氣候變化對晉城市熱量資源及農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力的影響及應(yīng)對措施

程海霞++宋方超

摘要 選取1961—2008年晉城市3個代表站氣溫、降水資料，計(jì)算歷年各地積溫、無霜期和農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)力，分析氣候變化對氣候生產(chǎn)力的影響，并提出了氣候變暖背景下發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的對策。結(jié)果表明，近48年來，晉城市氣溫呈持續(xù)升高趨勢，降水量呈波動減少趨勢，≥10 ℃有效積溫增多，大部分縣市無霜期延長，農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力減少。氣候生產(chǎn)力的減少主要是由降水減少造成的，暖濕型氣候?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為有利。

關(guān)鍵詞 氣候變化；農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力；熱量資源；影響；應(yīng)對措施；山西晉城

中圖分類號 S162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0191-01

氣候變化對不同區(qū)域和不同類型農(nóng)作物生產(chǎn)的影響不同[1]。目前，對我國大區(qū)域氣候變化及對農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)力影響的研究較多[2-3]，對小區(qū)域的研究相對較少。因此，本文著重分析山西省晉城地區(qū)的氣候變化及其對熱量資源、農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力產(chǎn)生的影響，以期為氣候變化對小區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力影響的研究提供參考。

1 資料與方法

選用1961—2008年晉城（中部）、沁水（西部）和陵川（東部）3個代表站的氣溫、降水量資料，采用氣象季節(jié)劃分法，用1987—2008年與1961—1986年的差值表示變化幅度，對比分析年、季平均氣溫、無霜期，采用線性傾向估計(jì)、多項(xiàng)式擬合等方法分析年降水、季降水、≥10 ℃期間活動積溫及農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力的變化特征。

2 氣候變化分析

晉城市1961—2008年平均氣溫升高趨勢明顯，晉城站、沁水站、陵川站各季氣溫均較多年平均值偏高，2000年后，夏季氣溫升高最為顯著。降水方面，近48年來，晉城站降水量呈波動減少趨勢，氣候傾向率為-1.915 1 mm/年，秋季降水量減少趨勢較為明顯（氣候傾向率為-1.44 mm/年），沁水站、陵川站近48年降水變化也呈相似趨勢。

3 氣候變化對熱量資源的影響

3.1 對有效積溫（≥10 ℃）的影響

農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中定義作物開始生長的溫度指標(biāo)為日平均溫度≥10 ℃，作物的生長期為日平均溫度≥10 ℃持續(xù)時間。分析表明，近48年晉城站≥10 ℃積溫呈波動上升趨勢，其氣候傾向率為86.21 ℃/10年，即近48年≥10 ℃積溫增加了414 ℃；沁水站、陵川站近48年≥10 ℃積溫也分別增加了117、309 ℃，即晉城市東部、中部積溫增加多于西部。

3.2 對無霜期的影響

無霜期是評價作物熱量資源的重要指標(biāo)，一年中無霜期越長，對作物生長越有利。通過對晉城、沁水和陵川3個站的無霜期統(tǒng)計(jì)分析可知，1961—1986年晉城站、沁水站、陵川站平均無霜期分別為198、214、199 d，1987—2008年分別為204、199、161 d。對比1987—2008年與1961—1986年的平均無霜期可知，晉城站平均無霜期延長，而沁水站、陵川站平均無霜期縮短。

4 農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力變化

4.1 氣候變化對農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力的影響

氣候生產(chǎn)力是指在一定的光、溫、水資源條件下，其他的環(huán)境因素和作物群體因素處于最適宜狀態(tài)，作物利用當(dāng)?shù)氐墓狻亍⑺Y源的潛在生產(chǎn)力。利用李斯（Lieth）提出的Thomthwaite Memoria模型計(jì)算晉城市各代表站點(diǎn)逐年的TSPV值。經(jīng)計(jì)算可知，不同年代的氣候生產(chǎn)力不同，晉城站、沁水站氣候生產(chǎn)力最高值出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，陵川站氣候生產(chǎn)力最高值出現(xiàn)2001—2008年；晉城站氣候生產(chǎn)力最低值出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，沁水站、陵川站氣候生產(chǎn)力最低值出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代。1961—2008年，3個站年降水量波動減少，年平均氣溫顯著上升，而氣候生產(chǎn)力呈減少趨勢，變率分別為-0.449 0、-1.372 6、-0.033 4 g/（m2·年）。由此可知，氣候生產(chǎn)力的變化與降水量關(guān)系密切，晉城市熱量條件充足，降水減少是導(dǎo)致農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力減少的主要原因。

4.2 未來氣候變化對農(nóng)作物氣候生產(chǎn)力的影響

在假定晉城市未來年均氣溫和年降水量變化情況下（3個站平均），計(jì)算農(nóng)作物年氣候生產(chǎn)力變化百分率，可知農(nóng)作物年氣候生產(chǎn)力隨年均氣溫和年降水量的增減而增減。當(dāng)氣溫和降水量同時變化時，可形成暖濕型、暖干型、冷濕型、冷干型氣候，農(nóng)作物年氣候生產(chǎn)力對不同氣候的響應(yīng)各不相同，其中暖濕型氣候條件下年氣候生產(chǎn)力最大，增產(chǎn)幅度為3.7%～20.9%；冷干型氣候條件下氣候生產(chǎn)力最小，變化幅度為-21.9%～-7.1%。因此，在未來氣候變化情況下，暖濕型氣候?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為有利。根據(jù)秦大河[4]預(yù)測，未來50年我國北方氣候可能呈暖濕型，若氣溫升高1～2 ℃，降水量增加10%～20%，則晉城市氣候生產(chǎn)力將增加7%～14%。

5 應(yīng)對措施

（1）在全球氣候變暖的背景下，晉城市大部分縣市有效積溫、有效積溫持續(xù)時間、無霜期等都有所增加，有利于提高農(nóng)作物的光合效率。因此，晉城市要充分利用熱量資源、合理配置水熱、調(diào)整種植制度、不斷提高復(fù)種指數(shù)，以提高氣候變暖下農(nóng)作物的氣候生產(chǎn)力[5-6]。

（2）降水量減少是導(dǎo)致晉城市氣候生產(chǎn)力減少的主要因素。要大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，推廣抗旱增產(chǎn)措施，因地制宜使用抗旱保水劑，實(shí)施常規(guī)節(jié)水、示范滴灌、噴灌、低壓灌溉等高效節(jié)水技術(shù)，提高水資源利用率，同時須建立不同縣市防災(zāi)減災(zāi)機(jī)制，改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，提高農(nóng)業(yè)應(yīng)變能力和抗災(zāi)減災(zāi)水平。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 劉穎杰，林而達(dá).氣候變暖對中國不同地區(qū)農(nóng)業(yè)的影響[J].氣候變化研究進(jìn)展，2007，3（4）：229-233.

[2] 賈建英，郭建平.東北地區(qū)近46年氣候變化特征分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2011，25（10）：109-115.

[3] 孫楊，張雪芹，鄭度.氣候變暖對西北干旱區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的影響[J].自然資源學(xué)報(bào)，2010，25（7）：1153-1161.

[4] 秦大河.中國西部環(huán)境演變評估綜合報(bào)告[M].北京：科學(xué)出版社，2002：56-66.

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[6] 劉彥隨，劉玉，郭麗英.氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及應(yīng)對策略[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，18（4）：905-910.endprint