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小麦是四川省主要粮食作物，拥有悠久的栽培历史且种植范围宽广.四川省小麦总产量413.4万t，播种面积为108.8万hm2 [1]，分别占全省粮食播种面积和产量的12%和17%，在四川省粮食生产中占有重要地位.农作物生产与自然环境密切相关，对气候条件的依赖性极高.参考作物蒸散量的增加或减少会造成冬小麦生长季内需水量的相应变化[2]，四川盆地在冬小麦生长季内发生冬干和春旱概率相对较高，缺水会导致小麦营养生长和生殖发育失衡，最终造成产量损失[3]，生长季内较高的光照和温度日较差对小麦生长发育和产量形成有利[4].气候变化引起气温、光照、降水等气候要素的变化，改变了热量、光能、水分等农业气象资源的时空分布格局，不仅对农业生态环境及农作物生长发育和产量的形成造成显著影响[5-7]，还关系到国家粮食生产和安全供应.
前人的研究多从季节、年的降水量、气温、日照时数等气象因子，分析研究东北、西南、江淮以及各省市等近几十或上百年的农业气候资源变化特征，如刘志娟等[8]基于气候变化背景下，分析了东北3省全年及温度生长期内的平均气温、≥10 ℃积温、降水量、日照时数和参考作物蒸散量等农业气候资源的变化特征.董旭光等[9]利用山东省近50年气象逐日观测数据分析了该区域冬小麦和夏玉米生长季光、热、水等农业气候资源的时空变化特征.周伟东等[10]应用滑动t检验、Yamamoto's检验、功率谱等数理统计方法分析了上海1873-2006年气温、降水、辐射、日照等资料.但针对具体作物且分生育期分析其农业气候资源特征分布的相关研究较少，为此，本文利用四川省125个气象站1961-2017年的逐日气象观测数据，同时结合四川省小麦的生育期资料，分析了四川省小麦全生育期和播种—拔节期、拔节—乳熟期、乳熟—成熟期3个分生育期的平均气温、气温日较差、总辐射量、参考作物蒸散量、缺水量5个要素的空间分布特征，研究四川省小麦生育期农业资源的时空规律，对指导该区域未来小麦农业生产、提高气候资源利用效率、实现持续增产具有重要意义.
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本文所用气象数据来自四川省气象局，四川省盆地及攀西小麦种植区125个气象观测站1961-2017年的平均气温、最高气温、最低气温、降水量、日照时数、平均相对湿度和平均风速的逐日数据；小麦生育期的数据来自四川省26个小麦农业气象观测站1981-2017年的观测资料.
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四川省小麦种植区主要为盆地及川西南山地，由于川西南山地小麦种植主要集中在攀西农区，故以下分析均采用攀西农区进行分析.通过种植区形成的现状以及地理地貌类型，现将四川省划分为7个小麦种植区及1个非种植区(图 1).利用农业气象试验站和农业气象观测站观测报表的小麦生育期资料，同时结合大田生产调查结果，计算出各种植区小麦不同生育阶段及全生育期的时间(表 1).
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有效降水量的计算方法[11]采用了美国农业部土壤保持局的推荐方法，公式如下：
Pi为有效降水量，mm/d，P为总降水量mm/d.
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本文采用公认效果较好的Angstron方程由逐日日照时数推算总辐射量，具体计算公式可参考黄琰等在《多尺度天气数据生成模型研究》一文中的详细分析[12].
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根据FAO推荐的Penman-Monteith公式[13-14]：
式中：R是地表净辐射，MJ/(m2·d)；G是土壤热通量，MJ/(m2·d)；T为日平均气温，℃；u2是高度在2 m处的风速，m/S；E为饱和水汽压，kPa；e为实际水汽压，kPa；k为饱和水汽压曲线斜率，kPa/℃；γ为干湿表常数，kPa/℃.式中Rn，Δ和γ可通过公式计算，其余项为气象站观测数据.
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小麦生育期需水量利用FAO推荐的公式[15]：
式中：W是作物需水量，mm/d；Kc是作物系数.由于四川省大部分地区的实际情况与上述公式中特定标准条件有所差距，故王明田等[16]根据四川省当地气候条件和土壤情况对Kc值进行了修正，本文使用修正后的Kc值.
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缺水量为小麦各生育期需水量减去同期有效降水量的差值，当需水量比有效降水量大时表现为缺水，表明不能满足小麦对水分的需求，若需水量比有效降水量小时则表示能满足小麦需水要求[17].
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在计算变化趋势时，利用最小二乘法，建立样本Yt的一元线性回归方程[18]：
其中，k是回归系数，以k的10倍作为气候倾向率.
1.1. 数据来源
1.2. 研究区域
1.3. 研究方法
1.3.1. 有效降水量
1.3.2. 总辐射量
1.3.3. 参考蒸散量
1.3.4. 需水量
1.3.5. 缺水量
1.3.6. 气候倾向率
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1961-2017年，四川省农区小麦全生育期平均温度区域内平均值为10.1 ℃，盆地和攀西农区分别呈现由南至北逐渐降低的分布特点(图 2a).近50年来小麦全生育期平均温度的变化趋势平均值每10年为0.12 ℃；盆中及盆南局部区域全生育期平均温度呈下降趋势，其余地区均呈升高的趋势.
从图 2(b)至(d)可以看出，1961-2017年小麦播种—拔节期平均温度的分布和全生育期类似，总体呈现南高、北低的分布特点；拔节—乳熟期分布特征攀西地区呈现南高、北低，盆地呈现南北高、中间低的分布特点；乳熟—成熟期攀西地区呈现南高、北低，盆地大部在15~20 ℃.由于生育期长度的差异，小麦各生育阶段的平均温度不同，其中乳熟—成熟期平均温度最高，播种—拔节期最低.
近50年来小麦播种—拔节期平均温度气候倾向率区域平均值每10年为0.08 ℃，整体呈升高趋势，负值主要出现在盆东北及盆中部分区域；拔节—乳熟期平均温度气候倾向率区域平均值每10年为0.24 ℃，负值主要出现在盆南局部；乳熟—成熟期平均温度气候倾向率区域平均值每10年为0.14 ℃，负值主要出现在盆南局部.由此可见，1961-2017年研究区域内各生育阶段的平均温度总体均呈升高趋势，在拔节—乳熟期升高速率最快(图 3).
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1961-2017年，四川省农区小麦全生育期平均日较差区域平均值为8.9 ℃，攀西农区大都在11~18 ℃之间，盆地5~9 ℃(图 4a).近50年来小麦全生育期平均日较差的变化趋势区域平均值每10年为-0.04 ℃；盆南及盆北局部区域全生育期平均日较差呈上升趋势，其余地区呈下降的趋势；攀西农区东部及南部部分区域呈现上升趋势，其余为下降趋势.
从图 4(b)至(d)可以看出，1961-2017年小麦各生育期平均日较差的分布在攀西地区呈现从西南到东北逐步减小的趋势；在盆地农区播种—拔节期、拔节—乳熟期、乳熟—成熟期分布特征都是由南至北逐步降低.由于生育期长度及时段的差异，小麦各生育阶段的平均日较差不同；播种—拔节期及拔节—乳熟期区域内平均值为8.0 ℃；乳熟到成熟期区域内平均值为10.3 ℃.比较小麦各生育阶段平均日较差的分布情况可知，乳熟—成熟期平均日较差最大，播种—拔节期最小.
近50年来小麦播种—拔节期平均日较差气候倾向率在区域内平均值每10年为-0.08 ℃，整体呈降低趋势，负值主要出现在盆地大部及攀西西部及南部部分区域；拔节—乳熟期平均日较差气候倾向率在区域内平均值每10年为-0.02 ℃，正值区主要出现在盆北及盆南局部；乳熟到成熟期平均日较差气候倾向率区域内平均值每10年为0.03 ℃，负值主要为盆地南部、中部部分区域及攀西大部(图 5).
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1961-2017年，四川省农区小麦全生育期总辐射量平均为2 185 MJ/m2，盆地呈现从西北到东南逐步减小的趋势；攀西农区总辐射量为2 300~3 600 MJ/m2之间，呈现从西南到东北逐步减小的趋势(图 6a).近50年来小麦全生育期总辐射量的变化趋势平均值每10年为-12.9 MJ/m2；盆地农区大部减少，攀西大部增多.
从图 6(b)至(d)可以看出，1961-2017年小麦各生育期总辐射量呈现在攀西多、盆地少的分布特点.播种—拔节期盆西、盆北部分区域及攀西大部较多；拔节—乳熟期攀西大部较多；乳熟—成熟期攀西大部相对较高，其次是盆地北部及西部部分区域.由于生育期长度及时段的差异，小麦各生育阶段的总辐射量不同，播种—拔节期总辐射量最大，拔节—乳熟期总辐射量最小.
近50年来小麦播种—拔节期总辐射量气候倾向率平均值每10年为-9 MJ/m2，整体呈降低趋势，正值主要出现在攀西大部农区；拔节—乳熟期总辐射量气候倾向率平均值每10年为-2 MJ/m2，负值主要出现在盆地大部及攀西北部局部区域；乳熟到成熟期总辐射量气候倾向率平均值每10年为-2.0 MJ/m2，负值区范围比拔节—乳熟期更大.由此可见，1961-2017年研究区域内各生育阶段的总辐射量略偏小(图 7).
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1961-2017年，四川省农区小麦全生育期参考蒸散量区域内平均值为474 mm，攀西农区作物参考蒸散量最多，最少区域集中在盆南及盆东大部(图 8a).近50年来小麦全生育期参考蒸散量的变化趋势平均值每10年为0.2 mm；盆地农区大部呈现减少趋势，攀西大部增多趋势明显.
从图 8(b)至(d)可以看出，1961-2017年小麦各生育期参考蒸散量的分布在播种—拔节期盆地大部少于攀西农区；拔节—乳熟期作物参考蒸散量较小区域主要集中在盆东北及盆中局部，较大区域集中在攀西农区；乳熟—成熟期攀西农区值较大，较小值集中在盆南大部.由于生育期长度及时段的差异，小麦各生育阶段的参考蒸散量不同，播种—拔节期参考蒸散量最大，拔节—乳熟期参考蒸散量最小.
近50年来小麦播种—拔节期参考蒸散量气候倾向率平均值每10年为-0.3 mm，盆地农区大部呈下降趋势，正值区域主要集中在攀西农区；拔节—乳熟期参考蒸散量气候倾向率区域内平均值每10年为0.5 mm，负值主要出现在盆地大部，正值出现在攀西农区大部；乳熟到成熟期参考蒸散量气候倾向率区域平均值每10年为-0.01 mm，正值主要分布在盆地西部、北部及攀西部分区域.由此可见，1961-2017年研究区域内各生育阶段的参考蒸散量总体正常(图 9).
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1961-2017年，四川省农区小麦全生育期缺水量区域内平均值为426 mm，攀西农区作物缺水量多于盆地(图 10a).近50年来小麦全生育期缺水量的变化趋势平均值每10年为0.09 mm；农区除盆北、盆西及盆南部分区域为负值，其余大部为正值.
从图 10(b)至(d)可以看出，1961-2017年小麦各生育期缺水量的分布在播种—拔节期较小值集中在盆地大部，较大值在攀西北部局部区域；拔节—乳熟期作物缺水量较小区域主要集中在盆北、盆中及盆南局部，较大值区域集中在攀西；乳熟—成熟期攀西农区值较大，较小值集中在盆东北及盆西部分区域.由于生育期长度及时段的差异，小麦各生育阶段的缺水量不同，其中播种—拔节期缺水量最大，乳熟—成熟期缺水量最小.
近50年来小麦播种—拔节期缺水量气候倾向率区域平均值每10年为0.5 mm，农区除盆西、盆南及攀西大部为正值外，其余为负值；拔节—乳熟期缺水量气候倾向率区域平均值每10年为-0.4 mm，负值主要出现在盆地大部区域；乳熟—成熟期缺水量气候倾向率区域平均值每10年为0.03 mm，正值主要分布在盆地北部、中部及攀西西部及北部部分区域.由此可见，1961-2017年研究区域内各生育阶段的缺水量总体正常(图 11).
2.1. 小麦生育期热量资源的时空分布
2.1.1. 平均温度
2.1.2. 气温日较差
2.2. 小麦生育期光资源的时空分布
2.3. 小麦生育期水资源的时空分布
2.3.1. 参考作物蒸散量
2.3.2. 缺水量
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本研究利用四川省125个气象站1961-2017年逐日气象观测数据，同时结合四川省小麦的生育期资料，分析了四川省小麦全生育期和不同生育阶段温、光、水的空间分布状况，具体结果如下：
从温度条件来看：平均温度全生育期盆地和攀西农区均呈现由南至北逐渐降低的分布特点，乳熟—成熟期最高，播种—拔节期最低；变化趋势盆中及盆南局部区域呈下降趋势，其余地区均呈升高的趋势；各生育阶段的平均温度总体均呈升高的趋势.全生育期平均日较差攀西农区明显大于盆地，乳熟—成熟期平均日较差最大；变化趋势盆南及盆北局部区域、攀西农区东部及南部部分区域呈上升趋势.从光照条件来看：全生育期总辐射量盆地呈现从西北到东南逐步减小的趋势，攀西农区呈现从西南到东北逐步减小的趋势，播种—拔节期总辐射量最大；变化趋势盆地农区大部减少，攀西大部增多；各生育阶段的总辐射量略偏小.从水分条件来看：全生育期参考蒸散量攀西农区最多，播种—拔节期参考蒸散量最大，拔节—乳熟期最小；变化趋势盆地农区大部呈现减少趋势，攀西大部增多趋势明显.全生育期缺水量攀西农区多于盆地，播种—拔节期缺水量最大，乳熟—成熟期缺水量最小.
气候变暖将造成小麦生育期缩短，加快小麦幼穗分化过程，使小麦单株成穗率下降、穗粒数减少、千粒质量降低，应适当调整播期，同时生产上要早管早促、早追苗肥，满足小麦幼穗分化对水肥的需求，促进穗大粒多和千粒质量；攀西农区小麦缺水较为严重，因此该区域应提高水利灌溉设施的调节功能，改善农田基础设施，减少农田表面径流，增强保水能力.