1.前言
黄土高原是中国重要的农业区之一，也是马铃薯主要的种植区域之一，马铃薯是一种重要的粮食作物，对人类的食物安全和农村经济发展都有着重要的意义.
然而，由于气候变化的影响，黄土高原半干旱区的马铃薯产量面临一些挑战。
黄土高原半干旱区本身降水相对较少，而气候变化可能会导致更加干旱的气候条件，降水的减少会导致土壤水分不足，马铃薯的生长和发育受到抑制，水分不足会导致马铃薯的生长不良，产量减少。
气候变化还可能导致病虫害的增加，进一步威胁马铃薯的产量，气温升高和降水减少会改变生态环境，增加一些病虫害的滋生和传播条件。
2.马铃薯生育期内气候变化特征
2.1气温年际变化趋势
１９６０—２０２０年马铃薯全生育期气温呈显著上升趋势，气候倾向率为０．３２℃·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１），近６１ａ来，马铃薯生育期气温最高年份在２０１６年（１８．１４℃），最低年份在１９８４年（１４．７０℃），年平均气温为１６．１０℃，２０世纪９０年代前马铃薯生育期内气温表现为负距平。
２０世纪９０年代后为正距平，且逐渐增加，但２００５—２０２０年近16年马铃薯生育期内气温呈显著下降趋势，气候倾向率为－０．５４℃·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）。
２００５—２０２０年马铃薯不同生育时期气温均呈下降趋势，播种～出苗、出苗～分枝期、块茎形成期和块茎膨大～成熟期气温的气候倾向率分别为－０．８１、－１．１６、－０．８４℃·１０ａ－１和－１．１８℃·１０ａ－１.
其中块茎膨大～成熟期气温下降趋势显著，通过０．０１水平显著性检验。
2.2降水量年际变化趋势
近６１年来降水量呈波动减少趋势，气候倾向率为－３．９７ｍｍ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）；马铃薯全生育期年降水量在１５０～５５２．５ｍｍ振荡，平均为３１０．４２ｍｍ，最高年份是１９６７年（７２１．８ｍｍ），最低年份是１９８２年（２４５．７ｍｍ）。
２０世纪８０年代之前马铃薯生育期年降水量呈减少趋势，８０年代之后增加，２００５—２０２０年近１６ａ马铃薯生育期降水呈显著增加趋势，倾向率为１３．８９ｍｍ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）。
２００５—２０２０年马铃薯不同生育时期降水量变化，马铃薯播种～出苗期降水量呈显著减少趋势，气候倾向率为－１２．３２ｍｍ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）；出苗～分枝期降水量呈显著增加趋势，气候倾向率为１１．２２ｍｍ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）。
块茎膨大～成熟期降水量呈显著增加趋势，气候倾向率为３５．２６ｍｍ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）；块茎形成期降水量呈减少趋势，气候倾向率为－０．６１ｍｍ·１０ａ－１，播种～出苗期降水减少导致马铃薯出苗率降低，对其生长产生不利影响。
2.3日照时数和有效积温的年际变化趋势
１９６０—２０２０年马铃薯生育期≥０℃积温呈显著增加趋势，气候倾向率为４８．１４℃·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１），近６１ａ来马铃薯生育期平均积温为２５７３．３４℃，≥０℃积温最高在２０１６年，为２８９６．１℃；最低在１９７６年，为２３４９．２０℃。
２００５—２０２０年马铃薯生育期≥０℃积温呈显著下降趋势，气候倾向率为－１３１．０２℃·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１），１９６０—２０２０年马铃薯生育期平均日照时数为１１１７．４８ｈ，日照时数最高在１９６５年（１３１９．６０ｈ），最低在２０１９年（８６８．３０ｈ），６１ａ来马铃薯生育期日照时数呈显著减少趋势，气候倾向率为－１０．９２ｈ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０５）。
3.气候变化对马铃薯生长发育的影响
3.1气候变化对马铃薯生长日数和产量的影响
２００５—２０２０年黄土高原半干旱区马铃薯生长日数呈增加趋势，平均增幅为７．６ｄ·１０ａ－１，尤其是２００８年之后，增加显著，气候倾向率为１３．９ｄ·１０ａ－１，２００５—２０２０年１６ａ增加约１１ｄ。
近１６年来，马铃薯年产量呈波动下降趋势，气候倾向率为－１６０．１０ｇ·ｍ－２·１０ａ－１，平均产量为１９６７．７４ｇ·ｍ－２；产量最高年份在２０１３年（３６１２．５０ｇ·ｍ－２），产量最低年份在２０１６年（４０５．２０ｇ·ｍ－２）。
3.2气温和降水量变化对马铃薯产量的影响
对马铃薯产量与生育期内气温、降水量的关系进行分析，２００５—２０２０年马铃薯产量与生育期内气温呈显著负相关，块茎膨大～成熟期气温与产量呈显著负相关。
生育期内气温降低使得马铃薯生长发育受阻，幼苗期气温降低导致植株成活率低；块茎形成期气温降低使得薯块膨大受阻，薯块变形，屑薯率增加，造成减产。
马铃薯产量与生育期降水量呈极显著正相关，两者拟合的一元二次函数拟合方程为ｙ＝－２×１０－５ｘ２＋０．１２６３ｘ＋１５８．５３（Ｐ＜０．０１）。
对二次函数求导，令ｄｙ／ｄｘ＝０，可知当降水量为３１５．７ｍｍ时，马铃薯产量最高，即马铃薯生育期内适宜降水量阈值为３１５．７ｍｍ，气候变化导致降水分布不均匀，生育期降水量呈减少趋势，降水减少影响马铃薯生长发育及产量形成，使得薯块形成受阻，导致减产。
3.3积温和日照时数变化对马铃薯产量的影响
马铃薯产量与生育期≥０℃积温和日照时数的关系可以看出，２００５—２０２０年马铃薯产量与生育期≥０℃积温呈负相关，马铃薯属喜冷凉作物，生育期内积温增加，使其生长受阻，产量降低。
马铃薯产量与生育期内日照时数呈显著负相关，两者拟合的一元二次函数拟合方程为ｙ＝－０．０２４７ｘ２＋４８．７６１ｘ－２１６９８（Ｐ＜０．０５）；对二次函数求导，令ｄｙ／ｄｘ＝０，即当马铃薯生育期内日照时数为９８７．０７ｈ时，马铃薯产量最高。
当生育期内日照时数＜９８７．０７ｈ时，随着日照时数的增加，马铃薯产量提高；当日照时数≥９８７．０７ｈ时，随着日照时数的增加，马铃薯减产，生育期内降水、气温等条件适宜，充足的光照有利于提升马铃薯的光合生理作用，促进块茎膨大和干物质积累，使得马铃薯产量增加。
马铃薯产量与生育期内气候因子作通径分析，得到各气候因子与马铃薯产量的直接通径系数，确定贡献大小和关键气候因子。
气候因子的作用表现为：全生育期气温＞全生育期降水量＞块茎形成期降水量＞播种～出苗降水量＞出苗～分枝期降水量＞全生育期积温＞块茎膨大～成熟期降水量＞播种～出苗气温＞全生育期日照时数＞块茎形成期气温＞出苗～分枝期气温＞块茎膨大～成熟期气温。
因此，马铃薯全生育期气温、全生育期降水量、块茎形成期降水量和播种～出苗降水量是影响马铃薯产量的关键因子。
4.马铃薯产量气候模式
基于试验资料和气象资料，通过回归分析，建立了马铃薯产量气候模型：
Y＝－４０１１．１０８＋９．２１７Ｒ－２００．５６４Ｔ＋２．７７９ΔＴ－０．９１２Ｓ
式中，Y为马铃薯产量（ｇ·ｍ－２）；Ｒ为马铃薯生育期总降水量（ｍｍ）；Ｔ为马铃薯生育期平均气温（℃）；ΔＴ为马铃薯生育期积温（℃）；Ｓ为马铃薯生育期内日照时数（ｈ），线性化后，其复相关系数Ｒ＝０．６００，方差分析Ｆ＝１．４０４，通过０．０５显著性检验。
全球气候变化已成为不争的事实，气候变化使农业生产不稳定性增加，作物产量波动加剧。
１９６０—２０２０年研究区马铃薯生育期内气温呈显著上升趋势，气候倾向率为０．３１℃·１０ａ－１（Ｐ＜０．０５），高于全国同期平均值。
近６１年来，马铃薯生育期内降水量呈波动减少趋势，气候倾向率为－３．９７ｍｍ·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１），与全国气候变化趋势一致，但２００５—２０２０年马铃薯生育期内气温呈显著下降趋势，气候倾向率为－０．５４℃·１０ａ－１（Ｐ＜０．０１）。
马铃薯生育期内降水量呈增加趋势，马铃薯生长季出现明显的冷湿化现象，降水增加，气温降低，马铃薯生长日数延长，对其生长造成不利影响。
马铃薯产量形成不仅受气候要素影响，还受品种、土壤环境、种植制度及病虫害等因素的影响，马铃薯耕作方式不同会影响土壤微团聚体与大团聚体之间的转化和再分布，影响土壤结构的稳定性，改变了耕层土壤结构，进而影响马铃薯产量。
黄土高原半干旱区大多采用覆膜形式种植马铃薯，覆膜后土壤含水量较不覆膜提高，有效减少水分蒸发，有助于土壤蓄水，因此，还需要对马铃薯产量的影响因素作进一步研究。
5.结论
在面对这些挑战时，农业专家和农户采取了一些措施来应对气候变化对马铃薯产量的影响，例如，通过改进种植技术，调整播种和收获时间，选择耐热耐旱的品种，合理管理土壤水分等措施来减轻气候变化对马铃薯产量的影响。
此外，农业科学家也在研究和培育适应气候变化的新品种，以提高马铃薯产量的稳定性。
黄土高原半干旱区的马铃薯产量受到气候变化的影响，气温升高、降水减少和病虫害增加都对马铃薯的生长和产量造成了一定的威胁。
但通过采取适当的措施，可以减轻这些影响，提高马铃薯的产量稳定性，为农村经济的发展和食物安全做出贡献。
