杨瑞霞1 景新娟2
1.山西省闻喜县气象局 043800;2.山西省永济市气象局 044500
摘要:本文选取闻喜县1981~2020年逐月平均气温和降水量资料进行统计分析,并计算出季、年平均气温和降水量时间序列,通过线性倾向估计法对闻喜县近40年的气温和降水量变化趋势进行分析。结果表明:1981~2020年闻喜县年平均气温呈现出增加的趋势,气候倾向率为0.358℃/10a,增加趋势较为显著;年平均气温的升高主要是春季气温明显升高造成的,其次是秋季和冬季气温的影响;1981~2020年闻喜县降水量呈现出减少的趋势,气候倾向率为-13.606mm/10a,年内降水以夏季最多,占年内降水的48.2%,其次是秋季,春季和冬季降水量相对较少。气温和降水量变化对闻喜县农业生产的影响有利有弊,可以通过开发利用光热资源、加强农田水利基础设施建设、开展气候资源研究开发论证等方面降低不利气候条件对农业生产的影响。
关键词:气候变化 农业生产 影响 对策
引言
闻喜县位于山西省西南部,运城市北端,境内地形多样,河谷、塬地、丘陵、山地共存,属于暖温带大陆性季风气候,昼夜温差大,四季分明,农作物小麦、棉花、玉米、高粱、谷子、豆类、油料作物等。在全球气候变暖的大背景下,闻喜县气候正在发生显著变化,气温增加、降水量减少、干旱灾害频繁出现,给当地社会经济和农业生态环境均造成了很大影响。闻喜县农业生产工作主要在自然生态环境下进行,粮食生产对气候条件的依赖程度较大,气候变化将首先作用在主要农作物上。所以,对闻喜县气候进行全面了解,分析全球气候变化背景下气温和降水量变化趋势,对于当地社会经济发展及生态环境保护等均具有十分重要的现实意义。
1、研究资料和方法
本文选取闻喜县1981~2020年逐月平均气温和降水量资料进行统计分析,并计算出季、年平均气温和降水量时间序列,通过线性倾向估计法对闻喜县近40年的气温和降水量变化趋势进行分析,得出气候变化特征,并分析其对农业生产的影响。季节划分选用常规划分标准:春季(3~5月)、夏季(6~8月)、秋季(9~11月)、冬季(12到次年2月)。
2、闻喜县气候变化特征
2.1平均气温
近40年闻喜县年平均气温为13.0℃,其中年平均气温的最大值为13.9℃(2013年),最小值为11.7℃(1984年),两者之间相差1.3℃。结合图1,1981~2020年闻喜县年平均气温呈现出增加的趋势,气候倾向率为0.358℃/10a,增加趋势较为显著。结合3年滑动平均曲线,20世纪90年代中期以前,3年滑动平均曲线长期处于多年平均值以下,而从20世纪90年代中期往后,持续高于多年平均值,说明闻喜县气温呈现出变暖趋势。闻喜县一年四季平均气温均呈现出线性增加趋势。其中春、夏、秋、冬四季的平均气温线性倾向变化率分别为0.563、0.219、0.264、0.259℃/10a。以春季升温最为明显,夏季升温幅度最小。由此可以看出,年平均气温的升高主要是春季气温明显升高造成的,其次是秋季和冬季气温的影响。
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2.2降水量
1981~2020年闻喜县降水量呈现出减少的趋势,气候倾向率为-13.606mm/10a,近40年降水量的平均值为482.7mm,其中年降水量的最大值为812.6mm(2003年),年降水量的最小值为118mm(2009年),降水量最大值将近是最小值的7倍,平均相对变率较大。春、夏、秋、冬四季降水量的气候倾向率分别为-3.034、-6.915、0.399、0.613mm/10a。其中春季和夏季降水量呈现出减少的趋势,而秋季和冬季降水量则呈现出增加的趋势,以夏季减少趋势最为明显,秋季和冬季降水量增加趋势不显著。春季平均降水量为97.6mm,占19.9%,夏季平均降水量为236.4mm,占48.2%,秋季平均降水量为139.7mm,占28.5%,冬季平均降水量为16.6mm,占3.4%。
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3、气候变化对农业生产的影响
3.1气温变化的影响
近40年来,闻喜县年平均气温呈现出增加的趋势,无霜期时间延长,农作物生长期的积温增加,冬小麦收获完成后剩余的积温增加,保证了复种生产,且作物产量稳定增加。特别是冬季气温增加,冻害出现频率降低,对越冬作物的危害减少,为农作物安全越冬提供了有利条件,提升了农作物品质和产量。温度升高对农作物产生正面效应的同时也会有负面影响。如随着温度的增加农作物生长发育速度加快,生育期缩短,光合作用积累有机物质时间降低,使得单产下降,进而造成地区气候生产潜力下降。特别是冬季气温的增加,会缩短冬小麦越冬时间,麦田失墒速度加快,使得麦苗旺长现象加剧;暖冬天气下,越冬小麦返青期时间提前,自身抗寒能力减弱,突如而至的寒潮天气很容易导致提前返青的小麦出现冻害。
另外,随着温度的增加空气饱和差也会增加,大风天气频繁出现,土壤水分的无效蒸发增加,使得原本不多的水分消耗更快,对农作物造成的水分胁迫加大。相关研究结果表明,气温每增加1℃,农业带就会向北推移1个纬距。因此,闻喜县冬小麦品种区划逐渐从晚熟区向中熟区过渡,耕作制度也会有一定变化。随着气候变暖现象区域明显,冬小麦品种会打破区划限制,对中熟区品种开展越区栽培,对于增强小麦品质具有重要意义。闻喜县主要秋季粮食作物是玉米,随着气候变暖现象不断加剧,闻喜县热量资源增加明显,春播玉米很难对热量资源进行充分利用,使得热量资源浪费严重,而实行玉米夏播逐渐成为当地农业发展趋势。
3.2降水量变化的影响
降水量减少、陆地地表水资源及地下水量的减少,使得土壤墒情变干,不利于农业种植的发展。农作物种植过程中对灌溉的依赖程度加强,而发展水利灌溉过程中依靠水库及地下水的水资源不断减少,因水资源短缺现象对农业生产的危害不断加剧。随着气温的增加和降水量的减少,使得闻喜县境内气象灾害频繁出现,再加上人类活动过程中对农业生态环境的破坏力度加大,使得水土流失严重。闻喜县年内降水以夏季最多,将近是全年的50%左右,降水量减少,旱灾成灾率在55%左右,降水量增多,以暴雨天气的形式出现,很容易引发洪涝灾害,严重威胁着人们生命财产安全。再加上人口和工农业用水量的增加,使得人均水资源量减少,进一步加大了工业、农业、畜牧业及人类之间的用水矛盾。
4、相关对策建议
4.1开发利用光热资源
近40年闻喜县冬季和春季的光热资源趋于增多,为农作物生长发育提供了充足的光热条件,使得部分农作物的返青期时间缩短,可将大田早春作物播种时间提前,并对设施农业加大种植力度,可对大棚和温室蔬菜等反季节蔬菜进行种植,以提升当地农民经济收入水平,推动三农工作顺利推进。
4.3加强农田水利基础设施建设
积极发展现代化农业,对农业水利工程加强建设,确保旱能灌、涝能排,将灌区建设工作做好,进一步提升农田灌溉能力,积极发展节水型农业,如地膜覆盖、滴灌等,以对当地水土资源进行充分利用。加大人工影响天气投入力度,以对空中云水资源进行开发,降低干旱对农业生产的影响。
4.4开展气候资源研究开发论证
在发展闻喜县农业生产过程中,应根据当地农业气候特点,对气温、降水量等气象要素变化趋势进行分析,以掌握农业气候资源特征及变化规律,同时还要对不同农作物生长界限温度指标进行了解,合理区划农作物适宜种植区,科学匹配光、热、水等农业资源,将气象灾害对农业生产的影响降到最低,确保农业生产持续健康发展。
参考文献:
[1]成日晟. 多伦县气候变化特征分析及对农业生产的影响[J]. 湖南农机,2018(10):52.
[2]张睿,张德汴. 开封市气候变化特征对农业生产的影响分析[J]. 农家科技,2018(10):145.
作者简介:杨瑞霞(1977.05)女,汉族,山西省运城市闻喜县人,本科学历,工程师,从事研究方向或职业:气象。