新疆氣候變化特征分析及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

新疆氣候變化特征分析及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

Summary：氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的關(guān)系較為密切，研究某地氣候變化規(guī)律，可以為當(dāng)?shù)卣{(diào)整農(nóng)作物種植制度、引進(jìn)新品種等提供參考依據(jù)。本文結(jié)合新疆1981~2019年逐月平均氣溫和降水量資料，分析氣候變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明，近39年新疆年、四季平均氣溫和降水均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)；氣溫和降水量變化的過程中對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害、農(nóng)作物產(chǎn)量、農(nóng)作物病蟲害、農(nóng)作物生育期、施肥量均會(huì)造成不同程度的影響。Keys：氣候變化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響新疆引言當(dāng)前，氣候變化已經(jīng)成為了全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題。氣候是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本且重要的自然環(huán)境條件之一。氣候在為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供光、熱、水、空氣等能量的同時(shí)，還能提供物質(zhì)資源。區(qū)域內(nèi)的氣候條件對(duì)該地農(nóng)業(yè)類型、發(fā)展遠(yuǎn)景、農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量、種植制度等起著決定性作用。近百年來，全球的近地面平均氣溫上升趨勢(shì)顯著，氣溫對(duì)植物光合作用的正常進(jìn)行產(chǎn)生影響，進(jìn)而作用到作物產(chǎn)量和生物量上，而降水和日照時(shí)數(shù)變化也會(huì)影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響涉及農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)、種植制度、病蟲害遷移、品種改良等不同關(guān)鍵環(huán)節(jié)。氣候變化，特別是極端災(zāi)害性天氣的出現(xiàn)對(duì)糧食生產(chǎn)的影響極大，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性水平。研究資料和方法本文利用新疆氣象局提供的1981~2019年共39年逐月平均氣溫、降水量數(shù)據(jù)，利用一元線性回歸法對(duì)新疆氣候變化特征進(jìn)行分析。本文按照12月到次年2月為冬季，3~5月為春季，6~8月為夏季，9~11月為秋季生成逐季氣溫和降水量資料。新疆氣候變化特征2.1氣溫在全球和我國(guó)北方地區(qū)增暖的大背景下，新疆境內(nèi)的年平均氣溫也呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)。通過對(duì)新疆1981~2019年新疆逐年平均氣溫變化曲線作為分析時(shí)段（圖1），從圖中可以看出，近39年新疆年平均氣溫為8.1℃，其中年平均氣溫的最大值為9.4℃（2016年），最小值為6.2℃（1984年）整體氣溫呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，且上升趨勢(shì)較為明顯，也就是每10a升溫0.435℃。圖11981~2019年新疆逐年平均氣溫變化趨勢(shì)圖通過對(duì)新疆四季平均氣溫進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，近39年間，新疆四季平均氣溫均呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，其中以春季、夏季增溫趨勢(shì)最為明顯，而冬季增溫趨勢(shì)相對(duì)較弱。其中春季平均氣溫快速增加，增長(zhǎng)率在全年中最大，變化傾向率為0.673℃/10a；其次是秋季和冬季，兩季氣溫增加趨勢(shì)基本持平，變化傾向率分別為0.436、0.424℃/10a，冬季平均氣溫只是略有上升，增長(zhǎng)率在全年中是最小的，變化傾向率為0.168℃/10a。2.2降水以1981~2019年新疆年均降水量曲線作為分析時(shí)間段，近39年間，新疆的年降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢(shì)（圖2），其氣候傾向率為9.207mm/10a。其中年降水量的最大值為234.1mm，出現(xiàn)在2016年，最小值則只有99.6mm，出現(xiàn)在1997年，最大值將近是最小值的3倍。結(jié)合年降水量變化曲線圖，在2008年之前，新疆逐年降水量幾乎都在平均值上下來回波動(dòng)，且波動(dòng)范圍較小，從2008年往后，降水量波動(dòng)范圍較大。圖21981~2019年新疆逐年降水量變化趨勢(shì)圖通過分析新疆近39年春、夏、秋、冬四季的降水量變化，其中以春季降水量增長(zhǎng)趨勢(shì)較為明顯，線性傾向率為2.693mm/10a；而秋季、夏季和冬季增長(zhǎng)趨勢(shì)較弱，線性傾向率分別為2.23mm/10a、2.097mm/10a、2.059mm/10a。春季降水對(duì)近39年新疆降水量年貢獻(xiàn)值最大。3、氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響3.1氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害的影響隨著全球氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇，新疆境內(nèi)的氣溫也呈現(xiàn)出升高的趨勢(shì)，使得異常氣候頻繁出現(xiàn)，特別是極端災(zāi)害性天氣現(xiàn)象呈現(xiàn)出多發(fā)、頻發(fā)態(tài)勢(shì)，將會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性水平產(chǎn)生影響，同時(shí)還會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。氣候變化的過程中，可造成新疆土地沙化、堿化以及草原退化面積不斷擴(kuò)大，加重了區(qū)域氣候?yàn)?zāi)害、荒漠化和沙塵暴的危害程度。3.2氣候變化對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)受氣候變化的影響較大。隨著氣溫的增加，新疆境內(nèi)的冬小麥和棉花等農(nóng)作物產(chǎn)量也會(huì)增加。如冬季氣溫的升高，會(huì)有效降低冬小麥越冬死亡率，為了確保優(yōu)良品質(zhì)的弱冬性小麥品種可以正常生長(zhǎng)，可以優(yōu)先選擇抗寒性強(qiáng)或冬季性能稍弱且具有較好豐產(chǎn)性的農(nóng)作物品種。對(duì)于棉花來說，超過10℃的積溫同棉花產(chǎn)量的關(guān)系較為密切，隨著積溫的增加產(chǎn)量也隨之上升。近39年新疆的整體氣溫呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，氣候變暖為玉米、棉花、葡萄等喜熱、喜溫作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供了有利的氣象條件，對(duì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)作物的形成較為有利。3.3氣候變化對(duì)農(nóng)作物病蟲害的影響氣候變化將會(huì)誘發(fā)白粉病、紅蜘蛛、蚜蟲等農(nóng)作物病蟲害。因平均氣溫的增加，尤其是冬季氣溫的上升，將會(huì)加劇農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生和流行。受到氣候變暖和小麥種植密度增加的影響，小麥條銹病出現(xiàn)時(shí)間也有一定的提前趨勢(shì)，且對(duì)冬小麥的危害程度不斷加強(qiáng)。3.4氣候變化對(duì)農(nóng)作物生育期的影響農(nóng)作物的發(fā)育速度會(huì)隨著溫度的升高而加快。對(duì)于冬小麥來說，因近39年新疆秋季的氣溫整體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，播種期時(shí)間會(huì)有不同程度的推遲，且在冬前的發(fā)育速度也往后延遲。由于新疆春季的氣溫增加，會(huì)造成冬小麥返青和生殖生長(zhǎng)階段提前，全生育期也會(huì)有7~9d的縮短。對(duì)于喜溫和喜熱的農(nóng)作物來說，如玉米和棉花，氣溫增加的過程中也有利于其生長(zhǎng)發(fā)育速度，且玉米播種期也會(huì)提前；但是生殖生長(zhǎng)階段會(huì)有一定的推遲，尤其是以乳熟期的延長(zhǎng)時(shí)間最多；氣溫升高的過程中，棉花播種期、吐絮期和停止生長(zhǎng)期均有不同程度的提前趨勢(shì)，總體來說，棉花全生育期時(shí)間延長(zhǎng)了將近5d左右。3.5氣候變化對(duì)施肥量的影響根據(jù)相關(guān)資料顯示表明，新疆境內(nèi)大部分的土壤肥力以中等偏下為主。氣候變暖將會(huì)加快分解土壤有機(jī)質(zhì)的微生物速率，長(zhǎng)期下去就會(huì)降低土壤肥力。尤其是在二氧化碳濃度偏高的情況下，即使光合作用的增加可使根生物量上升，彌補(bǔ)了土壤有機(jī)質(zhì)減少的情況，一旦土壤缺水嚴(yán)重，將會(huì)在一定程度上限制根生物量的積累和分解。為了確保農(nóng)作物可以正常生長(zhǎng)發(fā)育，需要增加施肥量。因環(huán)境溫度對(duì)肥效的影響極為明顯，尤其是氮肥，溫度每增加1℃，被農(nóng)作物直接吸收利用的速效氮釋放量將會(huì)增加4%，同時(shí)還會(huì)縮短釋放期。結(jié)論：近39年來，新疆年/四季平均氣溫和降水量均呈現(xiàn)出不斷增多的趨勢(shì)，呈現(xiàn)出了明顯的變暖、增濕趨勢(shì)，使得各種極端災(zāi)害性天氣事件頻繁出現(xiàn)，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。新疆自然災(zāi)害較多，干旱、高溫、低溫冷害、病蟲害等會(huì)導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)新疆近年來的氣候變化，需繼續(xù)加強(qiáng)和提高對(duì)各種災(zāi)害性天氣的預(yù)測(cè)水平和防御能力，做好節(jié)水灌溉的推廣工作，加強(qiáng)病蟲害防治，積極培育出適合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)的優(yōu)良品種，對(duì)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)和品種布局不斷進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源進(jìn)行充分利用，將氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響降到最低。