昆明氣溫升高對南瓜生產的影響和應對措施

梅媛媛 龍榮華

（1云南省昆明市農業氣象試驗站 650091；2云南省農業科學院園藝作物研究所）

氣候變化是人類迄今面臨的最大的環境問題，也是21世紀人類面臨的最復雜的挑戰之一。在過去的幾十年中，氣候變化對昆明市的南瓜生產產生了重大影響，將給未來昆明南瓜產業發展帶來新的挑戰[1]。現階段，開展氣候變化影響的相關研究已成為學術界最為活躍的研究領域之一。氣候變化最敏感、最重要的指標就是氣溫變化，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第3次評估報告認為：20世紀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]。云南許多學者也對云南的氣候變化進行了多方面的研究。尤衛紅，段旭等利用1901～1996年的氣象資料研究表明，20世紀90年代云南的氣溫變化處于較強的偏暖期[3]。姚愚等利用 1961～2004年的氣象資料研究表明，1994～2004滇中地區是全省升溫最顯著的地區[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域氣溫變化對某一作物生產影響的文章則較少。

本文選擇南瓜作為氣溫變化影響農業生產的主要原因：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，隨著人們食物結構的改善和對南瓜營養成分及其醫療保健價值研究的深入，南瓜越來越受到人們的重視，已成為蔬菜種類中的重要經濟作物之一；再次，南瓜產品質量的好壞直接受氣候變化的影響，因為氣候始終是影響南瓜生產的重要決定因素。到目前為止，無論是傳統生產方式，還是現代生產方式都受氣候的直接或間接影響。第4，南瓜的生產方式直接反映了農業的生產方式，氣候變化直接影響著農業的發展[5]。同時，昆明地區是滇中和云南省的政治、經濟、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和全省有重要代表性。因此，研究昆明地區氣溫變化及其對南瓜生產的影響，提出合理的應對措施具有重要的代表性和現實意義。本文統計了昆明地區近40年氣溫升高的基本變暖事實，分析其氣溫變化特征，并解析其基本成因，同時就氣溫升高對昆明南瓜生產造成諸多方面的影響進行分析，并提出應對措施，為昆明南瓜產業可持續發展、趨利避害、合理規劃與決策提供科學依據，為預防和減輕氣象災害提供重要參考。

1 統計方法

使用昆明地區11站點（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，統計昆明地區11站點年平均氣溫，計算昆明地區11 站點春季（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，年序為自變量，進行一元線性回歸分析。以直線斜率 （回歸系數）作為趨勢指標（趨勢系數）[6]來表達線性增溫速率，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，數值的大小反映了氣溫變化的劇烈程度[4]。根據氣溫逐年變化曲線和擬合趨勢線來描述氣溫的時間變化和年際變化特征。

2 結果與分析

2.1 11站點40年平均氣溫統計特征分析

由表1可見，昆明地區11站40年平均氣溫為15.1℃。其中，南部縣區宜良、石林的年均溫相對較高，分別為16.5℃、16.1℃；北部縣區嵩明、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11站年平均氣溫

2.2 年平均氣溫的年際趨勢變化

從統計數據來看，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計值（表略）可見，40年來昆明地區春、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]關于夏季氣候變暖趨勢不如冬季明顯的結論一致。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40年來氣候變暖的貢獻最大。

圖2 昆明地區1971～2010年（春夏秋冬）四季平均氣溫變化曲線

2.4 結論

（1）1971～2010年，昆明地區11站點年平均氣溫的年際變化趨勢特征總體上比較一致，都表現為線性增高、波動上升趨勢。40年來，昆明地區11站點年平均氣溫升高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]，同時也高于云南省（1980～2004 年）的平均升溫率 0.24℃/10a[10]。（3）昆明地區各季節都有氣候變暖趨勢，四個季節的線性增溫率大小排序為：冬季＞秋季＞春季＞夏季，冬季線性增溫率最大（0.467℃/10a），夏季線性增溫率最小（0.254℃/10a），冬季增溫對昆明地區氣候變暖貢獻最大。

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、大氣環流和地表狀況。其中，太陽輻射是主導因素，大氣環流是操縱天氣氣候變化的無形機器，地表狀況包括地理緯度、海陸分布、洋流、地形、植被等地理環境因素。而導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濃度持續上升，溫室效應持續增強。除CO2之外，N2O、甲烷、含氯氟烴等其它氣體也具有溫室效應特性，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的生態功能急劇下降，大大增強了CO2/溫室效應。（3）大量土地的銳減，以及城市的快速發展，導致蒸騰量的減少，是導致溫室效應產生的主要原因之一。

4 氣溫升高對南瓜生產的影響

南瓜生產與氣溫變化密不可分，氣溫波動對南瓜生產產生巨大的影響，而且有利有弊，且多數情況下是弊大于利。林而達等[2]研究指出，氣候變化將使農業生產的不穩定性增加，對中國農業生產產生重大影響，如果不采取任何措施，到2030年，中國種植業生產能力總體上可能會下降5%～10%；到21世紀后半期，中國主要農作物，如小麥、水稻、玉米的產量最多可下降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，滇中地區連續4年（2009～2012）大旱，嚴重影響作物生長。由于昆明地區近幾年秋季降水減少，春季氣候干燥，氣溫升高，地表水分蒸發加大，土壤含水量下降，干旱十分嚴重，對利用設施反季種植的南瓜（西葫蘆）的成熟和產量形成、病蟲害防治，以及正季（正常情況下，4月份開始播種）播種的南瓜的生產產生很大影響（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育的影響

氣溫升高對南瓜作物的生長發育，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，平均溫度上升會導致生育期縮短與早熟，產量降低。溫度升高，導致南瓜生育期的縮短，還會使病蟲害滋生，從而導致南瓜品質下降，產量降低，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，在南瓜生產中可適當調整播種期，增加復種指數，這是其有利的一面。張悟民、施星仁等報道，當土溫達l0～15℃時，瓜苗開始分枝，瓜蔓日增長4～8cm；氣溫上升至20～25℃時，瓜蔓生長加速，日增長10～14cm；當氣溫在26～30℃時，蔓生長漸弱，日增長僅2～6cm；氣溫高于30℃時，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有利，但田間雜草生長過快，造成對南瓜產量上的不利影響。氣溫偏高，光照充足，植株纖細，南瓜生育期縮短，開花較早，品質下降。

4.3 極端氣候事件對南瓜生產的影響

由于氣候變暖的原因，極端氣候事件發生率越來越頻繁，春旱、短時階段性低溫影響出苗率，降水不均易產生局部干旱或洪澇，強對流天氣易產生局部強降水和冰雹，這些異常天氣現象都會影響南瓜生產質量，造成減產或出現化瓜現象，嚴重的會出現只開花不結瓜現象。應積極采取有效措施，如節約自然能源、改善生態環境、開展人工影響天氣等方法，減輕或避免氣象災害給南瓜生產帶來的威脅[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，溫度過高會導致植株葉片溫度升高（見圖3），在一定范圍內（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育形成，而縮短其發育茁壯時間，從而加速植株的衰老。

圖3 不同時期南瓜葉溫和氣溫變化（孫麗、劉振威等報道）

圖4 溫度與光合速率的關系

4.5 氣溫升高對南瓜生產病蟲害的影響

有研究認為，氣候變化會有利于某些病菌生長，擴大病菌的致病范圍，加重其危害程度。如Salinari等[11]曾用氣候-病害耦合模型預測，2030年、2050年和2080年的氣候條件將加重意大利AcquiTerme地區的葡萄霜霉病，使其在每年氣候較適宜病原生長的月份提前爆發。Evans等[12]認為全球變暖將擴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過這一疾病的蘇格蘭，并加重其對油菜生產帶來的負面影響。Klopfenstein等[13]新近報道稱氣候變化會加重Alaska一種重要的根部菌根真菌——蜜環菌對當地多種植物的侵染。劉俊稚、葛亞明等[14]報道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，在氣溫逐漸升高時病毒活動加劇；當氣溫達28～32℃ 時，活動達到頂點；當氣溫繼續上升到37℃時，病毒就停止活動。在瓜膨大期出現連續高溫，導致幼瓜出現脫水現象，誘發化瓜，或產生黑斑并腐爛。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增大，對翌年南瓜生產危害加重，有致災危險。

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，不能保證花序繼續良好分化和地上部與地下部生長協調一致；嚴重的可出現畸形花，雌、雄花比例失調，還會促使植株徒長，影響花序各器官的分化質量，進而影響以后的開花坐果，影響后期產量；高溫還會引起落花落果，因為高溫妨礙了花粉的發芽與伸長（見圖5），溫度越高，時間越長，減產的程度越顯著。

圖5 南瓜的花粉發芽與溫度的關系

沈立軍報道，從開花到坐果期的長短決定于該時期日均溫的高低（見表2）。日均溫較低時，群體坐瓜所需時期則較短，坐瓜整齊一致。反之，群體坐瓜時間延長，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育要求，影響產籽量。此期日均溫越高，果實生長越快，果實生長時間越長，產籽量越高。另外，氣溫高，開花就早，花期也短，開花授粉時間相應較短，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，易出現化瓜現象，嚴重影響產量和品質（見圖6）。

表2 日均氣溫與坐瓜期的關系

圖6 單瓜質量與溫度的關系

4.7 氣溫升高，對南瓜性別表現的影響

據任吉君、王艷、陳欣興[15]報道，光周期和溫度對飛碟瓜的性別表現影響有一定的作用。在一定光照時間范圍內光照時間越短，雌花數越多，第1節雌花節位越低，雌花節率越高，雌雄比率越高。同樣，在一定溫度范圍內溫度越低，雌花數越多，第1節雌花節位越低，雌花節率越高，雌雄比率越高。

4.8 氣溫升高，對南瓜種子發芽率的影響

沈立軍[16]報道，當溫度在10～35℃期間，溫度升高，無種殼西葫蘆種子的發芽率增加，當溫度超過35℃時，隨著溫度的升高，發芽率下降。據試驗，無種殼西葫蘆適宜的發芽率溫度為25～35℃，與西葫蘆的發芽溫度基本一致。

5 應對氣溫升高南瓜生產應采取的措施

5.1 加強抗逆性南瓜新品種的引進、選育和示范推廣

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

5.2 加強環境保護

加強環境保護及整治措施，減少城市溫室效應，多植樹造林，綠化荒山，減少強對流性天氣對南瓜生產造成的影響，避免溫度升高。

5.3 加強對高溫天氣的預測預報，為南瓜生產服務

準確對高溫、低溫、大霧、暴雨、酸雨等不良天氣的預測預報，及時提出防止方案，為南瓜生產服務。加強植物苗期管理，提高植物根系活力，防治病蟲害；加強水肥管理，促進植株健壯生長；覆蓋保溫，適時煉苗。

5.4 加強農田基礎設施建設

為促進南瓜產業化發展，農田、水利等基礎設施建設是基本前提。加強水利設施、溝渠建設，適時進行水庫、壩塘蓄水和農業生產合理用水。在生產中，大力推廣設施農業、節水農業的應用；適時開展人工增雨作業。

5.5 氣象部門要為農業產業化服務好

一要加強與涉農部門的聯系，及時了解各部門新技術新產品或當前農情對氣象的要求；二要加強中長期氣象預測服務；三要改善氣象服務的手段，可以利用先進的通訊工具，及時傳遞信息，增強服務的時效；四要加強氣候資源的開發利用。

總之，隨著社會的高速發展，氣溫升高對南瓜乃至農業生產的影響會更加顯現，給區域“三農”經濟造成的不利影響也是難以根除的。但是，隨著科學技術的進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一，科學謀劃，就能把一切自然災害給人類帶來的損失降到最小。

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