壽光市氣候變化對當地農業生產的影響淺析

高學芹 (山東省壽光市氣象局，山東壽光262700)

農業對氣候變化非常敏感，是受氣候變化影響最大的行業［1－3］;氣候始終是影響農業生產的首要決定因子［4］。這種影響是多尺度、全方位、多層次的，正面和負面影響并存，其中負面影響將更多地受科學界和社會的普遍關注［5］。

氣候因素包括很多，其中對農業生產影響較大的主要有氣溫、降水、光照3個要素，這3個要素直接影響著農業生態環境，無論哪一個因素發生變化，均會對農業生產產生巨大的影響。隨著全球氣候變暖，農業氣象災害發生頻率和強度呈上升態勢［6］，已引起政府部門的高度關注。長期以來，氣象、水利、農業部門致力于自然災害發生規律、預測預報、災害評估、防災減災對策研究，對農業氣象災害的防范起到了一定的作用［7］。筆者在此對壽光1961～2010年的氣象資料進行分析、整理和研究，找出壽光市近50年氣候變化的特征及其對農業的影響，探索農業氣象災害發生規律，并初步探討應對氣候變化的措施，以期為壽光市防災減災和農業可持續發展提供有意義的參考。

1 資料與方法

1.1 研究區概況 壽光市位于山東半島中部(118°32'～119°10'E、36°41'～37°19'N)、渤海萊州灣南畔，東鄰風箏城濰坊，西依石油城東營，是著名的中國“蔬菜之鄉”。轄區海岸線長56 km，總面積2 180 km2，地形全部為平原。壽光市屬暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，氣候溫和。年平均氣溫12.9℃，月平均氣溫7月最高(26.6 ℃)、1月最低(－2.8 ℃)，極端最高氣溫42.5℃，極端最低氣溫－22.3℃，年平均降水量593.8 mm，年平均日照總時數 2 444.4 h，年平均蒸發量1 834.0 mm，無霜期平均202 d。

1.2 資料與方法 選用山東省壽光市1961～2010年逐年平均氣溫、降水量、日照時數等氣象資料，采用線性傾向估計方法分析近50年來壽光市氣候變化特征。四季劃分標準為春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)、冬季(12月～次年2月)。

2 壽光市氣候變化特征分析

2.1 氣溫變化 在全球變暖大背景下，1961～2010年壽光市年平均氣溫總體呈顯著升溫趨勢，增溫率為0.41℃/10a(通過α=0.01的顯著性檢驗)，近50年來壽光市年平均氣溫升高約2.1℃(圖1);壽光市四季平均氣溫均呈增溫趨勢，冬季氣溫增溫趨勢最為明顯，四季中增溫率大小依次為冬季(0.62 ℃/10a)、春季(0.45 ℃ /10a)、秋季(0.38 ℃ /10a)、夏季(0.19 ℃ /10a)，近 50年來分別增溫 3.10、2.25、1.90、0.95℃(圖2)。壽光市近50年來氣溫變化呈前期偏冷、后期偏暖的趨勢，突變點是1994年前后，即1961～1993年為偏冷期，自1994年始，壽光市平均氣溫出現了突發性增溫，進入了一個相對偏暖的氣候態，1961～1993年平均氣溫為12.4℃，1994～2010年平均氣溫為13.8℃，突變前后平均氣溫相差1.4 ℃。

壽光市近50年高溫(≥35℃)日數年均9.98 d，變化趨勢為0.70 d/10a，但不顯著(沒有通過α=0.10的顯著性檢驗);低溫(≤－10℃)日數年均15.26 d，呈顯著性減少趨勢，變化趨勢為－4.3 d/10a(通過α=0.01的顯著性檢驗)。壽光平均氣溫以異常偏高年份居多，其中2006、2007年連續2年異常偏高。從季節上看，氣溫異?，F象主要發生在秋、冬季，秋季以氣溫異常偏高居多，其中2006年秋季異常偏高，冬季以氣溫異常偏低居多，1967年冬季異常偏低。

2.2 降水變化 由圖3可見，1961～2010年壽光市年平均降水量總體上呈減少趨勢，變化趨勢為－18.5 mm/10a，不顯著(沒有通過α=0.10的顯著性檢驗);近50年年平均降水量減少92.5 mm。夏季、秋季、冬季降水量均呈減少趨勢，變化趨勢大小依次為 －12.7、－7.0、－0.6 mm/10a，而春季降水量總體變化趨勢則略呈微增加趨勢，趨勢為1.7 mm/10a(圖4)。近50年來壽光市降水量的減少主要體現在夏、秋、冬季降水量的減少，特別是夏季降水量的減少所致。

由于壽光市屬暖溫帶季風區大陸性氣候，降水主要集中在夏季，而近50年來壽光市春季降水僅占全年降水量的14.6%，雖然春季降水量呈緩慢的增加趨勢，由于夏、秋、冬季降水均呈減少趨勢，特別是占全年降水量的63.8%的夏季降水量的顯著減少，使得壽光市近50年平均降水量總體上仍呈減少趨勢。壽光市50年平均降水日數(≥0.1 mm)為73.78 d，變化趨勢顯著為 －3.08 d/10a(通過 α =0.01 的顯著性檢驗)。

2.3 日照時數變化 近50年壽光市平均日照時數為2 444.4 h，年最多日照時數為2 827.4 h(1967年)，年最少日照時數為 2 156.5 h(2002年)，兩者相差 670.9 h。1961～2010年壽光市日照時數總體呈顯著減少趨勢，變化趨勢為－73.0 h/10a(通過α=0.01的顯著性檢驗)，近50年日照時數減少了364.9 h(圖5)。近50年壽光日照時數四季均呈減少趨勢，春季平均日照時數為635.3 h，變化趨勢為－12.3 h/10a;夏季平均日照時數為487.0 h，變化趨勢為 －27.5 h/10a;秋季平均日照時數為563.5 h，變化趨勢為 －15.8 h/10a;冬季平均日照時數為440.0 h，變化趨勢為 －18.8 h/10a(圖6)。

3 氣候變化對壽光農業生產的影響

氣候變化對農業的影響表現在兩方面:一是溫度、水平衡、大氣成分和極端氣候事件的變化對農作物產量及質量產生直接影響;二是土壤、病蟲害、雜草及其他指標性因子的分布和發生頻率的變化對農作物產量和質量產生間接影響［8］。

3.1 溫度變化對農業生產的影響 近50年來壽光市年平均氣溫升高約2.1℃。氣溫升高后，農作物生長發育加快，生長期普遍縮短，將減少干物質積累和籽粒產量。在農作物的生育期，氣溫每升高1℃，冬小麥的生育期日數就會縮短14 d左右，在作物生長期縮短的同時，養分積累時間減少，降低了品質，特別是負積溫減少，不利于冬小麥越冬期期間的耐旱鍛煉，對小麥的品質有一定影響。小麥是壽光市的主要糧食作物，研究發現，過去30年的氣候變化已經對小麥的生育期和產量產生了影響［9－10］。溫度升高后，土壤有機質的微生物分解加快，土壤受旱，用于補充土壤有機質減少的根生物量的積累和分解受到限制。同時還為病蟲害幼蟲的越冬和雜草的生長提供了優越條件，加劇了病蟲害的流行和雜草蔓延，農藥和除草劑的施用量增加，糧食生產安全受到威脅，農業生產投資大大增加。

極端高溫日數增多，使得農作物受到高溫的威脅，抑制了農作物的生長發育，同時，高溫還有可能導致土壤中的有益因子和肥料成分的分解和流失，使得農作物的營養不足，呼吸消耗作用增加，還有可能使得植物生長發育時間縮短，導致果實或顆粒不飽滿。特別是出現在5月中、下旬至6月初的干熱風天氣，對冬小麥灌漿造成嚴重影響，導致全市小麥產量和質量的下降。異常冬暖易引發“倒春寒”天氣和極端氣候事件的發生(如低溫凍害)，對農作物正常生長發育和農業增產豐收將產生顯著影響。如2002年4月25日，壽光市轄區內18處鄉鎮遭受霜凍天氣，果樹、棉花、小麥、玉米葉株等遭受不同程度的凍害，受害面積達7 820.93 hm2，造成經濟損失3.6億元。

3.2 降水變化對農業生產的影響 近50年壽光年降水量減少92.5 mm，平均降水日數減少15.4 d。降水的減少在一定程度上制約著氣溫升高對作物產量的影響。氣溫升高使蒸發量增加，又會減小水分的有效性，使土壤變干，干旱發生的機率加大。由于水分虧欠抑制了熱量資源增加所發揮的作用，玉米等糧食作物嚴重減產。

由于壽光降水減少，季節分布不均，使壽光農業需水量加大，地下水開采量加劇，導致壽光地下水位下降，水資源大大減少。加之壽光北部屬于鹽堿地，農田無法引黃灌溉，在當前氣溫升高、降水量減少、蒸發量加大的情況下，淺層地下水順土壤毛細管上升，將鹽分帶到土壤表層，進一步擴大了土壤鹽堿化的面積，嚴重影響壽光農業經濟的發展。

3.3 日照變化對農業生產的影響 日照是重要的氣候因子，也是可供人類開發利用的一種重要的可再生能源，更是農作物生長發育不可缺少的條件。日照時間的多少是衡量一個地區光照是否充足的重要指標，太陽輻射能是一切動植物生存的源泉，一個地區農作物的生長發育以及成熟日期等均與該地區的光照時間和熱量有關;近50年壽光市日照時數減少了364.9 h，日照時數的減少直接影響到農作物的產量和品質，特別對冬小麥、夏玉米的灌漿、乳熟不利。

壽光市是著名的日光溫室蔬菜種植地和集散地，近年來，隨著冬季日照時數的減少和極端低溫天氣的出現，低溫寡照是影響壽光日光溫室蔬菜生長的最嚴重的災害之一。據統計，1976～2005年間壽光市先后出現8次低溫寡照災害天氣，低溫寡照改變了日光溫室獲取能源的自然條件，使日光溫室無法為蔬菜生長提供所必需的環境和條件，致使蔬菜作物出現生長停滯、植株枯萎甚至死亡等現象［11］。

4 結論

(1)1961～2010年壽光市氣溫總體呈顯著升溫趨勢，增溫率為0.41℃/10a，四季中增溫率大小依次為冬季＞春季＞秋季＞夏季;氣溫變化呈前期偏冷、后期偏暖的趨勢，突變點是1993年前后，隨后壽光市氣溫進入了一個相對偏暖的氣候態;高溫日數年均9.98 d，變化趨勢為0.70 d/10a，低溫日數年均15.26 d，呈顯著性減少趨勢，變化趨勢為－4.3 d/10a。壽光平均氣溫以異常偏高年份居多，氣溫異?，F象主要發生在秋、冬季，秋季以氣溫異常偏高居多，冬季以氣溫異常偏低居多。

(2)1961～2010年壽光市年平均降水量總體上呈減少趨勢，變化趨勢為－18.5 mm/10a，夏季、秋季、冬季降水量均呈減少趨勢，變化趨勢大小依次為夏季＞秋季＞冬季，而春季降水量總體變化趨勢則略呈微增加趨勢;平均降水日數73.78 d，變化趨勢顯著為 －3.08 d/10a。

(3)1961～2010年壽光市年日照時數總體呈顯著減少趨勢，變化趨勢為－73.0 h/10a，四季日照時數均呈減少趨勢，變化趨勢大小依次為夏季＞冬季＞秋季＞春季。

(4)氣候變化對壽光當地農業生產有弊有利，極端氣象事件和災害性天氣有所增加，有關職能部門應加強氣候變化領域的基礎研究。積極開展氣象預測、監測的科研、服務、應用，以提高對極端天氣事件的預報、預警能力，達到減災防災的目的，以最大限度減少極端氣象事件對農業的影響。同時應加強氣候變化及其農業生產應對等方面的宣傳、教育和培訓，鼓勵公眾參與，提高全社會的意識，為有效應對氣候變化創造良好的社會氛圍。

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