近30 a五原縣極端氣溫變化對農業種植的影響分析

趙 媛

（五原縣氣象局，內蒙古 五原 015100）

近些年來，全球氣候變暖趨勢越發嚴重。IPCC第五次評估報告[1]指出：近百年來全球表面年平均氣溫不斷上升，上升幅度在0.85℃左右，對氣溫變化趨勢進行研究已經逐漸成為氣候變化研究領域的重要問題。由于極端氣溫逐年增加，極端氣候異常事件頻繁出現，如常見的低溫冷害、高溫熱浪、持續洪澇及干旱災害等，在阻礙社會經濟快速發展的同時，也對人們的日常生活穩定帶來了很大影響。

在全球氣候變暖的大背景下，國內外越來越多的學者對極端氣溫加大了研究力度，并得出了很多有意義的結論，如Song等[2]通過對世界極端氣溫事件進行分析，得出了全球極端冷暖事件呈現逐年增加的趨勢；Alexander等[3]發現，全球范圍內有將近70%地區冷夜日數的減少趨勢較為明顯，而暖夜日數的增加趨勢也極為顯著，全球氣溫增暖趨勢明顯。在我國，眾多學者通過對不同流域及地區的氣溫變化進行研究，得出整體極端氣溫事件呈現增加的趨勢。研究表明，長江[4]、珠江[5]、淮河流域[6]內的極端高溫時間指數均表現顯著的增加趨勢，而低溫指數則表現出下降趨勢，尤以長江流域冷指數變暖幅度比暖指數明顯。牛旭等[7]則指出了山西省平均氣溫、極端最高和極端最低氣溫整體均呈現出上升趨勢；肖瑋鈺等[8]得出了甘肅省近51 a最高溫度的極端高值時間整體呈現出上升趨勢；趙銳鋒等[9]指出西北干旱區日極端高溫和低溫均值呈現出上升趨勢，暖晝（夜）日數有增加趨勢，其中夏秋季節的夜（晝）指數變化最快；杜軍等[10]指出西藏極端氣溫指數的變幅比全國、青藏高原及其周邊地區偏大，說明西藏極端氣溫變化對區域增溫的響應更為敏感。

五原縣位于內蒙古自治區西部，河套平原腹地，隸屬巴彥淖爾市，境內屬于中溫帶大陸性氣候，具有光能豐富、日照時數充足、干燥多風以及降水量少的特點，氣候變化引起的極端災害進一步加劇了五原縣農業生產的不確定性水平。因此，有必要選擇最新資料和方法對五原縣極端氣溫變化特征進行深入分析，以期為當地農業生產和防災減災等問題提供參考依據。

1 研究資料和方法

本文選取1992-2021年五原縣氣象局逐月最高、最低氣溫觀測資料，利用氣候傾向率對近30 a五原縣極端氣溫變化特征進行分析。

2 五原縣極端氣溫變化特征

2.1 極端最高氣溫變化特征

五原縣年極端最高氣溫主要出現在每年的6～8月份，其中以6月和7月份出現頻率最多，近30 a中共出現27 a，共占總數的90%，最少則為8月份，只有總數的10%。五原縣極端最高氣溫在33.6～39.1℃之間，多年極端最高氣溫的平均值為36.0℃，歷年極端最高氣溫的大值為39.1℃，出現在1997年7月份；低值則為33.6℃，出現在2003年6月份，兩者之間相差5.5℃。另外，近30 a五原縣超過35℃的極端最高氣溫每年最多不超過9 d。

2.2 極端最低氣溫變化特征

五原縣年極端最低氣溫主要出現在12月、1月和2月，其中以1月份出現頻率最高，近30 a間1月份出現極端最低氣溫的年份共有20 a，占總數的66.7%；其次為12月份，共出現6 a，占總數的20%；2月份最少，只出現4 a，占總數的13.3%。五原縣年極端最低氣溫在-18.2～29.0℃之間，多年平均極端最低氣溫為-23.3℃，極端最低氣溫的最低值為-29.0℃，出現在2008年1月份，最大值為-18.2℃，出現在2007年1月份，兩者之間相差10.8℃，說明五原縣極端最低氣溫年際變化波動幅度較大。

2.3 極端氣溫的年際變化

五原縣年極端最高氣溫變化呈現出升降交替變化，如圖1所示，其線性傾向率為0.298℃/10 a，且通過了α=0.05的顯著性水平檢驗；其中20世紀90年代及21世紀00年代均以負距平為主，平均值比氣候值分別低-0.2℃和-0.1℃；21世紀10年代極端最高氣溫則以正距平為主，比氣候平均值則高出0.3℃。五原縣年極端最低氣溫呈現出明顯的下降趨勢，如圖2所示，其線性傾向率為-1.139℃/10 a，通過了α=0.01的顯著性水平檢驗。其中20世紀90年代和21世紀00年代五原縣極端最低氣溫以正距平為主，分別比氣候平均值高0.3℃、0.5℃；21世紀10年代則以負距平為主，比多年氣候平均值低0.8℃。

圖1 1992-2021年五原年平均極端最高氣溫逐年變化趨勢圖

圖2 1992-2021年五原年平均極端最低氣溫逐年變化趨勢圖

2.4 極端氣溫年較差變化特征

1992-2021年五原縣極端氣溫年較差的平均值為59.2℃，其中極端氣溫年較差的最大值為64.7℃，最小值為53.0℃，兩者之間相差11.7℃。從圖3中不難看出，在2007年之前五原縣極端氣溫年較差有10 a是負距平，占62.5%，說明2007年之前五原縣極端氣溫年較差以減少占主導，16 a的距平加權平均值為2.1℃，說明這16 a間極端氣溫年較差平均減少了1.0℃；2008-2021年有10 a是正距平，占71.4%，說明該階段五原縣極端氣溫年較差增加占主導地位，14 a距平加權平均值為1.2℃，說明這14 a間極端氣溫年較差平均增加了1.2℃。

圖3 1992-2021年五原縣極端氣溫年較差變化趨勢圖

3 五原縣極端氣溫變化對農業生產的影響

3.1 氣候變暖對農業生產的影響

極端高溫上升，則會使高溫日數增加。若是小麥起身拔節期遇到高溫天氣，會使小麥生長速度加快，小穗形成減少，小麥自身抵御災害能力下降，極易滋生病蟲害；若是小麥中后期遇到高溫，會加快小麥葉片呼吸作用，蒸騰作用加劇，水分供應將會遭到阻礙，體內水分平衡被打破，導致小麥脫水早衰死亡，不利于優質高產小麥的形成。

極端低溫的下降則會使低溫災害天氣出現頻率增加。一旦低溫天氣出現，會造成棚內溫度降低，進而引發不同程度的冷害或凍害，輕則會降低設施農業產量，重則會導致作物死亡，甚至使大棚內蔬菜大面積絕收。

3.2 氣候變暖對肥料、農藥使用的影響

氣候變暖會加快土壤有機質微生物分解速率，為了更好地滿足農作物生長過程中對營養成分的需求，此時需要施加更多的肥料。由于環境溫度變化對肥效的影響較大，特別是對于氮肥來說，溫度每增加1℃，可以被植物直接吸收利用的速效氮釋放量將會增加4%左右，釋放期時間也會縮短3.6 d。因此，為了確保原有肥效，每次的施肥量將會增加4%左右。氣候變暖后，危害農作物的病蟲害、草害均會有不同程度加重，此時農藥和除草劑的用量也隨之增加，農業生產成本變大，受到農藥污染的糧食面積增多，在很大程度上增加了糧食安全隱患。

3.3 氣候變暖使得極端天氣頻繁出現

氣候變暖會造成極端災害性天氣出現頻率和危害強度進一步加大，氣象災害對農業生產的影響日益加重，糧食產業很難得到保障，農業生產不穩定性加劇。氣候變化會造成五原縣土地荒漠化加重，水土流失嚴重，一旦出現強降水等災害性天氣將會引起山體滑坡，使得農作物大幅度減產，嚴重威脅著當地人們生命財產安全。

4 結束語

（1）五原縣年極端最高氣溫主要出現在每年的6～8月，其中以6月和7月份出現頻率最多，極端最低氣溫主要出現在12月、1月和2月，其中以1月份出現頻率最高。

（2）五原縣年極端最高氣溫變化呈現出升降交替變化，其線性傾向率為0.298℃/10 a，且通過了α=0.05的顯著性水平檢驗；年極端最低氣溫呈現出明顯的下降趨勢，其線性傾向率為-1.139℃/10 a，通過了α=0.01的顯著性水平檢驗。

（3）隨著五原縣極端最高氣溫的上升，會導致農業生產中的熱量條件更為充足，農作物生長季延長，對于農作物產量的提升較為有利。