昆明氣溫升高對南瓜生產(chǎn)的影響和應(yīng)對措施

梅媛媛 龍榮華

（1云南省昆明市農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站 650091；2云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所）

氣候變化是人類迄今面臨的最大的環(huán)境問題，也是21世紀(jì)人類面臨的最復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一。在過去的幾十年中，氣候變化對昆明市的南瓜生產(chǎn)產(chǎn)生了重大影響，將給未來昆明南瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)[1]?，F(xiàn)階段，開展氣候變化影響的相關(guān)研究已成為學(xué)術(shù)界最為活躍的研究領(lǐng)域之一。氣候變化最敏感、最重要的指標(biāo)就是氣溫變化，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第3次評估報(bào)告認(rèn)為：20世紀(jì)全球平均地面氣溫升高了0.6℃。在全球變暖的大背景下，近100年中國地表年平均氣溫明顯增加，升溫幅度約為0.5～0.8℃[2]。云南許多學(xué)者也對云南的氣候變化進(jìn)行了多方面的研究。尤衛(wèi)紅，段旭等利用1901～1996年的氣象資料研究表明，20世紀(jì)90年代云南的氣溫變化處于較強(qiáng)的偏暖期[3]。姚愚等利用 1961～2004年的氣象資料研究表明，1994～2004滇中地區(qū)是全省升溫最顯著的地區(qū)[4]。而在研究中利用最近10年（2000～2010年）氣象資料等專門研究特定區(qū)域氣溫變化對某一作物生產(chǎn)影響的文章則較少。

本文選擇南瓜作為氣溫變化影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要原因：首先，南瓜是人類社會栽培較古老的作物之一，是蔬菜中資源最為豐富、形態(tài)變化最大、色彩最為豐富、最富有變異性的種類，被專家稱為植物界的多樣性之最；其次，隨著人們食物結(jié)構(gòu)的改善和對南瓜營養(yǎng)成分及其醫(yī)療保健價(jià)值研究的深入，南瓜越來越受到人們的重視，已成為蔬菜種類中的重要經(jīng)濟(jì)作物之一；再次，南瓜產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接受氣候變化的影響，因?yàn)闅夂蚴冀K是影響南瓜生產(chǎn)的重要決定因素。到目前為止，無論是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，還是現(xiàn)代生產(chǎn)方式都受氣候的直接或間接影響。第4，南瓜的生產(chǎn)方式直接反映了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，氣候變化直接影響著農(nóng)業(yè)的發(fā)展[5]。同時(shí)，昆明地區(qū)是滇中和云南省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、交通等中心和樞紐，其氣候及氣候變化在滇中地區(qū)和全省有重要代表性。因此，研究昆明地區(qū)氣溫變化及其對南瓜生產(chǎn)的影響，提出合理的應(yīng)對措施具有重要的代表性和現(xiàn)實(shí)意義。本文統(tǒng)計(jì)了昆明地區(qū)近40年氣溫升高的基本變暖事實(shí)，分析其氣溫變化特征，并解析其基本成因，同時(shí)就氣溫升高對昆明南瓜生產(chǎn)造成諸多方面的影響進(jìn)行分析，并提出應(yīng)對措施，為昆明南瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、趨利避害、合理規(guī)劃與決策提供科學(xué)依據(jù)，為預(yù)防和減輕氣象災(zāi)害提供重要參考。

1 統(tǒng)計(jì)方法

使用昆明地區(qū)11站點(diǎn)（昆明、祿勸、富民、嵩明、宜良、石林、呈貢、晉寧、安寧、太華山、尋甸）1971～2010年40年年平均氣溫、月平均氣溫等氣象資料，統(tǒng)計(jì)昆明地區(qū)11站點(diǎn)年平均氣溫，計(jì)算昆明地區(qū)11 站點(diǎn)春季（3～5 月）、夏季（6～8 月）、秋季（9～11月）、冬季（12～翌年2月）逐年季平均氣溫并繪制四季氣溫歷年變化圖。

為了解年平均氣溫、季平均氣溫的四季變化特征，以平均氣溫、季平均氣溫為因變量，年序?yàn)樽宰兞?，進(jìn)行一元線性回歸分析。以直線斜率 （回歸系數(shù)）作為趨勢指標(biāo)（趨勢系數(shù)）[6]來表達(dá)線性增溫速率，用線性回歸方程y（t）=a+bt來擬合每個測站的氣溫序列（其中 t=1，2，3，…，n）。 b 為氣溫傾向率，可定量反映氣溫隨年份增加的線性變化趨勢，其符號表示氣溫的升降，數(shù)值的大小反映了氣溫變化的劇烈程度[4]。根據(jù)氣溫逐年變化曲線和擬合趨勢線來描述氣溫的時(shí)間變化和年際變化特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 11站點(diǎn)40年平均氣溫統(tǒng)計(jì)特征分析

由表1可見，昆明地區(qū)11站40年平均氣溫為15.1℃。其中，南部縣區(qū)宜良、石林的年均溫相對較高，分別為16.5℃、16.1℃；北部縣區(qū)嵩明、尋甸的年均溫相對較低，分別為14.2℃、14.8℃；太華山站屬高山氣象站（海拔2358.3m），年均溫最低，為12.5℃。

表1 1971～2010年昆明地區(qū)11站年平均氣溫

2.2 年平均氣溫的年際趨勢變化

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，40年來，11站年平均氣溫從1971年的14.0℃上升到2010年的16.5℃（見圖 1），40年來升高了2.5℃。這表明，40年來昆明地區(qū)年平均氣溫總體上呈線性增高、波動上升趨勢。11站年平均氣溫在14.5～16.8℃之間，其線性增溫速率為0.32℃/10a。

圖1 1971～2010年昆明地區(qū)年平均氣溫的逐年變化

2.3 春夏秋冬四季平均氣溫變化特征

從圖2和四季平均氣溫的統(tǒng)計(jì)值（表略）可見，40年來昆明地區(qū)春、夏、秋、冬的季平均氣溫分別為16.5℃、19.8℃、14.8℃、8.5℃，4個季節(jié)的平均氣溫分別在 15.1～18.0℃、19.0～20.7℃、13.4～16.2℃和 6.7～10.5℃之間變化；四季的線性增溫率分別為0.254℃/10a、0.199℃/10a、0.317℃/10a和 0.467℃/10a； 線性增溫率是冬季＞秋季＞春季＞夏季，其中冬季線性增溫率最大，夏季線性增溫率最小，冬季的線性增溫率是夏季線性增溫率的2.3倍。秋季平均氣溫的線性增溫率也較大，為0.317℃/10a；而夏季平均氣溫升溫幅度最小，為0.254℃／10a。這與劉闖[7]關(guān)于夏季氣候變暖趨勢不如冬季明顯的結(jié)論一致。因此，冬季、秋季變暖對年平均氣溫增溫作用最大，尤其是冬季增溫對昆明地區(qū)40年來氣候變暖的貢獻(xiàn)最大。

圖2 昆明地區(qū)1971～2010年（春夏秋冬）四季平均氣溫變化曲線

2.4 結(jié)論

（1）1971～2010年，昆明地區(qū)11站點(diǎn)年平均氣溫的年際變化趨勢特征總體上比較一致，都表現(xiàn)為線性增高、波動上升趨勢。40年來，昆明地區(qū)11站點(diǎn)年平均氣溫升高2.5℃，氣溫升高趨勢明顯。（2）近40年來昆明地區(qū)年平均氣溫線性增溫速率為0.32℃/10a，高于全國平均氣溫線性升溫率0.25℃/10a[8]，同時(shí)也高于云南省（1980～2004 年）的平均升溫率 0.24℃/10a[10]。（3）昆明地區(qū)各季節(jié)都有氣候變暖趨勢，四個季節(jié)的線性增溫率大小排序?yàn)椋憾荆厩锛荆敬杭荆鞠募荆揪€性增溫率最大（0.467℃/10a），夏季線性增溫率最?。?.254℃/10a），冬季增溫對昆明地區(qū)氣候變暖貢獻(xiàn)最大。

3 氣溫升高的主要成因分析

在全球氣候變暖大背景下，昆明地區(qū)氣溫升高也不單純是局部或單一因素造成的，而最主要受全球大背景下多種因素的綜合影響。李國琛[9]研究認(rèn)為，形成并影響地球氣候的3大基本因素是太陽輻射、大氣環(huán)流和地表狀況。其中，太陽輻射是主導(dǎo)因素，大氣環(huán)流是操縱天氣氣候變化的無形機(jī)器，地表狀況包括地理緯度、海陸分布、洋流、地形、植被等地理環(huán)境因素。而導(dǎo)致全球氣候變暖的主要因素是人類活動。具體而言指：（1）人類活動使CO2濃度持續(xù)上升，溫室效應(yīng)持續(xù)增強(qiáng)。除CO2之外，N2O、甲烷、含氯氟烴等其它氣體也具有溫室效應(yīng)特性，不過其作用較CO2小。（2）人口激增，森林銳減，平衡大氣中CO2與O2的生態(tài)功能急劇下降，大大增強(qiáng)了CO2/溫室效應(yīng)。（3）大量土地的銳減，以及城市的快速發(fā)展，導(dǎo)致蒸騰量的減少，是導(dǎo)致溫室效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因之一。

4 氣溫升高對南瓜生產(chǎn)的影響

南瓜生產(chǎn)與氣溫變化密不可分，氣溫波動對南瓜生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響，而且有利有弊，且多數(shù)情況下是弊大于利。林而達(dá)等[2]研究指出，氣候變化將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響，如果不采取任何措施，到2030年，中國種植業(yè)生產(chǎn)能力總體上可能會下降5%～10%；到21世紀(jì)后半期，中國主要農(nóng)作物，如小麥、水稻、玉米的產(chǎn)量最多可下降37%。隨著全球氣候變暖，昆明市近40年平均氣溫升高了2.5℃（見圖1），氣溫升高趨勢明顯。特別是最近幾年降水較少，滇中地區(qū)連續(xù)4年（2009～2012）大旱，嚴(yán)重影響作物生長。由于昆明地區(qū)近幾年秋季降水減少，春季氣候干燥，氣溫升高，地表水分蒸發(fā)加大，土壤含水量下降，干旱十分嚴(yán)重，對利用設(shè)施反季種植的南瓜（西葫蘆）的成熟和產(chǎn)量形成、病蟲害防治，以及正季（正常情況下，4月份開始播種）播種的南瓜的生產(chǎn)產(chǎn)生很大影響（播種期后移至5月下旬～6月初）。

4.1 氣溫升高對南瓜生長發(fā)育的影響

氣溫升高對南瓜作物的生長發(fā)育，有其不利的影響，也有其有利的一面。比如周曙東、周文魁等[5]研究指出，平均溫度上升會導(dǎo)致生育期縮短與早熟，產(chǎn)量降低。溫度升高，導(dǎo)致南瓜生育期的縮短，還會使病蟲害滋生，從而導(dǎo)致南瓜品質(zhì)下降，產(chǎn)量降低，這是其不利的影響。從溫度升高、積溫增加、無霜期延長的角度考慮，在南瓜生產(chǎn)中可適當(dāng)調(diào)整播種期，增加復(fù)種指數(shù)，這是其有利的一面。張悟民、施星仁等報(bào)道，當(dāng)土溫達(dá)l0～15℃時(shí)，瓜苗開始分枝，瓜蔓日增長4～8cm；氣溫上升至20～25℃時(shí)，瓜蔓生長加速，日增長10～14cm；當(dāng)氣溫在26～30℃時(shí)，蔓生長漸弱，日增長僅2～6cm；氣溫高于30℃時(shí)，瓜蔓漸趨枯萎死亡。

4.2 氣溫升高使田間雜草增多及其對南瓜生長的影響

氣候變暖，熱量增加，對冬季大棚南瓜種植生產(chǎn)有利，但田間雜草生長過快，造成對南瓜產(chǎn)量上的不利影響。氣溫偏高，光照充足，植株纖細(xì)，南瓜生育期縮短，開花較早，品質(zhì)下降。

4.3 極端氣候事件對南瓜生產(chǎn)的影響

由于氣候變暖的原因，極端氣候事件發(fā)生率越來越頻繁，春旱、短時(shí)階段性低溫影響出苗率，降水不均易產(chǎn)生局部干旱或洪澇，強(qiáng)對流天氣易產(chǎn)生局部強(qiáng)降水和冰雹，這些異常天氣現(xiàn)象都會影響南瓜生產(chǎn)質(zhì)量，造成減產(chǎn)或出現(xiàn)化瓜現(xiàn)象，嚴(yán)重的會出現(xiàn)只開花不結(jié)瓜現(xiàn)象。應(yīng)積極采取有效措施，如節(jié)約自然能源、改善生態(tài)環(huán)境、開展人工影響天氣等方法，減輕或避免氣象災(zāi)害給南瓜生產(chǎn)帶來的威脅[5]。

4.4 氣溫升高對南瓜生長光合作用的影響

溫度也是影響光合作用生化過程的重要因素之一，溫度過高會導(dǎo)致植株葉片溫度升高（見圖3），在一定范圍內(nèi)（南瓜生長適溫18～32℃，最適溫度25～30℃），光合速率增加，光合作用增加。超過一定范圍，南瓜植株體葉綠體和生物膜受損，光合速率降低，使光合作用減弱（見圖4）。另外，高溫會加快南瓜植株組織的發(fā)育形成，而縮短其發(fā)育茁壯時(shí)間，從而加速植株的衰老。

圖3 不同時(shí)期南瓜葉溫和氣溫變化（孫麗、劉振威等報(bào)道）

圖4 溫度與光合速率的關(guān)系

4.5 氣溫升高對南瓜生產(chǎn)病蟲害的影響

有研究認(rèn)為，氣候變化會有利于某些病菌生長，擴(kuò)大病菌的致病范圍，加重其危害程度。如Salinari等[11]曾用氣候-病害耦合模型預(yù)測，2030年、2050年和2080年的氣候條件將加重意大利AcquiTerme地區(qū)的葡萄霜霉病，使其在每年氣候較適宜病原生長的月份提前爆發(fā)。Evans等[12]認(rèn)為全球變暖將擴(kuò)大油菜黑脛病的致病范圍，從英格蘭北部蔓延到目前尚未爆發(fā)過這一疾病的蘇格蘭，并加重其對油菜生產(chǎn)帶來的負(fù)面影響。Klopfenstein等[13]新近報(bào)道稱氣候變化會加重Alaska一種重要的根部菌根真菌——蜜環(huán)菌對當(dāng)?shù)囟喾N植物的侵染。劉俊稚、葛亞明等[14]報(bào)道CO2和溫度升高情況下白粉菌侵染對南瓜（西葫蘆）正常生長有較大影響。南瓜受花葉病毒侵入后，在氣溫逐漸升高時(shí)病毒活動加?。划?dāng)氣溫達(dá)28～32℃ 時(shí)，活動達(dá)到頂點(diǎn)；當(dāng)氣溫繼續(xù)上升到37℃時(shí)，病毒就停止活動。在瓜膨大期出現(xiàn)連續(xù)高溫，導(dǎo)致幼瓜出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，誘發(fā)化瓜，或產(chǎn)生黑斑并腐爛。另外，氣溫升高，使得冬天變成暖冬，有利于病菌和害蟲越冬，給春季帶來較多的有效蟲（菌）源，造成病菌和蟲口基數(shù)增大，對翌年南瓜生產(chǎn)危害加重，有致災(zāi)危險(xiǎn)。

4.6 氣溫升高，對南瓜開花坐瓜的影響

高溫可使植株生長過快，不能保證花序繼續(xù)良好分化和地上部與地下部生長協(xié)調(diào)一致；嚴(yán)重的可出現(xiàn)畸形花，雌、雄花比例失調(diào)，還會促使植株徒長，影響花序各器官的分化質(zhì)量，進(jìn)而影響以后的開花坐果，影響后期產(chǎn)量；高溫還會引起落花落果，因?yàn)楦邷胤恋K了花粉的發(fā)芽與伸長（見圖5），溫度越高，時(shí)間越長，減產(chǎn)的程度越顯著。

圖5 南瓜的花粉發(fā)芽與溫度的關(guān)系

沈立軍報(bào)道，從開花到坐果期的長短決定于該時(shí)期日均溫的高低（見表2）。日均溫較低時(shí)，群體坐瓜所需時(shí)期則較短，坐瓜整齊一致。反之，群體坐瓜時(shí)間延長，前后坐的瓜生育期相差較大，后期栽培措施不能滿足部分瓜的生長發(fā)育要求，影響產(chǎn)籽量。此期日均溫越高，果實(shí)生長越快，果實(shí)生長時(shí)間越長，產(chǎn)籽量越高。另外，氣溫高，開花就早，花期也短，開花授粉時(shí)間相應(yīng)較短，不利于坐瓜。溫度高（超過生長所需的最高溫度），花粉親和性降低，授粉不均，易出現(xiàn)化瓜現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)（見圖6）。

表2 日均氣溫與坐瓜期的關(guān)系

圖6 單瓜質(zhì)量與溫度的關(guān)系

4.7 氣溫升高，對南瓜性別表現(xiàn)的影響

據(jù)任吉君、王艷、陳欣興[15]報(bào)道，光周期和溫度對飛碟瓜的性別表現(xiàn)影響有一定的作用。在一定光照時(shí)間范圍內(nèi)光照時(shí)間越短，雌花數(shù)越多，第1節(jié)雌花節(jié)位越低，雌花節(jié)率越高，雌雄比率越高。同樣，在一定溫度范圍內(nèi)溫度越低，雌花數(shù)越多，第1節(jié)雌花節(jié)位越低，雌花節(jié)率越高，雌雄比率越高。

4.8 氣溫升高，對南瓜種子發(fā)芽率的影響

沈立軍[16]報(bào)道，當(dāng)溫度在10～35℃期間，溫度升高，無種殼西葫蘆種子的發(fā)芽率增加，當(dāng)溫度超過35℃時(shí)，隨著溫度的升高，發(fā)芽率下降。據(jù)試驗(yàn)，無種殼西葫蘆適宜的發(fā)芽率溫度為25～35℃，與西葫蘆的發(fā)芽溫度基本一致。

5 應(yīng)對氣溫升高南瓜生產(chǎn)應(yīng)采取的措施

5.1 加強(qiáng)抗逆性南瓜新品種的引進(jìn)、選育和示范推廣

政府加大資金投入力度，科研單位多引進(jìn)、選育抗旱耐澇、抗寒耐熱（抗逆性強(qiáng)）以及適應(yīng)性廣的南瓜新品種，并進(jìn)行大面積示范推廣，以減少自然災(zāi)害的影響。

5.2 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)

加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)及整治措施，減少城市溫室效應(yīng)，多植樹造林，綠化荒山，減少強(qiáng)對流性天氣對南瓜生產(chǎn)造成的影響，避免溫度升高。

5.3 加強(qiáng)對高溫天氣的預(yù)測預(yù)報(bào)，為南瓜生產(chǎn)服務(wù)

準(zhǔn)確對高溫、低溫、大霧、暴雨、酸雨等不良天氣的預(yù)測預(yù)報(bào)，及時(shí)提出防止方案，為南瓜生產(chǎn)服務(wù)。加強(qiáng)植物苗期管理，提高植物根系活力，防治病蟲害；加強(qiáng)水肥管理，促進(jìn)植株健壯生長；覆蓋保溫，適時(shí)煉苗。

5.4 加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

為促進(jìn)南瓜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，農(nóng)田、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是基本前提。加強(qiáng)水利設(shè)施、溝渠建設(shè)，適時(shí)進(jìn)行水庫、壩塘蓄水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理用水。在生產(chǎn)中，大力推廣設(shè)施農(nóng)業(yè)、節(jié)水農(nóng)業(yè)的應(yīng)用；適時(shí)開展人工增雨作業(yè)。

5.5 氣象部門要為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)好

一要加強(qiáng)與涉農(nóng)部門的聯(lián)系，及時(shí)了解各部門新技術(shù)新產(chǎn)品或當(dāng)前農(nóng)情對氣象的要求；二要加強(qiáng)中長期氣象預(yù)測服務(wù)；三要改善氣象服務(wù)的手段，可以利用先進(jìn)的通訊工具，及時(shí)傳遞信息，增強(qiáng)服務(wù)的時(shí)效；四要加強(qiáng)氣候資源的開發(fā)利用。

總之，隨著社會的高速發(fā)展，氣溫升高對南瓜乃至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響會更加顯現(xiàn)，給區(qū)域“三農(nóng)”經(jīng)濟(jì)造成的不利影響也是難以根除的。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類防御手段的提高，只要各級政府、各部門以及一切社會力量思想統(tǒng)一，科學(xué)謀劃，就能把一切自然災(zāi)害給人類帶來的損失降到最小。

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