阿克蘇地區(qū)氣候變化對棉花生產(chǎn)的影響探析

摘 要 新疆阿克蘇地區(qū)是我國重要的棉花生產(chǎn)基地，其棉花產(chǎn)業(yè)不僅對當?shù)亟?jīng)濟有重要的影響，而且在全球棉花供應鏈中扮演重要角色。在諸多影響因素中，氣候因素對阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)的影響較為突出，為提高棉花產(chǎn)量與品質(zhì)，助力阿克蘇地區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更好發(fā)展，聚焦當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)與氣候變化的交互作用，分析氣候變化對不同播期棉花物候期、籽棉產(chǎn)量和水分生產(chǎn)力的影響，并據(jù)此提出加強棉花對氣候變化適應性的策略，包括加強水資源管理、改良棉花品種、優(yōu)化農(nóng)業(yè)實踐、落實政策及經(jīng)濟激勵措施等。

關鍵詞 氣候變化；棉花生產(chǎn)；新疆阿克蘇地區(qū)

中圖分類號：S162 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.043

在當今全球氣候異常變化的背景下，新疆阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)面臨重大挑戰(zhàn)，溫度上升、降水模式改變、極端天氣事件增加等給當?shù)孛藁ㄉa(chǎn)帶來諸多不確定性，直接影響棉花的生長周期、產(chǎn)量及品質(zhì)，進而影響農(nóng)民收入和地區(qū)經(jīng)濟穩(wěn)定。深入研究棉花生產(chǎn)與氣候變化的交互作用，不僅有利于理解和應對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，還能指導阿克蘇地區(qū)制訂適應性管理措施，從而提高棉花生產(chǎn)的可持續(xù)性。

1 氣候特征與棉花生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 氣候特征

阿克蘇地區(qū)位于我國西部的塔里木盆地南緣，屬于溫帶干旱氣候，氣候特征明顯，主要表現(xiàn)為以下4點。1）干燥少雨且蒸發(fā)量大。阿克蘇地區(qū)全年平均降水量極低，在150～300 mm，而蒸發(fā)量卻在2 000 mm以上，這種大量蒸發(fā)與極少降水的狀況造就了其干旱的氣候特點。2）日照充足。阿克蘇地區(qū)一年中有充足的陽光，為棉花的生長提供了良好的光照條件。3）溫差大，夏季炎熱，最高溫度在40 ℃以上，冬季寒冷，最低溫度可下降為-20 ℃左右。盡管較大的溫差有利于棉花的光合作用和糖分的積累，但極端的氣候條件也對棉花的生長提出了挑戰(zhàn)，如高溫和干旱可能限制棉花的生長期和產(chǎn)量。4）風力資源豐富，春季常有強風，這對棉花播種和其幼苗生長有一定的不利影響。

1.2 棉花生產(chǎn)現(xiàn)狀

近年來，阿克蘇地區(qū)棉花種植面積穩(wěn)步增長，產(chǎn)量也逐年提升（見表1），棉花產(chǎn)業(yè)已成為推動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一[1]。地方政府和農(nóng)業(yè)部門積極采取措施，如引進優(yōu)良棉花品種、改進農(nóng)業(yè)技術和管理方法、提高灌溉效率等，以提升棉花生產(chǎn)的整體水平和可持續(xù)性。此外，通過加強對棉農(nóng)的培訓和支持，當?shù)孛藁ǚN植效率和質(zhì)量管理水平得到顯著提升，進一步提升了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。但是需要承認，阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)面臨氣候變化的挑戰(zhàn)，包括水資源緊缺、高溫和干旱加劇等，這些因素會對棉花生產(chǎn)造成不利影響。因此，持續(xù)關注氣候變化對棉花生產(chǎn)的影響，并采取適應性措施，對于保障阿克蘇地區(qū)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 棉花生產(chǎn)與氣候變化的交互作用

2.1 棉花物候期與氣候變化

物候期指的是植物生長發(fā)育的關鍵時期，如發(fā)芽、開花、結果等。阿克蘇地區(qū)作為我國重要的棉花生產(chǎn)基地，近年來面臨顯著的氣候變化，包括平均溫度上升、降水量減少及極端天氣事件增加等[2]。這些變化直接影響了棉花的物候期，進而影響了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。以2023年為例，阿克蘇地區(qū)春季平均溫度比過去10年的平均溫度高出2 ℃，導致棉花發(fā)芽期比歷年提前7 d，發(fā)芽率達到95%，較歷史平均發(fā)芽率提高了5%。同時，由于春末降水量比平均值低20%，棉花在開花期遭遇了水分脅迫，開花時間延后了3 d，影響了花鈴的正常發(fā)育，整體開花率下降了10%；夏季，高溫日數(shù)比往年多出15 d，最高溫度達到42 ℃，高溫日數(shù)的增加，使棉花的成熟期提前了5 d，導致約15%的花鈴提前開放，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。一名阿克蘇地區(qū)的棉農(nóng)通過將播種時間提前10 d，嘗試緩解氣候變化對棉花物候期的影響。這一調(diào)整使得棉花能夠在相對溫和的氣候條件下完成生長的大部分關鍵階段，減少了高溫和干旱對棉花生長的不利影響。

阿克蘇地區(qū)的實際情況表明，氣候變化對棉花的物候期有著顯著影響，通過采取適應性管理措施，如調(diào)整播種時間，可以在一定程度上緩解這些問題。為了提高棉花生產(chǎn)的適應性和可持續(xù)性，需要開展更多的研究和實踐，以優(yōu)化棉花生產(chǎn)管理策略，應對氣候變化帶來的挑戰(zhàn)。

2.2 籽棉產(chǎn)量與氣候變化

氣候變化對阿克蘇地區(qū)籽棉產(chǎn)量的影響具有復雜性和直接性。隨著全球氣溫的升高和降水模式的變化，這一地區(qū)的棉花生產(chǎn)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。溫度的升高可以在初期促進棉花的生長，但過高的溫度會對棉花的生理過程產(chǎn)生負面影響，從而影響最終的籽棉產(chǎn)量。降水量的減少和降水事件的不規(guī)律，會直接限制棉花的水分供應，影響棉花的正常生長和產(chǎn)量。

阿克蘇地區(qū)近年來觀測到平均溫度上升的趨勢，特別是在棉花生長的關鍵期，如授粉期，高溫現(xiàn)象越來越頻繁。雖然溫度上升會加快棉花的生長速度，但當溫度超過棉花的最佳生長溫度閾值（大約35 ℃）時，就會抑制棉花的授粉過程，并導致花鈴提前開放或不正常發(fā)育。這不僅減少了可收獲的籽棉數(shù)量，而且降低了棉花的整體品質(zhì)。

降水量的不穩(wěn)定和不均勻分布是氣候變化的另一個顯著特點。在阿克蘇地區(qū)，2021年的降水量比平均水平減少了30%，并且降水主要集中在非生長季節(jié)，這會直接限制棉花的水分供應，特別是在關鍵的生長階段。棉花是一種對水分需求較高的作物，缺水條件會導致棉花生長受阻，影響棉花的正常發(fā)育。干旱條件下，棉花的根系無法深入土壤獲取水分，導致棉花植株生長不良，進而影響籽棉產(chǎn)量。

2.3 棉花水分生產(chǎn)力與氣候變化

棉花的水分生產(chǎn)力，定義為單位水分所產(chǎn)出的棉花量，是衡量棉花對水資源利用效率的關鍵指標[3]。在阿克蘇地區(qū)，氣候變化對棉花的水分生產(chǎn)力造成的影響尤為顯著，主要通過兩個途徑體現(xiàn)：1）隨著氣候變暖和干旱條件的加劇，棉花的需水量增加；2）溫度升高導致棉花的蒸騰作用加強，進而降低水分利用效率。

增溫和干旱條件下棉花的需水量增加，這對水資源緊缺的阿克蘇地區(qū)來說是一個巨大的挑戰(zhàn)。例如，2022年，阿克蘇地區(qū)平均氣溫比往年增加了3 ℃，導致棉花需水量比歷年增加了20%。然而，同年降水量比平均年份減少了30%，使得灌溉水源更加緊張。這種情況下，棉花無法獲得足夠的水分供應，導致其生長受阻。

溫度升高導致棉花的蒸騰作用加強，水分利用效率降低。隨著氣溫的上升，棉花為了維持正常的生命活動，需要通過蒸騰作用散發(fā)更多的水分，這導致生產(chǎn)等量棉花需要的水量顯著增加。對于水資源本就身份緊缺的阿克蘇地區(qū)而言，這無疑加劇了水資源的壓力，降低了棉花的水分生產(chǎn)力。

為應對氣候變化對棉花水分生產(chǎn)力的影響，采取適應性措施至關重要。這包括改進灌溉技術，如采用滴灌和噴灌等節(jié)水灌溉方法，以提高水分利用效率；引進和培育耐旱、耐高溫的棉花品種，減少氣候變化對棉花生產(chǎn)的負面影響；通過調(diào)整種植策略和灌溉管理，優(yōu)化水資源分配，保證棉花在關鍵生長期獲得足夠的水分，以提高棉花的水分生產(chǎn)力和確保產(chǎn)量。

3 存在的問題

3.1 水資源利用效率低下

阿克蘇地區(qū)棉花種植大多采用傳統(tǒng)方式進行灌溉，然而傳統(tǒng)的灌溉方法如漫灌等缺乏對水量的精確控制，導致大量水資源被浪費，特別是在干旱或水資源稀缺地區(qū)，這一問題尤為突出。此外，由于缺乏有效的水資源管理策略和技術支持，農(nóng)民無法根據(jù)作物生長階段和氣候條件調(diào)整灌溉量，進一mAZsw3DJyQHXEqXsls46Hs0epUfTxYlGwfw8SiTqO3k=步降低了水資源利用效率。這不僅增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，也加劇了水資源緊張的狀況，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 棉花品種對氣候變化的適應性不足

隨著全球氣候變暖，極端氣候事件頻發(fā)，如干旱、洪水、高溫等，嚴重影響了棉花的生長周期和產(chǎn)量。阿克蘇地區(qū)現(xiàn)有的棉花品種多針對特定的生長條件培育，對氣候波動的敏感性高，缺乏足夠的抗逆性，使得在氣候變化的條件下，棉花生產(chǎn)面臨更大的不確定性和挑戰(zhàn)。這不僅影響了農(nóng)民的收益，也威脅到棉花產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定性。

3.3 農(nóng)業(yè)管理策略和實踐方法落后

許多農(nóng)戶仍然依賴傳統(tǒng)的耕作方式和農(nóng)業(yè)實踐，這些方法往往無法有效應對氣候變化帶來的不確定性，如不規(guī)律的降水模式、溫度波動等。此外，很多農(nóng)戶缺乏對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的了解和應用，如作物輪作、土壤管理、病蟲害綜合防治等，進一步限制了棉花產(chǎn)量的提升和生產(chǎn)的可持續(xù)性[4]。這些落后的管理策略和實踐方法不僅影響了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)，也增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源消耗和環(huán)境壓力。

3.4 缺乏足夠的政策支持和經(jīng)濟激勵

盡管政府已經(jīng)認識到氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，以及適應措施的重要性，但相關政策的制定和執(zhí)行仍存在不足，特別是在為農(nóng)戶提供必要的財政補助、技術培訓和市場信息方面?，F(xiàn)有的經(jīng)濟激勵措施往往無法覆蓋所有需要支持的領域，加上激勵力度不足，導致農(nóng)戶缺乏足夠的動力采取新的農(nóng)業(yè)技術和管理策略。政策和經(jīng)濟支持的不足，限制了棉花生產(chǎn)適應氣候變化的能力，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 建議措施

4.1 加強水資源管理，改進灌溉技術

面對日益緊張的水資源和不斷變化的氣候條件，為了提高阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)的可持續(xù)性，首要措施是改進灌溉技術和加強水資源管理。1）推廣應用節(jié)水灌溉技術如滴灌、噴灌等，提高水資源利用效率，減少水分蒸發(fā)損失，保證棉花在關鍵生長期獲得充足的水分。2）實施水資源綜合管理策略，如建立和完善水資源調(diào)配和儲備系統(tǒng)，利用水價政策和補貼政策引導農(nóng)戶合理使用水資源，推廣水資源回收和再利用技術，以使棉花生長適應氣候變化，保障棉花生產(chǎn)水資源可持續(xù)利用。

4.2 改良棉花品種，推行適應性種植

除了優(yōu)化水資源管理，阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)還應改良棉花品種和推行適應性種植。通過育種技術，開發(fā)和推廣具有耐旱、耐熱、耐鹽堿等特性的棉花新品種，更好地適應氣候變化帶來的極端天氣條件，從而提高棉花生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)量。還可通過實施精準農(nóng)業(yè)技術，如基于土壤和氣候條件的種植指導，以及采用科學的田間管理措施，進一步提升棉花的適應能力和生產(chǎn)效率。

4.3 組織農(nóng)業(yè)實踐，調(diào)整管理策略

通過監(jiān)測土壤溫度和關注氣候預報，科學確定最佳播種時間，可以促進棉花幼苗健康生長，避免低溫或高溫對幼苗的不利影響。同時，為有效應對氣候變化，需要強化病蟲害管理。這是因為氣候變暖可能導致病蟲害種類和數(shù)量變化，增加棉花生產(chǎn)的風險。對此，可采用綜合病蟲害管理策略，如輪作、使用抗病蟲害品種、生物防治及適時采用化學防治措施，有效減少病蟲害對棉花生長的影響，保護棉花生產(chǎn)免受損失。

4.4 落實政策和經(jīng)濟激勵

政府和相關機構需要落實支持性政策和經(jīng)濟激勵措施，包括提供財政補貼和技術支持，鼓勵農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術、改良棉花品種和實施適應性管理措施。例如，提供購買滴灌設備的補貼、提供資金支持抗旱耐熱棉花種子的研發(fā)和推廣、支持農(nóng)業(yè)保險等，減輕氣候變化帶來的生產(chǎn)風險[5]。政策還應包括對農(nóng)戶進行相關知識的培訓，提高農(nóng)戶對氣候變化及其影響的認識，使其能更好地應對氣候變化帶來的影響。

5 結語

阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)面臨氣候異常變化的嚴峻挑戰(zhàn)，通過深入分析氣候變化對棉花生長周期、產(chǎn)量及水分生產(chǎn)力的影響，研究提出了一系列適應措施，包括加強水資源管理、改良棉花品種、優(yōu)化農(nóng)業(yè)實踐、實施政策及經(jīng)濟激勵等，對于提高棉花的適應性和抗逆性、保證產(chǎn)量和品質(zhì)具有積極意義，可促進阿克蘇地區(qū)棉花生產(chǎn)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。未來，需要加強新灌溉技術和新品種的推廣，以適應干旱高溫，實現(xiàn)棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 王靈猛.氣候變化對新疆棉花生產(chǎn)的影響及其適應措施[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2021.

[2] 陳金梅，沈建知，王劍峰.氣候變化對新疆烏蘇市棉花生產(chǎn)的影響及應對措施[J].中國棉花，2009，36（6）：31.

[3] 李富進.談新疆地區(qū)棉花生產(chǎn)中氣候變化的影響[J].農(nóng)業(yè)與技術，2013，33（4）：173-174.

[4] 葉凡愷.基于DSSAT模型的未來氣候變化對南疆棉花生產(chǎn)的影響研究[D].阿拉爾：塔里木大學，2023.

[5] 余茜.農(nóng)業(yè)社會化服務、土地轉(zhuǎn)入與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效應：來自四川水稻種植戶的證據(jù)[D].雅安：四川農(nóng)業(yè)大學，2022.

（責任編輯：劉寧寧）