氣候變化對齊河縣糧食生產的影響和對策

朱保美等

摘要

根據山東省齊河縣1959～2012年的氣象資料，利用最小二乘法對氣溫、降水進行線性擬合，并對暴雨、冰雹、大風等要素進行統計，分析了該縣近54年來的氣候變化特征和規律。結果表明，氣溫和降水的變化均具有明顯的波動性和階段性，二者均呈整體上升趨勢，氣溫的上升幅度比降水明顯偏大，降水季節性變化明顯，暴雨日數呈增加趨勢，冰雹和大風日數呈下降趨勢，暴雨等極端氣候事件的發生幾率有所增加。分析了氣候變化對農作物生長發育、產量形成等的影響，提出了適應氣候的對策，為今后齊河縣糧食生產順應氣候變化提供依據。

關鍵詞氣候變化；糧食生產；影響；對策

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）28-09869-03

The Impact of Climate Change on Grain Production in Qihe County and Countermeasures

ZHU Baomei1， HU Xuehong2， ZHOU Qing1 et al（1. Qihe County Meteorological Bureau of Shandong Province， Qihe， Shandong 251100； 2.Dezhou Meteorological Bureau of Shandong Province， Dezhou， Shandong 253078）

Key wordsBased on the meteorological data of Qihe County in Shandong Province during 1959-2012， linear fitting was conducted on temperature， precipitation by using the least square method， the avarage statistics was carried out on heavy rain， hail， gale and other elements according to 10 years a time. The climate change characteristics and laws of the county in recent 50 years were analyzed. The results showed that temperature and precipitation changes with fluctuation and obvious stages， two showed overall upward trend， the temperature rise was larger than precipitation， seasonal changes in precipitation， rainstorm day number increased， hail and gale days showed a decreasing trend， the probability of occurrence of extreme weather events such as heavy rain increased. The impact of climate change on development and growth， yield formation of crops were analyzed， which will provide basis for grain production in Qihe County adapting to climate change.

Key wordsClimate change； Grain production； Influence； Countermeasures

20世紀80年代以來，全球氣溫明顯上升，特別是20世紀90年代氣候急劇增暖[1-2]，氣候極端事件頻繁發生，不僅給社會和經濟發展帶來影響，還對人類生活和生態環境構成威脅。因此，氣候變化與研究越來越受到社會的關注[3]，氣候變化對農業生產、生態環境均會產生影響，制約著社會、經濟和生態的發展，不容忽視。筆者分析了齊河近54年來氣溫和降水的變化特征及其對糧食生產的影響，并提出了適應氣候變化應采取的措施。

1 資料與方法

氣候資料來自齊河縣氣象局1959～2012年（其中1991～1995資料缺測，缺測資料用插值法求出）的氣象觀測資料，選用齊河縣1959～2012年平均氣溫、降水量、冰雹日數、大風日數、暴雨日數等資料。采用最小二乘法等對這些資料進行統計分析，研究近54年來齊河縣氣候變化特征及其對糧食生產的影響。

2齊河縣氣候變化特征分析

2.1氣溫變化特征

從1959～2012年齊河縣逐年平均氣溫及其5年滑動平均（圖1）可以看出，近54年來齊河縣的氣溫變化具有一定的波動性和明顯的階段性，但氣溫整體呈上升趨勢，自20世紀80年代中期開始上升速度明顯加快，并一直持續到21世紀初。用最小二乘法對54年來的年平均氣溫進行擬合，線性函數為y=0.007x-1.074（r=0.262），可見齊河縣年平均氣溫以0.07 ℃/10a的速度上升。

圖1 1959～2012年齊河縣年平均氣溫、5年滑動平均及長期趨勢

把1959～2012年各季及年的平均氣溫按10年一個階段進行平均，與54年平均值進行比較，結果發現（表1），1959～2012年整個時段的氣溫可劃分為冷、暖2個時期，1959～1989年為相對的冷期，該時段平均氣溫為13.5 ℃，偏低0.1 ℃，1969年是近54年來的最低年，平均氣溫為12.6 ℃；1990～2012年為相對的暖期，該時段平均氣溫為13.8 ℃，偏高0.2 ℃，1997～2002年氣溫增暖明顯，該時段平均氣溫為14.1 ℃，偏高0.5 ℃，近54年來的氣溫最高值出現在該暖期的1998年，平均氣溫為14.5 ℃，偏高0.9 ℃。從表1還可看出，不同時段各季的平均氣溫變化各不相同，2000～2009年平均氣溫冬季>春季>秋季>夏季，夏季增溫不明顯，即對于氣候變暖的貢獻率冬季最大，其次是春秋季，最后是夏季。

2.2降水變化特征

從圖2可以看出，近54年來齊河的降水變化具有明顯的波動性和階段性，其中最大年降水量比最小年降水量多844 mm，前者是后者的4.4倍。從降水的長期變化趨勢看，降水總量略呈增加趨勢，用最小二乘法對54年來的降水量進行擬合，線性函數為y=0.212x+195.79（r=0.02），年降水量以2.12 mm/10a的速度遞增。

逐年各季降水量按10年一個階段進行平均，與54年平均值進行比較，結果發現（表2），1959～2012年整個時段的降水可劃分為多雨、少雨、多雨3個時期，1959～1979年為多雨期，該時段平均降水量642.2 mm，偏多10.5 mm，其中1961年是近54年來降水最多年，降水量達1 092.0 mm，偏多460.3 mm；1980～1989年為少雨期，該時段平均降水量503.2 mm，偏少128.5 mm，其中，1989年是近54年來降水次少年，降水量為371.8 mm，偏少259.9 mm，2002年是近54年來降水最少年，降水量僅248.0 mm，偏少383.7 mm；1990～2012年為多雨期，該時段平均降水量677.9 mm，偏多46.2 mm。從表2還可看出，不同時段各季節的降水量變化各不相同，季節性變化明顯，如1959～1979年的春季平均降水量偏少，而夏秋季卻相對偏多；1980～1989年的夏秋冬季平均降水量偏少，而春季卻相對偏多。可見一年四季的降水量均偏多或偏少的情況很少發生，若春季偏少，一般夏秋季偏多，若春夏季偏多，則秋冬季相對偏少，除個別年份，總體上年降水量與多年平均值較為接近。

2.3 暴雨、冰雹、大風天氣

對逐年日雨量達到50 mm以上的暴雨日及對日極大風速≥17.0 m/s的大風日數和出現冰雹的日數進行統計，按10年一個階段進行平均。結果發現，除1980～1989年暴雨日數偏少外，其他時段的暴雨日數均偏多，其中以1990～2009年更為明顯，說明近20年來強降水發生次數強度比前期明顯增加；就冰雹日數而言，1959～1968年次數最多，2000～2009年發生次數較少，2010～2012年最少，冰雹次數為0，1970～1989年發生次數無明顯變化，為0.3 d/a，整個時段冰雹日數呈下降趨勢；1959～2012年整個時段的大風日數呈明顯的下降趨勢，由最初的21.2 d/a下降至0.9 d/a。

由以上分析可知，不同的年份、季節氣溫的高低與降水的多少二者之間的變化并沒有明顯的規律可循，但近10年來氣溫和降水均呈上升趨勢，氣溫的上升幅度比降水明顯偏大。氣溫偏高的時段主要在冬秋季，降水偏多的時段主要出現在春夏季，即出現春夏季多雨、秋冬季暖干的現象。隨著暴雨日數的增加，極端強降水天氣出現的概率將增加，冰雹大風等災害性天氣也時有發生，因此，采取有效措施，適應氣候變化是非常必要的。

3氣候變化對糧食生產的影響

3.1 氣溫變化對糧食生產的影響

齊河縣的氣溫呈整體上升趨勢，對糧食生產來講，氣溫升高有利有弊。暖冬出現，利于越冬作物冬小麥的安全越冬；積溫增多，無霜期延長可以使農作物得到更多的熱量，提高了農作物的復種指數和產量，減少了凍害[4]。氣溫升高增大地表水的蒸發量，土壤有效水分將會減少，導致危害作物生長的水分脅迫加重，農業水資源短缺加劇[5]。氣溫升高后，土壤有機質的微生物分解加快，造成地力下降。雖然光合作用的增強能夠促進根生物量增加，在一定程度上補償了土壤有機質的減少，但土壤一旦受旱，根生物量的積累和分解均將受到限制。這意味著需要使用更多的肥料以滿足作物的需要，同時，隨著氣候變暖，作物生長季延長，昆蟲的繁衍代數將增加，還為各種雜草的生長提供了優越條件。因此，氣溫升高會加劇病蟲害的流行和雜草的蔓延，這就不得不使用更多的農藥和除草劑，增大了農業生產成本[5]。

3.2降水變化對糧食生產的影響

齊河縣的年降水量上升趨勢不明顯，上升幅度遠比不上氣溫上升的速度，降水量年際波動大，旱澇天氣經常發生。齊河縣的旱澇、大風等災害本來就頻發，隨著氣候的變暖，暴雨日數的增加，洪澇災害的發生頻率和強度可能還會增加，這些極端事件引起的后果也會加劇。降水量的變化也會導致蟲害的變化，干旱常導致大范圍蟲害，濕冷的環境也會導致蟲害增加[5]。單從氣候因素方面分析，干旱和洪澇頻繁的發生會導致一定范圍內的糧食作物受災頻繁，致使作物減產或絕產，從而造成全縣糧食產量下降。冰雹和大風日數的下降，說明二者對糧食生產的影響在逐漸減小，農作物因冰雹和大風受災的幾率減小，利于糧食作物的生長。

4適應氣候變化的對策

4.1搞好農田水利建設

疏通河道，加固水庫、塘壩，實行灌溉配套，提高水資源利用率，使旱能灌、澇能排，做到暴雨不倒壩，干旱有水澆，提高應對干旱洪澇氣象災害的防御能力。目前齊河縣根據氣候變化趨勢正在開展高產創建示范方開展高標準糧田建設，基本實現“田成方、樹成行、溝相通、渠相連、旱能澆、澇能排”，水利設施的建設在糧食生產中發揮了巨大威力。

4.2科學合理調整農業種植結構

農業對于旱澇災害最為敏感，也最為脆弱，受災害影響較大。根據齊河縣旱澇災害的發生規律和水資源條件，因地制宜科學合理調整農業種植結構，選種抗旱作物和推廣耐澇品種，調整作物播期，趨利避害，減輕災害威脅[6]。如齊河近幾年來推廣小麥品種選取濟麥22抗倒、抗病性好、產量也很好，濟麥22是非常優秀的品種；對全縣所有玉米高產創建田免費供應登海605和鄭單958玉米種，這2個品種在惡劣的天氣下表現出良好的抗逆性和穩產性，對全縣夏玉米生產戰勝天災獲得豐收起了關鍵作用。

4.3發揮氣候資源優勢，通過減災進行增利

氣候災害消耗且浪費氣候資源，使氣候資源的價值大為降低，甚至全部喪失。因此，合理利用氣候資源應該包括盡可能有效地減少和減輕氣候災害[5]。如2013年齊河夏糧生產根據小麥整個生育期氣候呈現“前高中低后高”的特點及小麥苗情，全縣在農業局的指導下改變以往的管理方式，在返青、拔節期的小麥管理上以控為主，后期的小麥管理上以促為主，既防倒伏，又促增產，盡可能多地利用氣候資源，糧食產量有大幅度提高。

4.4加大生產科技支撐

自2002年以來，齊河縣糧食生產產量逐年遞增，截至到2014年，齊河縣糧食產量實現“十二連增”，氣候變化對齊河縣糧食產量影響所占份額逐漸下降，說明齊河縣糧食生產應對氣候變化能力逐漸加強，這主要是得益于技術進步、政策機制保障、農業生產投入大幅增加等人為因素方面原因。建議服務該縣糧食生產的相關部門，繼續加強氣候變化對農業生產影響的進一步研究，加大應對氣候變化先進技術的研究和推廣應用，提高農業生產抵御氣候變化的能力，特別是抵御氣候變化所帶來的不利影響。

參考文獻

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