石島地區氣候變化對農業生產的影響

仇彥輝　趙興友　彭雯

摘要利用石島地區1981—2010年氣溫與降水觀測資料，采用統計分析方法，對近30年石島地區的氣候變化特征及其對農業生產的影響進行分析。結果表明，近30年石島地區年平均氣溫以0.205 ℃/10 a的速度上升，除秋季外，春、夏、冬各季平均氣溫均呈上升趨勢；年降水量以33.4 mm/10 a的速度緩慢增加，春、夏、秋季降水量均呈緩慢上升趨勢，冬季降水量呈緩慢減少趨勢。氣候變暖對農業生產有利有弊，災害性天氣和極端降水事件將有所增加，干旱和洪澇可能趨于增加，對農業生產影響較大。

關鍵詞氣候變化；農業生產；影響；石島地區

中圖分類號S162文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）36-0190-03

AbstractUsing the observation data of temperature and precipitation from 1981 to 2010 in Shidao area， the characteristics of climate change in Shidao area in the past 30 years and their impacts on agricultural production were analyzed by statistical analysis methods.The results showed that the annual average temperature of Shidao area was increased by 0.205 ℃/10 a in recent 30 years， except for the autumn， the average temperature in spring， summer and winter were increased.Annual precipitation slowly increased at a rate of 33.4 mm/10 a， the precipitation in spring， summer and autumn showed a slowly increasing trend， while winter precipitation showed a slowly decreasing trend.Climate warming had both advantages and disadvantages to agricultural production， with increased incidence of catastrophic weather events and extreme precipitation events， droughts and floods may tend to increase， affecting agriculture more heavily.

Key wordsClimate change；Agricultural production；Impact；Shidao area

氣候是人類賴以生存的自然環境的重要組成部分，它的變化對農業生產的影響是多尺度、全方位的。正面影響和負面影響并存，其中負面影響更多地受到科學界和社會的普遍關注[1]。氣候因素包括很多，其中對農業影響較大的有氣溫、降水等因素，無論其中的哪一個因素發生變化，均會對農業生產產生巨大的影響。隨著全球氣候變暖，農業氣象災害發生的頻率和強度呈現上升態勢，已經引起社會的高度關注[2]。長期以來，氣象、水利、農業部門致力于自然災害發生發展規律、預測預報、災害評估、防災減災對策研究，對農業氣象災害的防范起到了一定的作用[3]。石島地處山東半島東部，瀕臨黃海，屬于溫帶季風型濕潤性氣候，是重要的農業區，主要有小麥、玉米和花生等農作物。筆者通過對石島地區1981—2010年氣溫、降水資料進行分析，找出其變化規律和對農業生產的影響，并探討應對氣候變化的措施，為防災減災和農業可持續發展提供參考[4-5]。

1資料與方法

選取石島地區1981—2010年氣溫、降水資料進行統計分析，計算出春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）和冬季（12月—次年2月）的季、年平均氣溫和降水的時間序列，運用線性傾向估計方法分析了30年來石島地區氣溫和降水量的變化趨勢，得出氣候變化的特征，并分析其對農業生產的影響[6-9]。

2氣候變化特征分析

2.1平均氣溫變化特征

2.1.1年變化。

從圖1可看出，1981—2010年石島地區年平均氣溫為12.2 ℃，且以0.205 ℃/10 a的速度上升；1981—1988年為低溫階段，年平均氣溫基本為負距平，極端最低值出現在1985年，為11.2 ℃。1989—2010年為高溫階段，年平均氣溫大部分為正距平，極端最高值和次最高值分別為13.0和12.9 ℃，分別出現在1994和1999年，較歷年平均氣溫分別偏高0.8和0.7 ℃。

2.1.2季變化。

由圖2可知，1981—2010年石島地區除秋季基本無變化外，其他各季平均氣溫均呈上升趨勢，增溫幅度從大到小依次為春季、夏季、冬季。春季平均氣溫為10.1 ℃，最低氣溫出現在1987年，最高氣溫出現在2002年，極端最高與極端最低相差3.9 ℃；1981—1991年基本為負距平，為低溫階段； 1992—2010年基本為正距平，為高溫階段。夏季平均氣溫為22.4 ℃，最低氣溫出現在1993年，最高氣溫出現在1994年，1981—1996年基本為負距平，為低溫階段；1997—2010年基本為正距平，為高溫階段。冬季平均氣溫為0.8 ℃，最低氣溫出現在2005年，最高氣溫出現在1999年，極端最高與極端最低相差4.2 ℃；1981—1990年基本為負距平，為低溫階段；1991—2010年基本為正距平，為高溫階段。秋季平均氣溫為15.4 ℃，最高氣溫出現在1998年，最低氣溫出現在2002年，相差3.8 ℃；1990—2001年為高溫階段，而1981—1989和2002—2010年則分別為低溫階段；30年基本無上升趨勢；對溫度上升無貢獻。

2.2降水量變化特征

2.2.1年變化。從圖3可看出，1981—2010年石島地區年降水量波動較大，年降水量平均為756.5 mm，以33.4 mm/10 a的速度增加；1984—1990和2003—2010年為降水偏多時段，1991—2002年為降水偏少時段，最多降水量為1 300.0 mm，出現在1990年，最少降水量439.1 mm，出現在1999年，最多與最少降水相差860.9 mm。

2.2.2季變化。由圖4可知，近30年石島地區降水量春季、秋季均呈緩慢上升趨勢，夏季變化不大，冬季降水量呈緩慢減少趨勢。春季平均降水量為125.2 mm，占全年降水量的16.6%，最多降水量為276.7 mm，最少降水量為33.0 mm，兩者相差243.7 mm， 分布極不均勻，變化趨勢率為15.5 mm/10 a。夏季平均降水量為441.3 mm，占全年降水量的58.3%，最多降水量為699.9 mm，最少降水量為154.5 mm，兩者相差545.4 mm，旱澇不均，變化趨勢率為4.9 mm/10 a。秋季平均降水量為152.1 mm，占全年降水量的20.1%，最多降水量為377.6 mm，最少降水量為42.0 mm，兩者相差335.6 mm，分布呈現不均勻性，變化趨勢率為14.4 mm/10 a。冬季平均降水

量為37.9 mm，占全年的5.0%，緩慢減少。對降水量呈上升趨勢貢獻最大的是春秋兩季。

2.3氣溫和降水匹配變化特點

石島地區

降水量主要集中在農作物生長季節（4—10月），20世紀80年代后期溫度上升明顯，而年降水量90年代下降，2000年后降水浮動不大，沒有大的年降水量。分季節看，冬季氣溫上升，而降水量卻減少，因而水溫匹配條件是下降最為明顯的季節；春季水熱條件變化不大；夏季增溫明顯，但降水趨勢增加不明顯；秋季雖然溫度無變化，但降水增多明顯，匹配條件有所下降。

3氣候變化對農業生產的影響

目前石島地區的農業生產依然是“靠天吃飯”，不可否認氣候變暖給農業生產帶來了一定的好處，但更多的是負面影響，降水雖然有所增加，但非常有限。氣候變化對農業的影響表現在兩方面：一是溫度、水平衡、大氣成分和極端氣候事件的變化對農作物產量及質量產生直接的影響；二是土壤、病蟲害、雜草及其他指標性因子的分布和發生頻率的變化對農作物產量和質量產生間接影響[10]。

3.1溫度變化對農業生產的影響

溫度是作物生長的重要條件，它直接影響作物的生長發育速度，從而影響作物生育期的長短與各生育期出現的早晚。近30年來石島地區年平均氣溫約升高了0.7 ℃，農作物生長期普遍縮短，將減少干物質積累和籽粒產量。在農作物的生長期氣溫每升高1.0 ℃，冬小麥的生育期就會縮短14 d，在作物生長期縮短的同時，養分積累時間減少，降低了品質，特別是負積溫減少，不利于冬小麥越冬期間的耐寒，從而對小麥的品質產生影響。研究表明，過去30年的氣候變化已經對小麥生育期和產量產生了影響[11-12]。溫度升高后，土壤有機質的微生物分解加快，土壤受旱，用于補充土壤有機質減少的根生物量的積累和分解受到限制，為病蟲害幼蟲的越冬和雜草的生長提供了條件，使得農藥和除草劑的用量逐年增加，農業投資加大，糧食生產安全的風險越來越大。異常的冬暖易引發倒春寒和極端氣候事件的發生（低溫凍害等），對農作物的正常生長發育和農業增產豐收將產生顯著的影響，特別是夏糧的產量將減產[13-14]。

3.2降水變化對農業生產的影響

石島地區年降水量30年中有17年降水量偏少，季節分布不均勻，年際分布不平衡。經分析，由于降水的分布不平衡，旱澇的風險在逐年增加，范圍日益擴大，使農業需水量大大增加，地下水開采量加劇，導致地下水位下降，水資源減少。由于沒有大型的水源灌溉，在當前氣溫升高、蒸發量加大的情況下，又會減少水分的有效性，使土壤變干，干旱發生的概率增加。水分虧欠抑制了熱量資源增加所發揮的作用，玉米、小麥、花生等作物經常減產。秋季降水多又會影響秋收秋種，造成收獲的玉米發霉變質，有些發芽，品質下降。

4結論

（1）1981—2010年石島地區年平均氣溫以0.205 ℃/10 a的速度上升，1981—1988年為低溫階段，1989—2010年為高溫階段。秋季氣溫基本無變化，其他3個季節均呈增溫趨勢，增溫幅度從大到小依次為春季、夏季、冬季。

（2）近30年石島地區年降水量以33.4 mm/10 a的速度增加，春季、秋季降水量均呈緩慢上升趨勢，夏季變化不大，但冬季降水量呈緩慢減少趨勢。

（3）氣溫和降水條件匹配很是一般，季節分布不均勻，年際分布不平衡。

（4）氣候變暖對農業生產有利有弊，災害性天氣和極端降水事件將呈現上升趨勢，干旱和洪澇可能趨于增加，因而加劇了農業災害的發生。

（5）加強氣候變化領域的基礎研究，積極開展氣象預測、監測的科研、服務和應用，最大限度地減少氣候變化對農業生產的影響。

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