氣候變化對晉城市熱量資源及農作物氣候生產力的影響及應對措施

程海霞++宋方超

摘要 選取1961—2008年晉城市3個代表站氣溫、降水資料，計算歷年各地積溫、無霜期和農業氣候生產力，分析氣候變化對氣候生產力的影響，并提出了氣候變暖背景下發展農業生產的對策。結果表明，近48年來，晉城市氣溫呈持續升高趨勢，降水量呈波動減少趨勢，≥10 ℃有效積溫增多，大部分縣市無霜期延長，農作物氣候生產力減少。氣候生產力的減少主要是由降水減少造成的，暖濕型氣候對農業生產最為有利。

關鍵詞 氣候變化；農作物氣候生產力；熱量資源；影響；應對措施；山西晉城

中圖分類號 S162 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0191-01

氣候變化對不同區域和不同類型農作物生產的影響不同[1]。目前，對我國大區域氣候變化及對農業氣候生產力影響的研究較多[2-3]，對小區域的研究相對較少。因此，本文著重分析山西省晉城地區的氣候變化及其對熱量資源、農作物氣候生產力產生的影響，以期為氣候變化對小區域農業生產力影響的研究提供參考。

1 資料與方法

選用1961—2008年晉城（中部）、沁水（西部）和陵川（東部）3個代表站的氣溫、降水量資料，采用氣象季節劃分法，用1987—2008年與1961—1986年的差值表示變化幅度，對比分析年、季平均氣溫、無霜期，采用線性傾向估計、多項式擬合等方法分析年降水、季降水、≥10 ℃期間活動積溫及農作物氣候生產力的變化特征。

2 氣候變化分析

晉城市1961—2008年平均氣溫升高趨勢明顯，晉城站、沁水站、陵川站各季氣溫均較多年平均值偏高，2000年后，夏季氣溫升高最為顯著。降水方面，近48年來，晉城站降水量呈波動減少趨勢，氣候傾向率為-1.915 1 mm/年，秋季降水量減少趨勢較為明顯（氣候傾向率為-1.44 mm/年），沁水站、陵川站近48年降水變化也呈相似趨勢。

3 氣候變化對熱量資源的影響

3.1 對有效積溫（≥10 ℃）的影響

農業氣象學中定義作物開始生長的溫度指標為日平均溫度≥10 ℃，作物的生長期為日平均溫度≥10 ℃持續時間。分析表明，近48年晉城站≥10 ℃積溫呈波動上升趨勢，其氣候傾向率為86.21 ℃/10年，即近48年≥10 ℃積溫增加了414 ℃；沁水站、陵川站近48年≥10 ℃積溫也分別增加了117、309 ℃，即晉城市東部、中部積溫增加多于西部。

3.2 對無霜期的影響

無霜期是評價作物熱量資源的重要指標，一年中無霜期越長，對作物生長越有利。通過對晉城、沁水和陵川3個站的無霜期統計分析可知，1961—1986年晉城站、沁水站、陵川站平均無霜期分別為198、214、199 d，1987—2008年分別為204、199、161 d。對比1987—2008年與1961—1986年的平均無霜期可知，晉城站平均無霜期延長，而沁水站、陵川站平均無霜期縮短。

4 農作物氣候生產力變化

4.1 氣候變化對農作物氣候生產力的影響

氣候生產力是指在一定的光、溫、水資源條件下，其他的環境因素和作物群體因素處于最適宜狀態，作物利用當地的光、溫、水資源的潛在生產力。利用李斯（Lieth）提出的Thomthwaite Memoria模型計算晉城市各代表站點逐年的TSPV值。經計算可知，不同年代的氣候生產力不同，晉城站、沁水站氣候生產力最高值出現在20世紀60年代，陵川站氣候生產力最高值出現2001—2008年；晉城站氣候生產力最低值出現在20世紀70年代，沁水站、陵川站氣候生產力最低值出現在20世紀90年代。1961—2008年，3個站年降水量波動減少，年平均氣溫顯著上升，而氣候生產力呈減少趨勢，變率分別為-0.449 0、-1.372 6、-0.033 4 g/（m2·年）。由此可知，氣候生產力的變化與降水量關系密切，晉城市熱量條件充足，降水減少是導致農作物氣候生產力減少的主要原因。

4.2 未來氣候變化對農作物氣候生產力的影響

在假定晉城市未來年均氣溫和年降水量變化情況下（3個站平均），計算農作物年氣候生產力變化百分率，可知農作物年氣候生產力隨年均氣溫和年降水量的增減而增減。當氣溫和降水量同時變化時，可形成暖濕型、暖干型、冷濕型、冷干型氣候，農作物年氣候生產力對不同氣候的響應各不相同，其中暖濕型氣候條件下年氣候生產力最大，增產幅度為3.7%～20.9%；冷干型氣候條件下氣候生產力最小，變化幅度為-21.9%～-7.1%。因此，在未來氣候變化情況下，暖濕型氣候對農業生產最為有利。根據秦大河[4]預測，未來50年我國北方氣候可能呈暖濕型，若氣溫升高1～2 ℃，降水量增加10%～20%，則晉城市氣候生產力將增加7%～14%。

5 應對措施

（1）在全球氣候變暖的背景下，晉城市大部分縣市有效積溫、有效積溫持續時間、無霜期等都有所增加，有利于提高農作物的光合效率。因此，晉城市要充分利用熱量資源、合理配置水熱、調整種植制度、不斷提高復種指數，以提高氣候變暖下農作物的氣候生產力[5-6]。

（2）降水量減少是導致晉城市氣候生產力減少的主要因素。要大力發展節水農業，推廣抗旱增產措施，因地制宜使用抗旱保水劑，實施常規節水、示范滴灌、噴灌、低壓灌溉等高效節水技術，提高水資源利用率，同時須建立不同縣市防災減災機制，改善農業基礎設施，提高農業應變能力和抗災減災水平。

6 參考文獻

[1] 劉穎杰，林而達.氣候變暖對中國不同地區農業的影響[J].氣候變化研究進展，2007，3（4）：229-233.

[2] 賈建英，郭建平.東北地區近46年氣候變化特征分析[J].干旱區資源與環境，2011，25（10）：109-115.

[3] 孫楊，張雪芹，鄭度.氣候變暖對西北干旱區農業氣候資源的影響[J].自然資源學報，2010，25（7）：1153-1161.

[4] 秦大河.中國西部環境演變評估綜合報告[M].北京：科學出版社，2002：56-66.

[5] 呂慶堂，王俊茹，郭迎偉.氣候變化對農業生產的影響及對策[J].現代農業科技，2010（15）：344.

[6] 劉彥隨，劉玉，郭麗英.氣候變化對中國農業生產的影響及應對策略[J].中國生態農業學報，2010，18（4）：905-910.endprint