1970～2020年嘉祥地區氣候變化特征及對農業的影響研究

□文/李婷婷

近百年來，全球氣候正經歷著以變暖為主要特征的顯著變化，這一變化及其產生的影響受到國內外學者的廣泛關注［1-4］。基于地形、人口及經濟等多方面因素，全球氣候變化對不同區域氣候變化的影響也會有明顯區別，因此，對于區域氣候變化特征的研究具有重要應用價值及理論意義。

嘉祥縣位于山東省西南部，隸屬于濟寧市，屬暖溫帶大陸性季風氣候，受季風環流影響，春旱多風、夏熱多雨、秋高氣爽及冬季干冷，四季分明，氣溫溫和，降水時空分布不均。嘉祥地區區域氣候特征明顯，其氣溫和降水量變化對經濟發展、農業生產及人民財產安全極為重要。研究嘉祥地區1970～2020年間的氣候變化特征，以便更深入地認識該區域氣候的長期演變規律，為本地區農業種植及防汛抗旱等相關工作提供一定的科學依據及理論指導。

一、氣象資料

資料來源于嘉祥國家氣象觀測站，本文所用數據為嘉祥國家氣象觀測站1970～2020年的氣溫和降水數據。本文季節劃分為：3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月～次年2月為冬季。

二、氣溫變化特征

（一）氣溫年際變化分析

1970～2020年嘉祥縣年平均氣溫14.3℃。從年氣溫距平圖（圖1）分析，1987年之前氣溫距平均為負距平（除1978年氣溫距平為0.0℃外），其中最低氣溫距平值出現在1984年，為-1.2℃；1987年至2001年，15年間氣溫距平僅有5年為正值，且氣溫距平均未超過0.7℃；2002年之后氣溫明顯上升，19年間氣溫距平僅有4年為負值，氣溫距平超過1.0℃的年份為2014年、2017～2018年，均出現在2000年之后，說明近年來升溫日趨明顯，最高距平出現在2014年，達到1.2℃。20世紀70～80年代氣溫較多年平均氣溫偏低，為相對冷期，距平為-0.3℃、-0.4℃，90年代及21世紀初期由偏冷年代向偏暖年代過渡，00年代氣溫距平已達到0.1℃；21世紀10年代氣溫繼續上升，2010～2020年氣溫距平達到0.7℃。

圖1 年氣溫距平變化和線性趨勢

氣溫年際變化趨勢分析表明：嘉祥縣1970～2020年間最冷時期為20世紀70～80年代，平均氣溫為13.9℃，最暖時期為2012年至今，平均溫度達15.1℃。51年間氣候傾向率為0.3℃/10年，總體呈變暖趨勢。

（二）氣溫月變化分析

如圖2，嘉祥地區月平均氣溫在-0.6℃～27.3℃，1月氣溫最低，為-0.6℃，其次為12月、2月，分別為1.3℃、2.5℃；最高氣溫出現在7月，為27.3℃，其次是8月和6月，分別為26.0℃、25.9℃；3月為冬春季節轉換時期，溫度為8.5℃，11月為秋冬季節轉換時期，溫度7.8℃；初春升溫明顯，4～5月及9～10月溫度處于15.3℃～21.4℃之間。

圖2 月氣溫分布特征

三、降水變化特征

嘉祥縣1970～2020年年平均降水量為667.3毫米。根據1970～2020年降水距平變化曲線分析（圖3），嘉祥地區降水異常偏多的年份為11年，降水距平均超過100毫米，降水最多年份為2003年，降水偏多394.8毫米。嘉祥地區降水異常偏少的年份為14年，降水距平均低于-100毫米，降水偏少364.8毫米。1970～2020年間，根據降水距平的具體波動變化分析，20世紀90年代和21世紀00年代為明顯的豐水期，降水分別偏多41.5毫米和79.8毫米，20世紀70～80年代降水量偏少，降水距平以負值為主，尤其是20世紀80年代，出現枯水期，降水偏少105.1毫米。2010～2020年降水量變化波動較大，年代降水偏少3.3毫米。總體來看，1970～2020年嘉祥地區降水呈波動變化，且變化較為劇烈，降水增加系數為14.2毫米/10年，降水呈弱增加趨勢。

圖3 年降水距平變化和線性趨勢

四、氣候變化對農業生產的影響及應對策略

（一）氣候變化對農業生產的影響

1.氣溫變化的影響

近50年嘉祥地區氣溫上升趨勢較為顯著，會使光合作用速率增加，還會提升農作物對水分的利用率，有利于農作物生長發育。另外，因溫度的上升，會使農作物生長發育速度加快，生育期時間縮短，使得作物產量急劇下降。暖冬天氣的出現會使冬小麥生長旺盛，而一旦出現“倒春寒”則會造成小麥抵御凍害能力大幅度下降，極易遭受凍害，甚至是會造成麥苗死亡，在麥苗生長后期也極易出現倒伏，嚴重影響夏收產量。

氣溫升高會使土壤內的有機物質分解速率加快，減少了土壤內的有機物含量，地力下降，一旦遭遇干旱，則會對根生物量積累和分解產生抑制，為了解決該問題，可通過施肥的方式滿足農作物對養分的需求，此時投入到農業生產中的資金增加。氣候變暖會使年溫差和日較差減小，不利于農作物有機物積累，進而造成農作物減產。氣候變暖可提升病蟲害越冬能力，使得作物蟲源和病源均有不同程度的增加，田間害蟲休眠時間縮短，加快了害蟲繁殖速度，對農作物危害進一步加重。隨著氣溫的回升，土壤內的水蒸氣蒸發速率加快，因失墑嚴重，會加劇農田干旱化程度。

2.降水變化的影響

結合近50年嘉祥地區降水量資料，除了秋季外，其余三季降水量均呈現出增加的趨勢，只是增加趨勢不太顯著。秋季降水量減少，很容易引發秋季干旱，對秋播工作的開展極為不利；冬季降水增加，但降水量偏少，則不利于農作物生長發育；春季和夏季降水量相對較多，但一旦出現干旱災害，對冬小麥等農作物生長均會產生不同程度的影響。再加上全球氣候變暖現象不斷加劇，農作物對水分的需求量增大，使得農業生產極不穩定，因降水量時空分布不均，使得極端降水事件頻繁出現，極易引發洪澇災害，使得防范難度進一步加劇。

（二）應對策略

1.對氣候變化加大研究力度，以全面了解氣候變化規律，調整農業種植結構，不斷優化農作物布局，合理進行農業生產；積極選用抗病、抗逆性強的農作物品種，加大農業節水灌溉技術研發力度，合理開發利用空中云水資源，提升地表有效降水。

2.加強氣候監測，提升天氣預測預報水平。盡快構建起同嘉祥地區相適應的氣象災害防御機制和應急保障體系，不斷增強氣象為農服務水平，以更好地應對極端災害性天氣事件。

3.加大氣象為農服務產品開發力度，實現多部門間的信息資料共享，將新媒體與傳統媒體進行結合，不斷拓寬氣象為農服務信息發布渠道和覆蓋范圍，將其在防災減災中的效益充分發揮出來。

五、結果與討論

1970～2020年，嘉祥地區年平均氣溫呈增溫趨勢，年平均氣溫增溫幅度為0.3℃/10年。月平均氣溫在-0.6℃～27.3℃之間，其中，1月氣溫最低，7月氣溫最高。降水量呈波動變化，年降水呈增加趨勢，降水增加系數為14.2毫米/10年。20世紀90年代和21世紀00年代，為明顯的豐水期，20世紀70～80年代降水量偏少，2010～2020年降水量變化波動較大。此外，嘉祥地區年內月降水分布不均，6～9月降水明顯偏多，12～3月降水量較少。

綜合分析，嘉祥地區近51年氣候變化特征，春季氣溫明顯增加，但降水的增加趨勢不夠明顯，表明春季發生干旱的可能性略有增加，要注意春季抗旱工作；而夏季降水增加趨勢較為明顯，雖有利于緩解相關旱情，但同時也增加了發生洪澇災害的概率，要做好防汛相關工作。