1970～2020年嘉祥地區(qū)氣候變化特征及對農(nóng)業(yè)的影響研究

□文/李婷婷

近百年來，全球氣候正經(jīng)歷著以變暖為主要特征的顯著變化，這一變化及其產(chǎn)生的影響受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注［1-4］。基于地形、人口及經(jīng)濟(jì)等多方面因素，全球氣候變化對不同區(qū)域氣候變化的影響也會有明顯區(qū)別，因此，對于區(qū)域氣候變化特征的研究具有重要應(yīng)用價值及理論意義。

嘉祥縣位于山東省西南部，隸屬于濟(jì)寧市，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受季風(fēng)環(huán)流影響，春旱多風(fēng)、夏熱多雨、秋高氣爽及冬季干冷，四季分明，氣溫溫和，降水時空分布不均。嘉祥地區(qū)區(qū)域氣候特征明顯，其氣溫和降水量變化對經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民財產(chǎn)安全極為重要。研究嘉祥地區(qū)1970～2020年間的氣候變化特征，以便更深入地認(rèn)識該區(qū)域氣候的長期演變規(guī)律，為本地區(qū)農(nóng)業(yè)種植及防汛抗旱等相關(guān)工作提供一定的科學(xué)依據(jù)及理論指導(dǎo)。

一、氣象資料

資料來源于嘉祥國家氣象觀測站，本文所用數(shù)據(jù)為嘉祥國家氣象觀測站1970～2020年的氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)。本文季節(jié)劃分為：3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月～次年2月為冬季。

二、氣溫變化特征

（一）氣溫年際變化分析

1970～2020年嘉祥縣年平均氣溫14.3℃。從年氣溫距平圖（圖1）分析，1987年之前氣溫距平均為負(fù)距平（除1978年氣溫距平為0.0℃外），其中最低氣溫距平值出現(xiàn)在1984年，為-1.2℃；1987年至2001年，15年間氣溫距平僅有5年為正值，且氣溫距平均未超過0.7℃；2002年之后氣溫明顯上升，19年間氣溫距平僅有4年為負(fù)值，氣溫距平超過1.0℃的年份為2014年、2017～2018年，均出現(xiàn)在2000年之后，說明近年來升溫日趨明顯，最高距平出現(xiàn)在2014年，達(dá)到1.2℃。20世紀(jì)70～80年代氣溫較多年平均氣溫偏低，為相對冷期，距平為-0.3℃、-0.4℃，90年代及21世紀(jì)初期由偏冷年代向偏暖年代過渡，00年代氣溫距平已達(dá)到0.1℃；21世紀(jì)10年代氣溫繼續(xù)上升，2010～2020年氣溫距平達(dá)到0.7℃。

圖1 年氣溫距平變化和線性趨勢

氣溫年際變化趨勢分析表明：嘉祥縣1970～2020年間最冷時期為20世紀(jì)70～80年代，平均氣溫為13.9℃，最暖時期為2012年至今，平均溫度達(dá)15.1℃。51年間氣候傾向率為0.3℃/10年，總體呈變暖趨勢。

（二）氣溫月變化分析

如圖2，嘉祥地區(qū)月平均氣溫在-0.6℃～27.3℃，1月氣溫最低，為-0.6℃，其次為12月、2月，分別為1.3℃、2.5℃；最高氣溫出現(xiàn)在7月，為27.3℃，其次是8月和6月，分別為26.0℃、25.9℃；3月為冬春季節(jié)轉(zhuǎn)換時期，溫度為8.5℃，11月為秋冬季節(jié)轉(zhuǎn)換時期，溫度7.8℃；初春升溫明顯，4～5月及9～10月溫度處于15.3℃～21.4℃之間。

圖2 月氣溫分布特征

三、降水變化特征

嘉祥縣1970～2020年年平均降水量為667.3毫米。根據(jù)1970～2020年降水距平變化曲線分析（圖3），嘉祥地區(qū)降水異常偏多的年份為11年，降水距平均超過100毫米，降水最多年份為2003年，降水偏多394.8毫米。嘉祥地區(qū)降水異常偏少的年份為14年，降水距平均低于-100毫米，降水偏少364.8毫米。1970～2020年間，根據(jù)降水距平的具體波動變化分析，20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)00年代為明顯的豐水期，降水分別偏多41.5毫米和79.8毫米，20世紀(jì)70～80年代降水量偏少，降水距平以負(fù)值為主，尤其是20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)枯水期，降水偏少105.1毫米。2010～2020年降水量變化波動較大，年代降水偏少3.3毫米。總體來看，1970～2020年嘉祥地區(qū)降水呈波動變化，且變化較為劇烈，降水增加系數(shù)為14.2毫米/10年，降水呈弱增加趨勢。

圖3 年降水距平變化和線性趨勢

四、氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及應(yīng)對策略

（一）氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

1.氣溫變化的影響

近50年嘉祥地區(qū)氣溫上升趨勢較為顯著，會使光合作用速率增加，還會提升農(nóng)作物對水分的利用率，有利于農(nóng)作物生長發(fā)育。另外，因溫度的上升，會使農(nóng)作物生長發(fā)育速度加快，生育期時間縮短，使得作物產(chǎn)量急劇下降。暖冬天氣的出現(xiàn)會使冬小麥生長旺盛，而一旦出現(xiàn)“倒春寒”則會造成小麥抵御凍害能力大幅度下降，極易遭受凍害，甚至是會造成麥苗死亡，在麥苗生長后期也極易出現(xiàn)倒伏，嚴(yán)重影響夏收產(chǎn)量。

氣溫升高會使土壤內(nèi)的有機物質(zhì)分解速率加快，減少了土壤內(nèi)的有機物含量，地力下降，一旦遭遇干旱，則會對根生物量積累和分解產(chǎn)生抑制，為了解決該問題，可通過施肥的方式滿足農(nóng)作物對養(yǎng)分的需求，此時投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的資金增加。氣候變暖會使年溫差和日較差減小，不利于農(nóng)作物有機物積累，進(jìn)而造成農(nóng)作物減產(chǎn)。氣候變暖可提升病蟲害越冬能力，使得作物蟲源和病源均有不同程度的增加，田間害蟲休眠時間縮短，加快了害蟲繁殖速度，對農(nóng)作物危害進(jìn)一步加重。隨著氣溫的回升，土壤內(nèi)的水蒸氣蒸發(fā)速率加快，因失墑嚴(yán)重，會加劇農(nóng)田干旱化程度。

2.降水變化的影響

結(jié)合近50年嘉祥地區(qū)降水量資料，除了秋季外，其余三季降水量均呈現(xiàn)出增加的趨勢，只是增加趨勢不太顯著。秋季降水量減少，很容易引發(fā)秋季干旱，對秋播工作的開展極為不利；冬季降水增加，但降水量偏少，則不利于農(nóng)作物生長發(fā)育；春季和夏季降水量相對較多，但一旦出現(xiàn)干旱災(zāi)害，對冬小麥等農(nóng)作物生長均會產(chǎn)生不同程度的影響。再加上全球氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇，農(nóng)作物對水分的需求量增大，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極不穩(wěn)定，因降水量時空分布不均，使得極端降水事件頻繁出現(xiàn)，極易引發(fā)洪澇災(zāi)害，使得防范難度進(jìn)一步加劇。

（二）應(yīng)對策略

1.對氣候變化加大研究力度，以全面了解氣候變化規(guī)律，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，不斷優(yōu)化農(nóng)作物布局，合理進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；積極選用抗病、抗逆性強的農(nóng)作物品種，加大農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)研發(fā)力度，合理開發(fā)利用空中云水資源，提升地表有效降水。

2.加強氣候監(jiān)測，提升天氣預(yù)測預(yù)報水平。盡快構(gòu)建起同嘉祥地區(qū)相適應(yīng)的氣象災(zāi)害防御機制和應(yīng)急保障體系，不斷增強氣象為農(nóng)服務(wù)水平，以更好地應(yīng)對極端災(zāi)害性天氣事件。

3.加大氣象為農(nóng)服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)力度，實現(xiàn)多部門間的信息資料共享，將新媒體與傳統(tǒng)媒體進(jìn)行結(jié)合，不斷拓寬氣象為農(nóng)服務(wù)信息發(fā)布渠道和覆蓋范圍，將其在防災(zāi)減災(zāi)中的效益充分發(fā)揮出來。

五、結(jié)果與討論

1970～2020年，嘉祥地區(qū)年平均氣溫呈增溫趨勢，年平均氣溫增溫幅度為0.3℃/10年。月平均氣溫在-0.6℃～27.3℃之間，其中，1月氣溫最低，7月氣溫最高。降水量呈波動變化，年降水呈增加趨勢，降水增加系數(shù)為14.2毫米/10年。20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)00年代，為明顯的豐水期，20世紀(jì)70～80年代降水量偏少，2010～2020年降水量變化波動較大。此外，嘉祥地區(qū)年內(nèi)月降水分布不均，6～9月降水明顯偏多，12～3月降水量較少。

綜合分析，嘉祥地區(qū)近51年氣候變化特征，春季氣溫明顯增加，但降水的增加趨勢不夠明顯，表明春季發(fā)生干旱的可能性略有增加，要注意春季抗旱工作；而夏季降水增加趨勢較為明顯，雖有利于緩解相關(guān)旱情，但同時也增加了發(fā)生洪澇災(zāi)害的概率，要做好防汛相關(guān)工作。