江漢平原氣候變化及其對農業生態的影響與對策

■ 賀程程 周霞 楊峰 周莉莉

近55年來江漢平原年平均氣溫呈顯著上升趨勢，降水量呈現微上升趨勢，降水年際間變化明顯。氣候變暖使江漢平原徑流量增加，干旱和洪澇等災害出現的頻率進一步增加。基于對生態文明的認識，提出了污染治理、調整產業結構、推廣生態農業、打造休閑農業、發揮氣象作用等農業生態適應氣候變化的策略。

江漢平原位于長江中游，地處湖北省中南部，是湖北省及全國的重要商品糧、棉、油生產基地和畜牧業、水產基地。其西起宜昌枝江，東迄武漢，北自荊門鐘祥，南與洞庭湖平原相連，面積約4.6萬km2，主要包括荊州市的荊州區、沙市區、江陵縣、公安縣、監利縣、石首市、洪湖市、松滋市8個（縣、市）區及仙桃、潛江、天門3個省直管市，并輻射周邊武漢、孝感、荊門和宜昌4個市的部分地區。江漢平原因其地跨漢江和素有“九曲回腸”之稱的長江而得名，這里地勢低平，河道縱橫交錯，湖泊星羅棋布，呈現出一幅典型的“水鄉澤國”和“魚米之鄉”的景色。

然而，自20世紀50年代以來，人類對江漢平原湖泊演化的影響達到前所未有的地步，湖群資源從總體上遭受巨大破壞，大量湖泊消亡，湖區生態平衡嚴重失調，洪澇災害頻率增加，水污染不斷加重，嚴重的水污染已經使相當多的地區出現水質型缺水，水資源受到嚴重威脅。研究近代湖泊水域變化，分析目前湖泊存在的主要問題，探討氣候變化對江漢平原生態影響及適應對策，對于江漢平原生態環境的改善恢復和可持續發展具有重要意義。

1 氣候變化分析

利用江漢平原的荊州、天門等9個氣象站臺1961—2015年的氣溫、降水等氣象資料，使用線性回歸法分析了江漢平原近55年的氣候變化趨勢。1961—2015年，該區的年平均氣溫在波動中呈現顯著的上升趨勢（圖1），氣候傾向率為0.275 ℃/10a（P＜0.01）。該區域降水量有輕微增加趨勢（圖2），但程度不大，變化十分緩慢；從波動性來看，江漢平原年際間降水的波動很大，1973，1975，1977，1980，1983，1991，1998，1999，2002和2010年為大澇年，都發生了洪澇災害。同時，江漢平原的干旱頻次也逐漸提高，強度逐漸增強，特別是伏旱、秋旱發生的頻率明顯增多，1966，1972，1976，1978，1981，1985，1990，1992，2001，2006，2009和2011年都遭遇了嚴重的干旱少雨，成為危害嚴重的大旱年。

圖1 江漢平原1961—2015年氣溫變化趨勢

圖2 江漢平原1961—2015年降水變化趨勢圖

2 氣候變化對江漢平原現有水資源的影響

自古以來，江漢平原水資源豐富（圖3），主要由大氣降水、地下水和過往江河客水三大部分構成。年降水量為980～1300 mm，5—10月降水量占年降水量的65%～70%，雨熱同季，水熱配合協調，有益于農業生產潛力的提高。江漢平原年徑流深320～750mm，地表徑流資源總量1.50×1010m3，過境客水資源5.50×1010m3，眾多湖泊庫塘正常年份蓄水量4.58×109m3。區內廣泛分布著深厚的地下水資源，尤其是中深層承壓含水層厚度大，導水性能好，單井涌水量普遍大于10 m3/(h·m-1)，水資源極為豐富。湖泊眾多，水域面積廣是江漢平原農業生產的獨特優勢。江漢平原是全國淡水湖泊最密集的地區，擁有6.67km2以上的大小湖泊500多個，正常蓄水位總面積1605km2。這些湖泊是江漢平原的主要灌溉水源之一。

圖3 江漢平原濕地水系統關系結構圖

20世紀，江漢平原中部地區部分農田長期處于高水位甚至淹水的運行狀態，加上“大平小不平”的微地域地貌分異特點和降水在時間分布上的不均勻性成為江漢平原76.4萬hm2澇漬地澇漬相隨發生發展的外部客觀原因；而盲目的湖泊圍墾、調蓄能力弱、排灌系統不完善則是澇漬相隨、旱澇并存的人為原因。據統計，20世紀50年代初期到80年代初期，僅長江中下游水系湖泊濕地因圍墾減少面積就達1.3萬km2，占全國總湖面積的20%左右，長江原有22個較大的通江湖泊，因大量不合理開發建設而喪失了567億 m3的蓄洪庫容，約相當于3個三峽水庫的實際蓄水量；其中湖北省的湖泊面積縮小68%以上，湖（庫）容蓄水能力縮減56億m3左右，等于損失一個荊江分洪區。原長江10年一次的大洪水現變為10年四次，旱災也達到3年一次，而且圍湖造田本身抬高了江湖水位，使澇漬災害加重，農作物的產量和質量下降。

進入21世紀，隨著全球氣候變暖，江漢平原得天獨厚的水資源逐漸轉變為水質型缺水和工程型缺水等狀況，陸地地表水位相應下降，大量的湖區、水田因缺水變成旱田，江漢平原農業生態系統面臨嚴峻挑戰。主要原因：1）氣候變暖使江漢平原上游的漢江來水量減少；2）氣候變暖使江漢平原徑流量增加，年平均蒸發量增大，干旱和洪澇等災害出現的頻率將會進一步增加；3）生產生活中大量產生的“三廢”及過度使用化肥農藥排放的污水導致水體污染；4）國家水利建設工程導致來水減少，如三峽工程枯水期蓄水發電導致長江下游地區過往江河客水減少，國家南水北調工程從漢江抽走一部分水量，使得江漢平原下游過往江河客水明顯變少。

目前，江漢平原最常見的水污染是有機污染、富營養污染、重金屬污染以及這些污染共存的復合性污染。當前該地的水污染日益加重，陸地地表水位下降，地表和地下水都受到嚴重污染。嚴重的水污染已經使相當多的地區出現水質型缺水。江漢平原沿江城市江段部分斷面水質超過國家規定標準，岸邊污染帶嚴重。漢江個別斷面的個別項目有超標現象，天門以下至武漢河口段水質在枯水期多有超標現象。河湖淤塞，航運受阻，澇、漬、旱災害頻度加劇，天然水生生物資源日益枯竭，生物多樣性下降，農田沼澤化等影響環境和生態平衡。同時，河水水溫上升給一些致病微生物造成一個溫床，使它們得以滋生、泛濫，引起疾病流行，嚴重危害人類健康。

3 氣候變化對江漢平原農業生態的影響

20世紀90年代之前，江漢平原耕地占土地總面積的47.4%，林地占10.2%，草地占1.8%，水域占19.6%，其他占21%（圖4）。特定的農業生物種群是水稻、棉花、油菜、大麥、小麥，并發展有淡水養殖業和養豬牧業。在耕作制度上實行一年三熟制或兩熟制，即整個江漢平原生態系統的環境庫與生物庫的容量是匹配的，兩者之間相互依賴、相互適應，并基本保持著相應的生態平衡。其總的特征表現為：在地跨中亞和北亞亞熱帶季風氣候充足的光熱條件下，在相對豐沛的水資源條件下，在得天獨厚的土壤資源條件下，與這些環境資源優勢相匹配，經自然和人為的科學篩選，構成了江漢平原最佳的農業組合，且物種繁多，優質高產，構成湖北省最好的農業區。

圖4 江漢平原分區圖

進入21世紀以來，受自然因素和人為因素的共同作用，江漢平原湖泊演變日漸加劇，農業生態環境日益惡化。因水資源減少，江漢平原土地生態系統承載力總量減少40.63×104g·hm2，人均生態承載力也由1.17 g·hm2下降至0.97 g·hm2，說明江漢平原區域范圍內用于生物生產的土地面積呈下降趨勢，生態承載力水平和人均生態承載力逐漸降低；同期，江漢平原南部的生態穩定指數下降較大，各網格的平均穩定指數由0.72下降至0.52；各網格的平均生態適應指數由0.56下降至0.41，中南部區域下降的范圍最大。1987—2010年江漢平原區域各網格土地生態系統安全指數的平均值由1.41下降至1.27，土地生態安全狀況下降明顯。

氣候變化主要表現在三個方面，即平均氣溫上升（氣候變暖）、降水不均衡和極端天氣氣候事件。而降水不均衡和極端天氣氣候事件增多的主要表現就是干旱。如2003年7月23日—8月9日，江漢平原的荊州市出現了連續18天日最高氣溫大于32 ℃，連續7天日最高氣溫大于35 ℃，且2天高于38 ℃的連續超歷史的高溫天氣，荊州市中稻出現了大面積的空秕率增高，部分田塊空秕率高達35%，個別田塊甚至絕收，影響面積超過6.67萬hm2。荊州市中稻平均每公頃產量比上年減少1065 kg。

當然，氣候變化對江漢平原農業生態的影響也是有利有弊的。在全球氣候變暖的大背景下，江漢平原的四季發生了一定的變化，如夏季延長，冬季縮短等。氣候變暖使得有效積溫增加，作物生長季縮短，有可能導致農業復種指數增加、晚熟品種種植增加，促進種植結構調整等。氣溫升高的負面影響是夏季高溫日數增多，高溫熱害對作物帶來不利影響，自然界蟲卵、病菌越冬存活概率增加，來年病蟲害將有可能趨重發生。氣候變暖還使土壤水分蒸發量加大，熱量資源增加的有利因素可能會因水資源的匱乏而得不到充分利用，作物產量波動的氣候風險性增加。

4 對策

綠水青山就是金山銀山。江漢平原的氣候變化對該地區農業環境的影響是非常明顯的，必須加強研究，提出相應的對策。應對氣候變化，江漢平原要重視生態文明建設，大力推動鄉村振興計劃，真抓實干治理污染；要充分利用氣候變化的積極方面，控制、減少消極方面，使江漢平原的農業生態環境得到持續穩定的發展。

1）搞好污染治理。治理江漢平原土壤及地下水污染主要方法是：①在重點污染區探索建立農產品產地休耕試點，建立健全地下水環境監管體系，制定地下水污染防治應急措施；②推進農村土地整治和高標準農田建設，開展土壤有機質提升行動、化肥農藥零增長行動、耕地重金屬污染治理行動，穩步提升耕地質量；③重視農作物病、蟲、草害的防治工作，建立健全植保組織，形成監測防治網絡，對有害生物進行綜合防治，以防為主；④在中上游地區植樹造林，加強干堤建設，清除河道行洪障礙，嚴禁圍墾河、湖、洲、灘；⑤重點開展“四湖”流域綜合治理，實施湖北省“一江三河”水系連通工程，連通流經江漢平原核心區域的漢江、漢北河、天門河和府澴河，優化江漢平原水資源配置格局，實現連網成片，推動江漢平原的水連起來、清起來、活起來、美起來。

2）調整產業結構。江漢平原屬副熱帶季風氣候，具有雨量充沛、日照充足、四季分明等特點。①要充分利用該地區農業發達、物產豐富的優勢，根據市場行情和效益迅速轉變種植模式。例如，由于氣候變暖，水資源減少，將原來的水田改為旱地，栽種一年三熟的鮮食玉米、新品種土豆，即使地下水位降低，這些旱地經濟作物也不會受影響。②選擇合適地域，掌握適度規模，重點突破，梯次推進，重點發展具有本地特色、競爭力強的產品，實施名牌產品戰略。③優先開發特種水產、良種水禽、優質大米、良種藕、反季節蔬菜、飼料等產品，實現種養加工一條龍、貿工農一條龍、產供銷一條龍、農科教一條龍。

3）推廣生態農業。①廣泛應用綠色模式，生產與生態要協調。稻作區因地制宜建立“中稻—再生稻—油菜（綠肥）”“稻蝦共（連）作”等綠色高效模式。②適區與適種要一致。在旱田和水旱兩兼地區大力發展優質大豆間作玉米、“麥—玉—玉”一年三收青貯等模式。③不斷擴大種植規模。建立現代農業技術服務平臺，以推動“土地適度規模化”和“利用現代農業科技把地種好”為突破口，以集成現代農業種植技術和智慧農業為手段，以農產品品質和種植效率提升為核心，提供線上線下相結合、涵蓋農業生產全過程的現代農業綜合解決方案，通過全方位農業種植水平的提高，最終實現農業產業鏈綜合價值提升和種植者效益提高的目的。

4）打造休閑農業。休閑農業已然成為鄉村旅游的新時尚。江漢平原的休閑農業要結合區域特色農業資源和水資源，在集中連片的地方發展具有觀光價值的大田或水上種植養殖項目如油菜花海、荷塘觀光、水產養殖觀光以及蔬菜水果觀光采摘等，開發垂釣、捕撈、水上運動和水生蔬菜果實采摘等項目，輔以季節性的農家餐飲。要利用交通路網較為完善的優勢，在縣城周邊、自然景區和人文景觀附近，以及車站、高速公路出口、國道省道節點、港口碼頭附近，發展以水產品、家禽產品和蔬菜為重點的特色農家樂、漁家樂和休閑農莊，輔以當地傳統農具和生活用具等農耕文化陳列展示，培植一批立足農特產品精深加工的休閑農莊。要因地制宜發展“一鎮一業”“一村一品”。針對目前休閑農業在結構布局上缺乏整體性，急需轉型升級的狀況，要不斷提高經營服務水平。

5）發揮氣象作用。氣象部門要為農業生態環境保護，打好污染防治攻堅戰提供精準氣象服務，為建設美麗江漢貢獻氣象智慧。①要提高服務生態環境保護和推進綠色發展的水平和力度，拓展水林田湖草等生態系統的氣象綜合觀測領域。②要做好對主要生態系統災害的實時監測和早期預警，為生態系統保護和修復提供更有針對性的氣象服務。③要合理開發利用和保護氣候資源，根據氣候資源綜合調查結果進行氣候資源評價，編制氣候資源區劃。

深入閱讀

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