氣候資源變化對阜陽地區(qū)主要農(nóng)作物產(chǎn)量的影響

熊曉輝 王璐 李越龍

摘要 利用1986—2015年阜陽市逐日降水、氣溫、日照資料，分析氣候變化趨勢，并以當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物冬小麥為例，分析氣候變化對該地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，針對其不利影響提出農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對氣候變化的策略。結(jié)果表明，近30年來阜陽地區(qū)熱量資源有所增加，但在增溫的同時(shí)，降水及日照時(shí)數(shù)卻略有下降。降水時(shí)期分布不均，特別是拔節(jié)孕穗期降水量的多寡是冬小麥產(chǎn)量的限制因子；越冬期≥10 ℃積溫的提高，有助于冬小麥的安全越冬，但也造成蟲口密度增加，導(dǎo)致病蟲害危害加劇以及雜草蔓延。應(yīng)從調(diào)整種植制度、加強(qiáng)新品種選育、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面來應(yīng)對氣候變化對農(nóng)作物的不利影響。

關(guān)鍵詞 氣候變化；農(nóng)作物產(chǎn)量；影響；對策；阜陽地區(qū)

中圖分類號 S162.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）18-0156-02

Abstract Using the daily precipitation， temperature and sunshine data of Fuyang City during 1986-1505， the trend of climate change was analyzed.Taking the main crop winter wheat as an example， the effect of climate change on crop yield in this area was analyzed，and the countermeasures were put forward to address the climate change in agricultural field.The results showed that the heat resources in Fuyang area was increased in the past 30 years， but the precipitation and sunshine hours were decreased slightly.The distribution of precipitation was uneven， especially the amount of precipitation at jointing and booting stage was the limiting factor of winter wheat yield.The increase of ≥10 ℃ accumulated temperature in overwintering period would help the winter wheat safety winter， but also increase the population density， which would lead to the increase of pests and diseases and the spread of weeds.We should respond to the adverse effects of climate change on crops from the aspects of adjusting the planting system， strengthening new varieties breeding， strengthening agriculture meteorological disaster prevention， strengthening agricultural infrastructure construction and so on.

Key words Climate change；Crop yield；Effect；Countermeasure；Fuyang area

氣候?yàn)檗r(nóng)業(yè)提供了光、熱、水、空氣等能量和物質(zhì)，是人類賴以生存、社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本條件[1]。光照、熱量、降水等因子變化表現(xiàn)出的冷暖、旱澇、陰濕等狀況，以及各相關(guān)氣象要素的適宜度，是影響作物產(chǎn)量及品質(zhì)構(gòu)成的重要?dú)庀笠蜃印Ｔ谌驓夂蜃兣谋尘跋?，氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響具有很大的不確定性，主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性，對我國的糧食安全造成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

阜陽市地處安徽西北部，位于黃淮海平原南端，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候。季風(fēng)明顯，四季分明，氣候溫和，雨量適中，光照充足。年平均溫度15 ℃左右，年降雨量910 mm左右，降水、溫度等的年際、年內(nèi)變化受季風(fēng)影響較大，旱澇災(zāi)害頻繁，表現(xiàn)出明顯的氣候變異性。阜陽市作為全國重要的商品糧生產(chǎn)基地之一，主要農(nóng)作物為冬小麥和夏玉米。

一般來說，阜陽地區(qū)冬小麥每年10月中下旬開始播種，次年6月上旬收獲，全生育期230 d左右。

筆者利用1986—2015年阜陽市逐日降水、氣溫、日照資料分析氣候變化趨勢，以阜陽地區(qū)主要農(nóng)作物冬小麥為例分析氣候變化對該市農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，并探討農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對氣候變化的策略。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

氣象數(shù)據(jù)選取阜陽市氣象局提供的1986—2015年逐日降水、氣溫、日照資料，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采用阜陽統(tǒng)計(jì)年鑒1986—2015年的冬小麥產(chǎn)量。

1.2 分析方法

氣候變化采用趨勢分析法，產(chǎn)量分解采用3年直線滑動(dòng)平均法，利用Excel和SPSS軟件對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

糧食實(shí)際產(chǎn)量的影響因素大致可分為氣候條件、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、隨機(jī)因子3類[2-8]。實(shí)際產(chǎn)量相當(dāng)于氣候產(chǎn)量、趨勢產(chǎn)量、隨機(jī)波動(dòng)產(chǎn)量的總和，而隨機(jī)因子造成的波動(dòng)產(chǎn)量并不經(jīng)常發(fā)生，影響也較小，因此在實(shí)際分解計(jì)算中不考慮隨機(jī)波動(dòng)產(chǎn)量。若P為實(shí)際產(chǎn)量，Pm為氣候產(chǎn)量，Pn為趨勢產(chǎn)量，則：

若P′m是正值，表示當(dāng)年的氣候條件有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)生了氣候增產(chǎn)；若P′m是負(fù)值，表示當(dāng)年的氣候條件不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)生了氣候減產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 阜陽市冬小麥全生育期氣候因子變化特征分析

2.1.1 降水量。

從圖1可以看出，近30年來阜陽市冬小麥全生育期降水量保持基本穩(wěn)定，并略有下降，生育期內(nèi)年降水量變化率為-16.89 mm/10 a，其中1998年降水量最多，為655.6 mm，比歷年平均偏多近1倍；最少降水量出現(xiàn)在2000年，為189.7 mm。

2.1.2 平均氣溫。

由圖2可知，近30年來阜陽市冬小麥全生育期內(nèi)平均氣溫總體上可分為2個(gè)階段，第1個(gè)階段為1986—1996年，此階段冬小麥全生育期內(nèi)平均氣溫變化較小，為9.2～10.5 ℃；第2階段為1997—2015年，期間平均氣溫變化幅度較大，為8.9～11.0 ℃。從趨勢分析來看，1986—2015年阜陽市冬小麥全生育期平均氣溫總體呈上升趨勢，氣候傾向率為0.1 ℃/10 a。

2.1.3 日照時(shí)數(shù)。

從圖3可以看出，近30年阜陽市日照時(shí)數(shù)變化不大，但年變化波動(dòng)較大，2003年冬小麥全生育期日照時(shí)數(shù)最少，為935.5 h，1992年最多，為1 392.1 h，相差達(dá)456.6 h。近30年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢，年變化率為-45.4 h/10a。

2.2 阜陽市冬小麥產(chǎn)量的分解

從圖4可以看出，近30年來阜陽市共出現(xiàn)9個(gè)氣候減產(chǎn)年和21個(gè)氣候豐產(chǎn)年，其中1991、1998、2003年氣候減產(chǎn)較為顯著，尤以1998年減產(chǎn)最為顯著。對比分析當(dāng)年氣象條件發(fā)現(xiàn)，冬小麥產(chǎn)量形成關(guān)鍵期——灌漿成熟期出現(xiàn)持續(xù)較長時(shí)間的連陰雨天氣，光照不足，光合作用減弱，導(dǎo)致小麥籽粒形成及干物質(zhì)積累受到影響，造成空癟粒，粒重降低，從而出現(xiàn)產(chǎn)量下降。

2.3 氣候因子對冬小麥氣象產(chǎn)量影響的回歸分析

冬小麥全生育期分為播種出苗期（10月20日—11月10日）、分蘗期（11月11日—12月20日）、越冬期（12月21日—次年2月10日）、拔節(jié)孕穗期（2月11日—5月10日）、灌漿成熟期（5月11日—6月10日），以各生育期氣候因子為自變量，產(chǎn)量分解得到的氣象產(chǎn)量作為因變量進(jìn)行回歸分析，根據(jù)回歸分析得出氣候因子對冬小麥產(chǎn)量的影響程度。

結(jié)果表明，冬小麥全生育期中，拔節(jié)孕穗期降水量與越冬期≥10 ℃積溫對氣象產(chǎn)量影響較大，線性回歸方程為：Pm=-6.51X1+19.444X2+1 139.96，式中，Pm為氣候產(chǎn)量（kg/hm2），X1為拔節(jié)孕穗期降水量（mm），X2為越冬期≥10 ℃積溫（℃·d）。由回歸方程可知，擬合度較好，冬小麥氣象產(chǎn)量與拔節(jié)孕穗期降水量呈負(fù)相關(guān)，與越冬期≥10 ℃積溫呈正相關(guān)。

3 農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的主要策略

3.1 調(diào)整種植制度，優(yōu)化作物布局

1986—2015年阜陽市平均氣溫總體呈上升趨勢，氣候變暖為農(nóng)業(yè)種植帶來更有利的熱量資源條件，適宜作物的種植區(qū)域也發(fā)生變化，總體呈現(xiàn)出作物種植北界不同程度的北移，有效利用氣候變暖，科學(xué)地調(diào)整種植制度，優(yōu)化作物布局，將各種多熟制的經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行套種，可以提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[8-9]。

3.2 加強(qiáng)新品種選育

氣候變化不僅使農(nóng)作物布局發(fā)生改變，同時(shí)也將對農(nóng)作物的品種提出要求，因此，為適應(yīng)氣候變化應(yīng)培育或引進(jìn)作物新品種。首先要選育耐干旱、耐高溫、抗病蟲害等抗逆性突出的優(yōu)良新品種[8，10-11]，可有效抗御災(zāi)害天氣。加強(qiáng)作物新品種的選育，能有效減少氣候異常對作物產(chǎn)量的影響。

3.3 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御，強(qiáng)化人工影響天氣能力建設(shè)

加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)研究，提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員提前做好防范措施，有效避免災(zāi)害天氣對農(nóng)作物的損害。強(qiáng)化人工影響天氣能力建設(shè)，適時(shí)開展人工增雨（雪）、防雹、消云減雨、防霜等作業(yè)，從而減輕或避免氣象災(zāi)害的發(fā)生。

3.4 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)作物抗災(zāi)能力

進(jìn)一步轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，更新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)理念，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，興修水利工程，完善農(nóng)田排灌系統(tǒng)和技術(shù)，以提高農(nóng)作物抗旱、抗?jié)车饶芰?；充分利用現(xiàn)代科技為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)體系建設(shè)，提高服務(wù)質(zhì)量和水平；加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，監(jiān)測農(nóng)作物病蟲害的變化趨勢，綜合防治。尊重氣候條件、自然環(huán)境等客觀因素，增強(qiáng)應(yīng)對氣候變化的適應(yīng)能力和防御災(zāi)害能力。

4 小結(jié)

近30年來阜陽市熱量資源有所增加，但在增溫的同時(shí)，降水及日照時(shí)數(shù)卻略有下降。結(jié)合冬小麥生育期內(nèi)溫度、日照及降水等條件，對該市冬小麥來說，最突出的問題是降水時(shí)期分布不均，特別是拔節(jié)孕穗期降水量的多寡成為冬小麥產(chǎn)量的限制因子。另外，越冬期≥10 ℃積溫的提高，有助于冬小麥的安全越冬，但也造成蟲口密度增加，導(dǎo)致病蟲害危害加劇以及雜草蔓延。

影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣候因子較多，筆者僅從溫度、降水、日照這3個(gè)角度分析了氣候因素對冬小麥產(chǎn)量的影響，具有一定的局限性。如果要獲得系統(tǒng)、全面的評估，則需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對物候期溫度、界限溫度等的變化做進(jìn)一步研究。

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