1971—2011年海南氣候變化特點(diǎn)及其對農(nóng)業(yè)的影響

摘 要：通過1971—2011年氣象資料統(tǒng)計(jì)分析，探討儋州近40年氣候變化。結(jié)果表明：在研究周期內(nèi)氣溫呈現(xiàn)波動(dòng)略微升高的趨勢；降水量年際變化較大，總體呈現(xiàn)略微減少趨勢，特別是近10年，降水量減少尤為明顯。在此基礎(chǔ)上，以儋州為例分析氣候變化對海南熱帶農(nóng)業(yè)的影響，提出在全球氣候變化背景下，保障熱帶高效農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)的對策與建議。

關(guān)鍵詞：儋州市；氣候變化； 農(nóng)業(yè)

中圖分類號：Ｐ４６７ 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.02.0１３

Climate Change and Impacts on Agricultural Production in Hainan from 1971 to 2011——A Case of Danzhou

HAN Qi1， ZHAO Cong-ju1， HUANG Qiu-ru2

（1. School of Geography and Tourism， Hainan Normal University， Haikou， Hainan 571158， China； 2. Hainan Meteorological Service， Haikou， Hainan 570203，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Studied the climate change in Hainan through the meteorological data of Danzhou from 1971 to 2011. The results showed that： ｄuring the study period temperature fluctuated and increased slightly. The inter-annual variation of precipitation was larger， and the precipitation slightly decreased， especially in recent 10 years， the decrease of precipitation was obvious. After that， taking Danzhou as an example， analyzed the influence of climate change on tropical agriculture， and put forward countermeasures and suggestions how to develop tropical and efficient agriculture under the background of global climate change.

Key words： Danzhou；climate change；agricultural

氣候變化對各個(gè)行業(yè)部門均有不同程度的影響，尤以農(nóng)業(yè)部門最敏感和脆弱。氣候變暖、變干或變濕導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境改變，引起農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)布局變化，進(jìn)而增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，產(chǎn)量波動(dòng)隨之增大，甚至?xí){到國家糧食生產(chǎn)安全[1]。20世紀(jì)80年代以來，氣候變化逐漸成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問題?！稓夂蜃兓瘒以u估報(bào)告》中指出，氣候變化將對我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響，如果不采取任何措施，到21世紀(jì)后半期，我國小麥、水稻和玉米的產(chǎn)量最多可下降37%[2]。學(xué)者林學(xué)椿等[3]研究近40年我國氣候趨勢指出，我國年平均氣溫以每１０年0.04 ℃的傾向率上升，年降水量以每１０年－１２．６６ mm的速度減少。陶忠良[4]分析海南島20世紀(jì)80年代的氣候變化及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響，發(fā)現(xiàn)氣溫、降水、雨日、干燥度、最低氣溫、低溫日數(shù)等變化均對熱帶作物生產(chǎn)產(chǎn)生影響：一方面氣溫升高，熱量增加，提高了作物的產(chǎn)量，也擴(kuò)大了適宜播種的面積；另一方面：隨著氣候變暖，登陸的熱帶氣旋數(shù)目增多，風(fēng)害成為熱帶作物主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；臺風(fēng)雨增多，降水更加集中，而氣溫上升幅度較大，蒸發(fā)散增加，干、濕季更加明顯，旱害進(jìn)一步加重。

海南島處于海陸相互作用、生態(tài)環(huán)境比較脆弱地帶，對氣候變化抵抗力以及受損生態(tài)恢復(fù)力都較弱。儋州為海南面積最大的縣級市，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是海南農(nóng)業(yè)發(fā)展縮影。本研究以海南省儋州為例，通過分析1971—2011年氣溫和降水量數(shù)據(jù)，探討近40年來儋州氣候變化特點(diǎn)及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響，進(jìn)而提出以儋州為代表的海南熱帶高效現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，應(yīng)對氣候變化的發(fā)展對策和建議。

1 資料來源和方法

1.1 資料來源

儋州市位于海南省西北部，地屬熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，雨量充沛，具有大陸性熱帶島嶼氣候特征。多年平均溫度23.1 ℃，多年平均降雨量為1 486 mm。其中5—10月為雨季，降雨量占全年的83.4%；11月—次年4月為旱季，占年雨量的16%。雨量分布趨勢是由東南向西北逐漸遞減。多年平均蒸發(fā)量1 200～2 400 mm。

本研究所用的氣象數(shù)據(jù)主要源于海南省儋州市氣象觀測站，在1971—2011年的歷史逐月氣溫和降水量等氣象資料。研究過程中采用每10 年為一個(gè)基準(zhǔn)研究周期，其中1971—1980為70年代氣候變化研究周期，1981—1990為80年代，1991—2000為90年代，2001—2011為21世紀(jì)初，共計(jì)4個(gè)研究周期。在季節(jié)上，以3—5月的平均氣溫和降水量總和代表春季氣溫和降水量，6—8月代表夏季，9—11月代表秋季，12月到翌年2月代表冬季。農(nóng)業(yè)資料主要源于海南省及儋州市統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.2 研究方法

本文的研究方法主要采用距平分析法和最小二乘法。

1.2.1 距平分析法 采用1971—2011年間的年平均氣溫和年降水量作為長期平均值，通過這一時(shí)間段內(nèi)各年份與平均值的正距平和負(fù)距平來反映某個(gè)時(shí)間段的真實(shí)水平。同時(shí)運(yùn)用正負(fù)距平百分率來表示顯示不同年代氣溫和降水量變化幅度。

1.2.2 線性趨勢分析 運(yùn)用Excel統(tǒng)計(jì)分析軟件對儋州1971—2011年氣溫和降水量變化特點(diǎn)進(jìn)行線性分析，以顯示某一個(gè)時(shí)間段某個(gè)氣象要素的變化趨勢。通過繪制歷年平均氣溫、多年四季平均氣溫、氣溫變化趨勢線和年降水量、多年四季平均降水量、降水變化趨勢曲線，分析以氣溫和降水為代表的氣候變化趨勢，揭示40年來海南省儋州市氣溫和降水變化特點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫變化趨勢

2.1.1 歷年氣溫變化趨勢 通過對氣象數(shù)據(jù)的分析研究發(fā)現(xiàn)，儋州市近40年間年平均氣溫為23.72 ℃，氣溫總體變化呈現(xiàn)波動(dòng)式略微上升的趨勢（圖1）。20世紀(jì)70年代、80年代氣溫增溫幅度相對平緩，平均氣溫較低，平均距平為-0.48 ℃和-0.23 ℃。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，氣溫升溫幅度增加，平均距平為0.16 ℃。21世紀(jì)初表現(xiàn)為正常偏高，平均距平為0.55 ℃。統(tǒng)計(jì)顯示，近40年儋州市的升溫平均達(dá)每１０年０．３４ ℃，高于我國50年來平均升溫每１０年０．２２ ℃的水平[5]，表明儋州市氣溫增加趨勢更為明顯。

2.1.2 四季氣溫變化趨勢 從季節(jié)上來看，儋州四季溫差變化不大，近40 年春季年平均氣溫24.8 ℃；夏季最高，為27.8 ℃；秋季24.0 ℃；冬季氣溫最低，為18.4 ℃。秋季年平均氣溫上升最為明顯，高達(dá)每１０年上升０．５３ ℃；夏季和冬季增溫幅度同年度增溫幅度，為每１０年０．３４ ℃和0.28 ℃；春季最為不明顯，為每１０年０．１３ ℃（圖2）。20世紀(jì)80年代和21世紀(jì)初秋季的年度增溫高達(dá) 每１０年０．７ ℃。

2.2 降水量變化趨勢分析

2.2.1 歷年降水量變化趨勢 儋州市研究周期內(nèi)多年平均1 765.966 mm，降水量年際變化明顯，波動(dòng)較大，總體呈現(xiàn)略微下降趨勢（圖3）。通過對各個(gè)年代變化趨勢比較分析發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)90年代降水量最多，10年距平值達(dá)到124.7 mm，降水量波動(dòng)較明顯；70、80年代為多雨期，10年距平值67.2 mm和61.3 mm；21世紀(jì)降雨量明顯減少，其中多年份降雨量低于40年平均值，10年距平值為-202.5 mm，特別是2010年，僅為878.5 mm，為近40年內(nèi)最低值。

2.2.2 四季降水量變化趨勢 儋州四季年降水量總體與年度變化相似，但冬季無明顯變化。儋州有明顯的雨季和旱季，其中冬季和春季多為旱季，多年平均降水量分別為330.87 mm和72.06 mm。夏季和秋季為雨季，降水量明顯增多，多年平均降水量分別為750.32 mm和619.39 mm。從年際變化趨勢來看，夏季和秋季的降雨量減少最為明顯，高達(dá)每１０年減少68.11 mm和每１０年減少46.76 mm，而春季和冬季的變化比較不明顯。

2.3 極端天氣

雨季降水集中、強(qiáng)度大，影響降水利用效率；旱季降水少，容易形成季節(jié)性干旱，甚至發(fā)生嚴(yán)重的旱災(zāi)；海南是我國災(zāi)害天氣較為頻繁出現(xiàn)的地區(qū)。海南旱災(zāi)平均1.3年發(fā)生１次，中西部一些市縣幾乎年年發(fā)生旱災(zāi)[6]。近40年間，影響海南省最嚴(yán)重，波及范圍最廣泛，持續(xù)時(shí)間最長的干旱發(fā)生在1976年11月—1978年4月的連年干旱，連續(xù)干旱時(shí)間長達(dá)一年半，期間降水量普遍減少六成，南渡江、萬泉河、昌化江出現(xiàn)歷史最低水位。1997年6—9月，儋州市出現(xiàn)夏季早旱，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來重大影響。儋州2010年平均氣溫高達(dá)25.1 ℃，高出近40年平均氣溫1.22 ℃，其中6月份和7月份高達(dá)30.3 ℃和29.9 ℃；當(dāng)年的降水量為1971—2011年最低值，全年降水量僅為878.5 mm，氣溫較高的6月和7月降水量僅為92.3 mm和41.3 mm。暴雨發(fā)生幾率高，強(qiáng)度強(qiáng)，主要集中在4—10月。如1999年11月上旬，受冷空氣和南海熱帶云團(tuán)的影響，海南省出現(xiàn)長時(shí)間大范圍的降水天氣，儋州市從11月4日20時(shí)—13日20時(shí)累計(jì)降水量達(dá)391.7 mm，僅11月6日一日降水量高達(dá)251.3 mm，5—7日當(dāng)?shù)匕l(fā)生洪澇災(zāi)害[7]。

3 小結(jié)與討論

近40年儋州市的升溫平均每10年達(dá)0.34 ℃，高于我國50年來平均每１０年升溫０．２２ ℃的水平，表明儋州市氣溫增加趨勢更為明顯。其中秋季年平均氣溫上升最為明顯，每１０年升溫高達(dá)０．５３ ℃；夏季和冬季增溫幅度同年度增溫幅度，春季最為不明顯。降雨量總體呈現(xiàn)略微下降趨勢，21世紀(jì)以來降雨量明顯減少，其中多年份降雨量低于40年平均值。從年際變化趨勢來看，夏季和秋季的降雨量減少最為明顯。極端性天氣災(zāi)害對當(dāng)季減產(chǎn)或絕收的短期效應(yīng)非常突出，長短期氣候變化因子間相互作用與交錯(cuò)疊加，帶來的不利效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重放大。氣候變化對農(nóng)業(yè)的影響更加深遠(yuǎn)，為此應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)特點(diǎn)，剖析氣候變化對農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響。

3.1 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)變動(dòng)與調(diào)整的影響

氣候變化會(huì)引起熱帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)變動(dòng)與調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致熱帶作物種類、品種的布局和比例的變化。目前，熱帶作物在海南省的布局主要是依據(jù)氣候條件與水資源條件進(jìn)行區(qū)劃的。隨著氣候的變化，熱帶作物的布局和結(jié)構(gòu)將面臨一個(gè)大的調(diào)整。近年來，儋州市大農(nóng)業(yè)格局正在逐步優(yōu)化調(diào)整，種植業(yè)和林業(yè)產(chǎn)值有所下降，漁業(yè)和畜牧業(yè)產(chǎn)值有所上升。而種植業(yè)中，糧食作物播種面積大幅度下降，蔬菜瓜果、經(jīng)濟(jì)作物播種面積有所上升，橡膠面積有所增加，糖蔗、水果面積波動(dòng)較大。

3.2 氣溫增高、降水減少和社會(huì)發(fā)展，加劇水資源緊張態(tài)勢

21世紀(jì)以來，10年距平值為-202.5 mm，降雨量明顯減少。氣溫增加趨勢更為明顯，致使水資源量減少；另一方面，儋州農(nóng)業(yè)用地面積不斷增加，1997年農(nóng)業(yè)用地17.49萬hm2，2011年增加到24.91萬hm2，尤其是瓜果、蔬菜、花卉等特色農(nóng)業(yè)比例不斷增加，農(nóng)業(yè)用水需求快速增加；再加上社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，行業(yè)耗水增加，局部水污染問題未能有效管控，使水資源供求矛盾更加突出。水資源不足已經(jīng)成為儋州農(nóng)業(yè)以及社會(huì)發(fā)展的主要制約之一。

3.3 氣候變暖導(dǎo)致病蟲害加重，其中高溫干旱位列影響因素的首位

隨著氣候變暖，作物生長季延長，病蟲害的生長季節(jié)也延長，害蟲繁殖代數(shù)增加，而冬季氣溫偏高也有利于病蟲越冬，因此各種病蟲害出現(xiàn)的范圍擴(kuò)大，加劇了流行和危害[9]。

3.4 極端天氣對農(nóng)業(yè)影響進(jìn)一步加劇

在全球氣候變化背景下，異常氣候出現(xiàn)的概率大大增加，而這些極端天氣事件將對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。例如：橡膠的生長需要高溫、多雨、沃土、靜風(fēng)的生態(tài)環(huán)境，近年來，海南氣候變化呈現(xiàn)增溫，變干的趨勢，登陸的熱帶氣旋增多，橡膠風(fēng)害進(jìn)一步加重。2008年初，一場50年一遇的持續(xù)低溫陰雨天氣以及2005年9月26日“達(dá)維”臺風(fēng)均給海南橡膠的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重災(zāi)害性影響[10]。

4 對策與建議

4.1 合理謀劃、科學(xué)規(guī)劃，推進(jìn)熱帶高效農(nóng)業(yè)建設(shè)

海南光照、熱力資源充足，但季節(jié)性缺水、工程性缺水并存。加強(qiáng)氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測與氣候變化研究，科學(xué)評價(jià)海南農(nóng)業(yè)發(fā)展利弊，并提出應(yīng)對措施。大力發(fā)展沿海防護(hù)林和田間防風(fēng)林、選育抗旱抗風(fēng)抗病蟲害新品種，研究高溫?zé)岷?、干旱等危害熱作生產(chǎn)天氣、氣候出現(xiàn)規(guī)律和形成機(jī)制，提出適應(yīng)和防御的途徑與措施，為熱帶現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

4.2 建立完善災(zāi)害氣象預(yù)測體制及防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警體系

極端氣象對海南熱帶農(nóng)業(yè)的影響較大，加強(qiáng)長期天氣預(yù)報(bào)和極端氣候事件的預(yù)報(bào)工作，提高準(zhǔn)確率，建立、健全防災(zāi)減災(zāi)的災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)，設(shè)立專門的風(fēng)險(xiǎn)管理部門，并及時(shí)向相關(guān)部門提供決策氣象服務(wù)，是熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中急需不斷完善的工作。

4.3 調(diào)整作物結(jié)構(gòu)和種植制度，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局

應(yīng)針對未來氣候變化對作物造成的可能影響，適時(shí)調(diào)整作物品種、優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)；大力發(fā)展生物技術(shù)，加強(qiáng)抗旱、抗高溫等抗逆品種的培育與篩選。研究作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和氣象因素的關(guān)系，提出適應(yīng)氣候變化的農(nóng)業(yè)種植制度。調(diào)整和優(yōu)化作物布局，形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對氣候變化趨利避害之農(nóng)業(yè)布局。

4.4 加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)，大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)

海南降水集中，旱澇災(zāi)害頻發(fā)。修建水庫與跨流域調(diào)水是調(diào)節(jié)水資源時(shí)空分配不均，減少災(zāi)害損失的重要手段。隨著農(nóng)業(yè)用水成本提高，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必然向節(jié)水農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，興修水利設(shè)施，引進(jìn)先進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)管理水平，大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)與社會(huì)持續(xù)發(fā)展。

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