1971—2011年海南氣候變化特點及其對農業的影響

摘 要：通過1971—2011年氣象資料統計分析，探討儋州近40年氣候變化。結果表明：在研究周期內氣溫呈現波動略微升高的趨勢；降水量年際變化較大，總體呈現略微減少趨勢，特別是近10年，降水量減少尤為明顯。在此基礎上，以儋州為例分析氣候變化對海南熱帶農業的影響，提出在全球氣候變化背景下，保障熱帶高效農業安全生產的對策與建議。

關鍵詞：儋州市；氣候變化； 農業

中圖分類號：Ｐ４６７ 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.02.0１３

Climate Change and Impacts on Agricultural Production in Hainan from 1971 to 2011——A Case of Danzhou

HAN Qi1， ZHAO Cong-ju1， HUANG Qiu-ru2

（1. School of Geography and Tourism， Hainan Normal University， Haikou， Hainan 571158， China； 2. Hainan Meteorological Service， Haikou， Hainan 570203，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Studied the climate change in Hainan through the meteorological data of Danzhou from 1971 to 2011. The results showed that： ｄuring the study period temperature fluctuated and increased slightly. The inter-annual variation of precipitation was larger， and the precipitation slightly decreased， especially in recent 10 years， the decrease of precipitation was obvious. After that， taking Danzhou as an example， analyzed the influence of climate change on tropical agriculture， and put forward countermeasures and suggestions how to develop tropical and efficient agriculture under the background of global climate change.

Key words： Danzhou；climate change；agricultural

氣候變化對各個行業部門均有不同程度的影響，尤以農業部門最敏感和脆弱。氣候變暖、變干或變濕導致農業生態環境改變，引起農業結構和生產布局變化，進而增加農業生產的不穩定性，產量波動隨之增大，甚至會威脅到國家糧食生產安全[1]。20世紀80年代以來，氣候變化逐漸成為全球關注的熱點問題。《氣候變化國家評估報告》中指出，氣候變化將對我國的農業生產產生重大影響，如果不采取任何措施，到21世紀后半期，我國小麥、水稻和玉米的產量最多可下降37%[2]。學者林學椿等[3]研究近40年我國氣候趨勢指出，我國年平均氣溫以每１０年0.04 ℃的傾向率上升，年降水量以每１０年－１２．６６ mm的速度減少。陶忠良[4]分析海南島20世紀80年代的氣候變化及其對農業生產影響，發現氣溫、降水、雨日、干燥度、最低氣溫、低溫日數等變化均對熱帶作物生產產生影響：一方面氣溫升高，熱量增加，提高了作物的產量，也擴大了適宜播種的面積；另一方面：隨著氣候變暖，登陸的熱帶氣旋數目增多，風害成為熱帶作物主要的農業氣象災害；臺風雨增多，降水更加集中，而氣溫上升幅度較大，蒸發散增加，干、濕季更加明顯，旱害進一步加重。

海南島處于海陸相互作用、生態環境比較脆弱地帶，對氣候變化抵抗力以及受損生態恢復力都較弱。儋州為海南面積最大的縣級市，其農業生產是海南農業發展縮影。本研究以海南省儋州為例，通過分析1971—2011年氣溫和降水量數據，探討近40年來儋州氣候變化特點及其對農業生產影響，進而提出以儋州為代表的海南熱帶高效現代農業，應對氣候變化的發展對策和建議。

1 資料來源和方法

1.1 資料來源

儋州市位于海南省西北部，地屬熱帶季風氣候，日照充足，雨量充沛，具有大陸性熱帶島嶼氣候特征。多年平均溫度23.1 ℃，多年平均降雨量為1 486 mm。其中5—10月為雨季，降雨量占全年的83.4%；11月—次年4月為旱季，占年雨量的16%。雨量分布趨勢是由東南向西北逐漸遞減。多年平均蒸發量1 200～2 400 mm。

本研究所用的氣象數據主要源于海南省儋州市氣象觀測站，在1971—2011年的歷史逐月氣溫和降水量等氣象資料。研究過程中采用每10 年為一個基準研究周期，其中1971—1980為70年代氣候變化研究周期，1981—1990為80年代，1991—2000為90年代，2001—2011為21世紀初，共計4個研究周期。在季節上，以3—5月的平均氣溫和降水量總和代表春季氣溫和降水量，6—8月代表夏季，9—11月代表秋季，12月到翌年2月代表冬季。農業資料主要源于海南省及儋州市統計年鑒。

1.2 研究方法

本文的研究方法主要采用距平分析法和最小二乘法。

1.2.1 距平分析法 采用1971—2011年間的年平均氣溫和年降水量作為長期平均值，通過這一時間段內各年份與平均值的正距平和負距平來反映某個時間段的真實水平。同時運用正負距平百分率來表示顯示不同年代氣溫和降水量變化幅度。

1.2.2 線性趨勢分析 運用Excel統計分析軟件對儋州1971—2011年氣溫和降水量變化特點進行線性分析，以顯示某一個時間段某個氣象要素的變化趨勢。通過繪制歷年平均氣溫、多年四季平均氣溫、氣溫變化趨勢線和年降水量、多年四季平均降水量、降水變化趨勢曲線，分析以氣溫和降水為代表的氣候變化趨勢，揭示40年來海南省儋州市氣溫和降水變化特點。

2 結果與分析

2.1 氣溫變化趨勢

2.1.1 歷年氣溫變化趨勢 通過對氣象數據的分析研究發現，儋州市近40年間年平均氣溫為23.72 ℃，氣溫總體變化呈現波動式略微上升的趨勢（圖1）。20世紀70年代、80年代氣溫增溫幅度相對平緩，平均氣溫較低，平均距平為-0.48 ℃和-0.23 ℃。進入20世紀90年代，氣溫升溫幅度增加，平均距平為0.16 ℃。21世紀初表現為正常偏高，平均距平為0.55 ℃。統計顯示，近40年儋州市的升溫平均達每１０年０．３４ ℃，高于我國50年來平均升溫每１０年０．２２ ℃的水平[5]，表明儋州市氣溫增加趨勢更為明顯。

2.1.2 四季氣溫變化趨勢 從季節上來看，儋州四季溫差變化不大，近40 年春季年平均氣溫24.8 ℃；夏季最高，為27.8 ℃；秋季24.0 ℃；冬季氣溫最低，為18.4 ℃。秋季年平均氣溫上升最為明顯，高達每１０年上升０．５３ ℃；夏季和冬季增溫幅度同年度增溫幅度，為每１０年０．３４ ℃和0.28 ℃；春季最為不明顯，為每１０年０．１３ ℃（圖2）。20世紀80年代和21世紀初秋季的年度增溫高達 每１０年０．７ ℃。

2.2 降水量變化趨勢分析

2.2.1 歷年降水量變化趨勢 儋州市研究周期內多年平均1 765.966 mm，降水量年際變化明顯，波動較大，總體呈現略微下降趨勢（圖3）。通過對各個年代變化趨勢比較分析發現，20世紀90年代降水量最多，10年距平值達到124.7 mm，降水量波動較明顯；70、80年代為多雨期，10年距平值67.2 mm和61.3 mm；21世紀降雨量明顯減少，其中多年份降雨量低于40年平均值，10年距平值為-202.5 mm，特別是2010年，僅為878.5 mm，為近40年內最低值。

2.2.2 四季降水量變化趨勢 儋州四季年降水量總體與年度變化相似，但冬季無明顯變化。儋州有明顯的雨季和旱季，其中冬季和春季多為旱季，多年平均降水量分別為330.87 mm和72.06 mm。夏季和秋季為雨季，降水量明顯增多，多年平均降水量分別為750.32 mm和619.39 mm。從年際變化趨勢來看，夏季和秋季的降雨量減少最為明顯，高達每１０年減少68.11 mm和每１０年減少46.76 mm，而春季和冬季的變化比較不明顯。

2.3 極端天氣

雨季降水集中、強度大，影響降水利用效率；旱季降水少，容易形成季節性干旱，甚至發生嚴重的旱災；海南是我國災害天氣較為頻繁出現的地區。海南旱災平均1.3年發生１次，中西部一些市縣幾乎年年發生旱災[6]。近40年間，影響海南省最嚴重，波及范圍最廣泛，持續時間最長的干旱發生在1976年11月—1978年4月的連年干旱，連續干旱時間長達一年半，期間降水量普遍減少六成，南渡江、萬泉河、昌化江出現歷史最低水位。1997年6—9月，儋州市出現夏季早旱，給農業生產和人民生活帶來重大影響。儋州2010年平均氣溫高達25.1 ℃，高出近40年平均氣溫1.22 ℃，其中6月份和7月份高達30.3 ℃和29.9 ℃；當年的降水量為1971—2011年最低值，全年降水量僅為878.5 mm，氣溫較高的6月和7月降水量僅為92.3 mm和41.3 mm。暴雨發生幾率高，強度強，主要集中在4—10月。如1999年11月上旬，受冷空氣和南海熱帶云團的影響，海南省出現長時間大范圍的降水天氣，儋州市從11月4日20時—13日20時累計降水量達391.7 mm，僅11月6日一日降水量高達251.3 mm，5—7日當地發生洪澇災害[7]。

3 小結與討論

近40年儋州市的升溫平均每10年達0.34 ℃，高于我國50年來平均每１０年升溫０．２２ ℃的水平，表明儋州市氣溫增加趨勢更為明顯。其中秋季年平均氣溫上升最為明顯，每１０年升溫高達０．５３ ℃；夏季和冬季增溫幅度同年度增溫幅度，春季最為不明顯。降雨量總體呈現略微下降趨勢，21世紀以來降雨量明顯減少，其中多年份降雨量低于40年平均值。從年際變化趨勢來看，夏季和秋季的降雨量減少最為明顯。極端性天氣災害對當季減產或絕收的短期效應非常突出，長短期氣候變化因子間相互作用與交錯疊加，帶來的不利效應會嚴重放大。氣候變化對農業的影響更加深遠，為此應結合當地農業特點，剖析氣候變化對農業發展的影響。

3.1 對農業生產布局和結構變動與調整的影響

氣候變化會引起熱帶農業生產布局和結構變動與調整，進而導致熱帶作物種類、品種的布局和比例的變化。目前，熱帶作物在海南省的布局主要是依據氣候條件與水資源條件進行區劃的。隨著氣候的變化，熱帶作物的布局和結構將面臨一個大的調整。近年來，儋州市大農業格局正在逐步優化調整，種植業和林業產值有所下降，漁業和畜牧業產值有所上升。而種植業中，糧食作物播種面積大幅度下降，蔬菜瓜果、經濟作物播種面積有所上升，橡膠面積有所增加，糖蔗、水果面積波動較大。

3.2 氣溫增高、降水減少和社會發展，加劇水資源緊張態勢

21世紀以來，10年距平值為-202.5 mm，降雨量明顯減少。氣溫增加趨勢更為明顯，致使水資源量減少；另一方面，儋州農業用地面積不斷增加，1997年農業用地17.49萬hm2，2011年增加到24.91萬hm2，尤其是瓜果、蔬菜、花卉等特色農業比例不斷增加，農業用水需求快速增加；再加上社會經濟發展，行業耗水增加，局部水污染問題未能有效管控，使水資源供求矛盾更加突出。水資源不足已經成為儋州農業以及社會發展的主要制約之一。

3.3 氣候變暖導致病蟲害加重，其中高溫干旱位列影響因素的首位

隨著氣候變暖，作物生長季延長，病蟲害的生長季節也延長，害蟲繁殖代數增加，而冬季氣溫偏高也有利于病蟲越冬，因此各種病蟲害出現的范圍擴大，加劇了流行和危害[9]。

3.4 極端天氣對農業影響進一步加劇

在全球氣候變化背景下，異常氣候出現的概率大大增加，而這些極端天氣事件將對農業的生產和可持續發展產生重要影響。例如：橡膠的生長需要高溫、多雨、沃土、靜風的生態環境，近年來，海南氣候變化呈現增溫，變干的趨勢，登陸的熱帶氣旋增多，橡膠風害進一步加重。2008年初，一場50年一遇的持續低溫陰雨天氣以及2005年9月26日“達維”臺風均給海南橡膠的生產造成了嚴重災害性影響[10]。

4 對策與建議

4.1 合理謀劃、科學規劃，推進熱帶高效農業建設

海南光照、熱力資源充足，但季節性缺水、工程性缺水并存。加強氣象數據監測與氣候變化研究，科學評價海南農業發展利弊，并提出應對措施。大力發展沿海防護林和田間防風林、選育抗旱抗風抗病蟲害新品種，研究高溫熱害、干旱等危害熱作生產天氣、氣候出現規律和形成機制，提出適應和防御的途徑與措施，為熱帶現代高效農業發展提供科學依據和技術支撐。

4.2 建立完善災害氣象預測體制及防災減災預警體系

極端氣象對海南熱帶農業的影響較大，加強長期天氣預報和極端氣候事件的預報工作，提高準確率，建立、健全防災減災的災害預警系統，設立專門的風險管理部門，并及時向相關部門提供決策氣象服務，是熱帶農業發展過程中急需不斷完善的工作。

4.3 調整作物結構和種植制度，優化農業生產布局

應針對未來氣候變化對作物造成的可能影響，適時調整作物品種、優化種植結構；大力發展生物技術，加強抗旱、抗高溫等抗逆品種的培育與篩選。研究作物生長發育、產量和氣象因素的關系，提出適應氣候變化的農業種植制度。調整和優化作物布局，形成農業生產對氣候變化趨利避害之農業布局。

4.4 加強農田水利建設，大力發展設施農業

海南降水集中，旱澇災害頻發。修建水庫與跨流域調水是調節水資源時空分配不均，減少災害損失的重要手段。隨著農業用水成本提高，現代農業必然向節水農業、精準農業方向發展。加強農業農村基礎設施建設，興修水利設施，引進先進農業生產技術，提高農業管理水平，大力發展設施農業，實現農業穩產高產與社會持續發展。

參考文獻：

[1] 張懷坤.全球變暖條件下農業可持續發展研究[D].長春： 吉林大學， 2011.

[2] 《氣候變化國家評估報告》編寫委員會.氣候變化國家評估報告[R].北京：科學出版社， 2007.

[3] 林學椿，于淑秋.近40年我國氣候趨勢[J]. 氣象， 1990， 16（10）：16-21.

[4] 陶忠良.海南島80年代氣候變化及其對熱帶作物的影響[J]. 熱帶作物研究， 1997（1）： 49-53.

[5] 陳隆勛，邵永寧.近四十年我國氣候變化的初步分析[J].應用氣象學報， 1991， 2（2）： 164-174.

[6] 陳寒松. 海南省千年自然災害史料集[M]. 海口： 海南出版社， 1995.

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[8] 海南省統計局.海南省經濟與社會統計年鑒（2011）[M]. 海口： 海南人民出版社， 2011.

[9] 李祎君，王春乙.氣候變化對中國農業氣象災害與病蟲害的影響[J].農業工程學報， 2010，26（10）：263-269.

[10] 周芝鋒.登陸海南島的熱帶氣旋特征及其對海南墾區橡膠生產的影響[C]//中國氣象學會2006年年會“災害性天氣系統的活動及其預報技術”分會場論文集.北京：中國氣象學會，2006.