氣候資源變化對阜陽地區主要農作物產量的影響

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，并以當地主要農作物冬小麥為例，分析氣候變化對該地區農作物產量的影響，針對其不利影響提出農業領域應對氣候變化的策略。結果表明，近30年來阜陽地區熱量資源有所增加，但在增溫的同時，降水及日照時數卻略有下降。降水時期分布不均，特別是拔節孕穗期降水量的多寡是冬小麥產量的限制因子；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，導致病蟲害危害加劇以及雜草蔓延。應從調整種植制度、加強新品種選育、加強農業氣象災害防御、加強農業基礎設施建設等方面來應對氣候變化對農作物的不利影響。

關鍵詞 氣候變化；農作物產量；影響；對策；阜陽地區

中圖分類號 S162.5 文獻標識碼 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

氣候為農業提供了光、熱、水、空氣等能量和物質，是人類賴以生存、社會進步、經濟發展的基本條件[1]。光照、熱量、降水等因子變化表現出的冷暖、旱澇、陰濕等狀況，以及各相關氣象要素的適宜度，是影響作物產量及品質構成的重要氣象因子。在全球氣候變暖的背景下，氣候變化對農業生產的影響具有很大的不確定性，主要表現為農業生產的不穩定性增加，影響農業生產的可持續性，對我國的糧食安全造成嚴峻挑戰。

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氣候。季風明顯，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、年內變化受季風影響較大，旱澇災害頻繁，表現出明顯的氣候變異性。阜陽市作為全國重要的商品糧生產基地之一，主要農作物為冬小麥和夏玉米。

一般來說，阜陽地區冬小麥每年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，以阜陽地區主要農作物冬小麥為例分析氣候變化對該市農作物產量的影響，并探討農業領域應對氣候變化的策略。

1 資料與方法

1.1 數據來源

氣象數據選取阜陽市氣象局提供的1986—2015年逐日降水、氣溫、日照資料，農業數據采用阜陽統計年鑒1986—2015年的冬小麥產量。

1.2 分析方法

氣候變化采用趨勢分析法，產量分解采用3年直線滑動平均法，利用Excel和SPSS軟件對各項數據進行統計分析。

糧食實際產量的影響因素大致可分為氣候條件、農業技術措施、隨機因子3類[2-8]。實際產量相當于氣候產量、趨勢產量、隨機波動產量的總和，而隨機因子造成的波動產量并不經常發生，影響也較小，因此在實際分解計算中不考慮隨機波動產量。若P為實際產量，Pm為氣候產量，Pn為趨勢產量，則：

若P′m是正值，表示當年的氣候條件有利于農業生產，發生了氣候增產；若P′m是負值，表示當年的氣候條件不利于農業生產，發生了氣候減產。

2 結果與分析

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定，并略有下降，生育期內年降水量變化率為-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平均氣溫總體上可分為2個階段，第1個階段為1986—1996年，此階段冬小麥全生育期內平均氣溫變化較小，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 日照時數。

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

2.2 阜陽市冬小麥產量的分解

從圖4可以看出，近30年來阜陽市共出現9個氣候減產年和21個氣候豐產年，其中1991、1998、2003年氣候減產較為顯著，尤以1998年減產最為顯著。對比分析當年氣象條件發現，冬小麥產量形成關鍵期——灌漿成熟期出現持續較長時間的連陰雨天氣，光照不足，光合作用減弱，導致小麥籽粒形成及干物質積累受到影響，造成空癟粒，粒重降低，從而出現產量下降。

2.3 氣候因子對冬小麥氣象產量影響的回歸分析

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，產量分解得到的氣象產量作為因變量進行回歸分析，根據回歸分析得出氣候因子對冬小麥產量的影響程度。

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

3 農業適應氣候變化的主要策略

3.1 調整種植制度，優化作物布局

1986—2015年阜陽市平均氣溫總體呈上升趨勢，氣候變暖為農業種植帶來更有利的熱量資源條件，適宜作物的種植區域也發生變化，總體呈現出作物種植北界不同程度的北移，有效利用氣候變暖，科學地調整種植制度，優化作物布局，將各種多熟制的經濟作物進行套種，可以提高農業的經濟效益[8-9]。

3.2 加強新品種選育

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

3.3 加強農業氣象災害防御，強化人工影響天氣能力建設

加強農業氣象災害的預警預報技術研究，提高預報準確率，使農業生產人員提前做好防范措施，有效避免災害天氣對農作物的損害。強化人工影響天氣能力建設，適時開展人工增雨（雪）、防雹、消云減雨、防霜等作業，從而減輕或避免氣象災害的發生。

3.4 加強農業基礎設施建設，提高農作物抗災能力

進一步轉變傳統農業的生產方式，更新農業生產理念，加強農業基礎設施建設，興修水利工程，完善農田排灌系統和技術，以提高農作物抗旱、抗澇等能力；充分利用現代科技為農業生產服務，加強農業技術推廣服務體系建設，提高服務質量和水平；加強生態建設，監測農作物病蟲害的變化趨勢，綜合防治。尊重氣候條件、自然環境等客觀因素，增強應對氣候變化的適應能力和防御災害能力。

4 小結

近30年來阜陽市熱量資源有所增加，但在增溫的同時，降水及日照時數卻略有下降。結合冬小麥生育期內溫度、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期分布不均，特別是拔節孕穗期降水量的多寡成為冬小麥產量的限制因子。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，導致病蟲害危害加劇以及雜草蔓延。

影響農業生產的氣候因子較多，筆者僅從溫度、降水、日照這3個角度分析了氣候因素對冬小麥產量的影響，具有一定的局限性。如果要獲得系統、全面的評估，則需要在現有基礎上對物候期溫度、界限溫度等的變化做進一步研究。

參考文獻

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