龙江省大豆的潜在温度生长期延长。热量资源持续增加,配合相对充足的降水,有效减缓了光能资源下降对黑龙江省大豆生产的负面影响。未来“暖湿型”气候有利于全方位提高黑龙江省大豆气候生产潜力。
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王雅莹, 白音章, 有思, 等. 内蒙古东北部大豆主产区近30年大豆需水量时空变化特征分析[J]. 大豆科技, 2024(1):21-27.
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王彦平, 阴秀霞, 张昉, 等. 内蒙古东北部大豆气候适宜度等级及种植区划研究[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2018, 26(7):948-957.
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金林雪, 李云鹏, 吴瑞芬, 等. 基于气候适宜度预报内蒙古大豆发育期及产量[J]. 中国油料作物学报, 2020, 42(5):903-910.
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王志春, 杨军, 陈素华, 等. 气候变暖对内蒙古东部地区农牧业气候资源的影响[J]. 干旱区资源与环境, 2016, 30(4):132-137.
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宫丽娟, 王萍, 姜蓝齐, 等. 高寒区大豆适宜播种期研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(5):57-64.
针对气候变化背景下高寒区大豆播种期生产布局的需要,利用高寒区140个气象站点1971—2018年逐日平均气温、最低气温和1971—2015年逐日平均0~5 cm土层地温资料,对气温稳定通过8℃初日、0~5 cm土层地温稳定通过8℃、9℃、10℃初日、≥10℃活动积温的变化进行分析,选取适宜高寒区大豆播种期的气象指标,并进行高寒区大豆播种期的空间优化。结果表明：近48年高寒区气温稳定通过8℃初日呈明显提前趋势;1971—2015年0~5 cm土层地温稳定通过8℃、9℃、10℃初日提前,东四盟（内蒙古自治区呼伦贝尔、兴安盟、通辽和赤峰）提前幅度最大,辽宁最小,空间上表现为初日由南向北递推,辽宁普遍最早,吉林和东四盟南部次之,黑龙江和东四盟中北部普遍较晚;0~5 cm土层地温稳定通过9℃可作为黑龙江、吉林和辽宁的大豆播种期气象指标,0~5 cm土层地温稳定通过10℃适合东四盟作为大豆播种期气象指标。综合大豆气象指标和品种熟性的高寒区播种期空间优化为应对气候变化及大豆生产布局起到积极的指导作用。
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张珂菡. 贺兰山东西两侧全年及玉米生长期农业气候资源对比研究[D]. 南京: 南京信息工程大学, 2023.
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郭芬芬, 肖晶晶, 张蕾, 等. 1961—2013年中国农业界限温度的时空变化特征[J]. 生态学杂志, 2016, 35(2):489-498.
利用中国559个气象台站1961—2013年逐日气温观测资料，采用五日滑动平均、气候倾向率等气候统计诊断方法，结合GIS技术，分析气候变化下中国农业界限温度初终日、持续天数、积温的时空分布特征，比较不同保证率下各气候要素的变化及分布，研究农业界限温度的初终日、持续天数、积温的气候倾向率和变异系数空间分布，以期为充分利用气候资源、优化农业布局和作物引种提供科学依据。结果表明：1961—2013年中国农业界限温度初日提前、终日延后、持续日数增加、积温增加，变化幅度与纬度、地理等要素密切相关；不同农业界限温度（0、5、10、15、20 ℃）的初日平均在中国南、北部相差97～123 d、终日相差37～50 d、持续天数相差75～106 d、积温相差2081～2506 ℃·d；相邻两个农业界限温度初终日、持续天数和积温变化幅度分布在25.7～42.9 d、11.1～31.7 d、36.7～60.7 d和157～1221 ℃·d；随着保证率的增加，各地的初终日和积温分布均有不同程度的变化，其中长江中下游地区≥0 ℃的初日变化最明显，变幅达2.4～16.3 d，华南地区变化幅度最小，95%保证率及以下的变幅均小于1 d；1961—2013年中国农业界限温度初日、终日和积温的气候倾向率为-7.6～37.3、-47.1～40.9、-250～456.4 d·10 a<sup>-1</sup>，平均相对变率为0～146.0、4.8～24.5和1.2～196.2。
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李文韬, 张明洁, 张京红, 等. 基于GIS的海南岛气候资源小网格推算研究[J]. 热带农业科学, 2020, 40(9):83-93.
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刘思华, 张明发, 何娜, 等. 基于气象小网格数据推算烤烟最适生长季[J]. 贵州农业科学, 2023, 51(9):34-46.
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雷有宏, 雷占娇, 张莹, 等. 1980—2022年青海地区气候变化时空分布特征及对农牧业生产的影响[J]. 中国农学通报, 2024, 40(29):87-95.
为探究青海高原地区气候变化规律及对农牧业生产的影响，本研究基于1980—2022年青海境内39个气象站的气温、降水资料及门源农业气象站所观测的青稞产量，采用线性趋势分析法、Pearson相关系数法等方法，研究分析青海地区气温、降水时空分布的规律及对农牧业生产的影响。研究表明，在过去43 a间，青海平均气温以0.47℃/(10a)的速率呈现上升趋势，20世纪80—90年代气温偏低，1998年是气温回升的转折点；气温在空间上分布不均匀，整体表现为东部最高、西南和西北次高、中部和东南部最低的空间分布格局；气温增幅与海拔高度有关，海拔越高，升温速率相对较大，反之则愈小。降水量主体呈现增加的趋势，变化趋势为11.5 mm/(10a)，降水量年际波动较大，增加和减少交替出现，但无明显的规律性；20世纪80年代增幅较小，90年代增幅为负值，21世纪10年代降水量出现较大回升趋势；降水量在空间上表现出分布不均匀的特点，总体表现出从东南向西北逐级减少的分布格局；另外，在农牧业生产中，水热条件是不可缺少的因子，特别是在农作物生长季，水热条件相辅相成，缺一不可，增温增湿的气候变化，对农牧业生产利大于弊。
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杜春英, 宫丽娟, 张志国, 等. 黑龙江省热量资源变化及其对作物生产的影响[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2018, 26(2):242-252.
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杜国明, 马梦琪, 张瑞, 等. 2000—2020年东北地区玉米大豆种植格局演变及其气候驱动机理[J]. 资源科学, 2024, 46(11):2251-2262.
【目的】气候变暖对作物种植格局具有显著影响。本文旨在探究气候变暖与作物种植格局之间关系的基础上，明确不同气候因子对作物生长的贡献程度，从而为区域种植业结构调整及布局优化提供参考。【方法】本文基于东北地区2000、2010、2020年作物分类数据，运用GIS格网、地学信息图谱等方法，对东北地区玉米和大豆的种植规模和模式变化进行分析，使用最大熵模型揭示作物种植时空格局变动的影响因素。【结果】①东北地区玉米大豆种植规模呈现出玉米增、大豆减的变化趋势。黑龙江省玉米种植面积增幅最大，为69.01%，吉林省大豆种植面积降幅最大，为68.21%。②2000—2020年东北地区玉米和大豆种植过渡带“北移”趋势显著。其中，2000—2010年玉米和大豆种植过渡带在松嫩平原地区向北移动了约129.10 km；2010—2020年在三江平原地区向北移动了约283.80 km。③影响东北地区玉米种植适宜性和种植区域移动变化的主导生物气候因子分别为最热季度的平均温度和最干燥季度的平均温度。玉米和大豆种植过渡带北界主要位于≥10℃活动积温[2900, 3100）℃范围内，随着积温带的不断北移，种植过渡带随之移动。【结论】2000—2020年东北地区玉米和大豆的种植结构和布局受温度的影响发生显著变化。未来需更加关注气候变化对作物种植的影响，以推动农业生产的持续健康发展，确保粮食安全的长期稳定。
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杨孟娇, 宋艳玲, 徐金霞, 等. 气候变化对东北地区大豆种植气候适宜性影响[J]. 应用气象学报, 2025, 36(3):296-306.
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