1991—2022年吉林省氣候變化特征分析及對農業的影響

李金澤 楊旭 金席宇

摘要 利用吉林氣象局1991—2022年平均氣溫、降水量和日照時數資料，選擇常規統計和線性趨勢法，對氣候變化特征進行分析，并探討了其對農業的影響。結果表明：1991—2022年吉林省多年平均氣溫為5.7 ℃，整體以上升趨勢為主，氣候變化傾向率為0.168 ℃/10年，且上升趨勢較為顯著；除了冬季，其余三季平均氣溫也有不同程度的上升趨勢，尤以春季增溫趨勢更為顯著；1991—2022年吉林省多年降水量平均值為626.9 mm，氣候變化傾向率為42.53 mm/10年，且增加趨勢較為顯著；春、夏、秋、冬四季降水量氣候變化傾向率分別為9.593、11.535、18.159、2.534 mm/10年，均以增加趨勢為主，同年降水量變化趨勢保持一致，只是氣候傾向率有一定差異；氣候變化對農業的影響較大，需引起人們的高度關注。

關鍵詞 氣候變化；農業生產；影響；吉林省

中圖分類號：P467 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0195-03

近百年來，全球氣候發生了很大變化，全球變暖已成為重要的環境問題，因溫室氣體的大量排放，使得冰川和積雪消融，嚴重威脅著生物的生存環境，同時還造成災害性天氣頻繁出現。我國是農業生產大國，氣候變化對農業生產的影響引起了人們的高度關注。

吉林省位于中國東北地區中部，地處東亞地理中心位置，地勢從東南到西北逐漸傾斜，屬于溫帶大陸性季風氣候，是國家重要的糧食生產基地，也是世界黃金玉米帶之一，當地氣候條件較為適宜農業生產。受全球氣候變暖的影響，吉林省增溫明顯，農業生產適應性加強，使得農業開發規模不斷擴大，農業生產結構得到優化調整后，糧食產量大幅度提升[1-5]。因此，對當地氣候變化特征進行分析，并探討其對農業生產的影響，對于提高該地農業產品質量、保護資源環境、改善生態環境具有十分重要的現實意義。

1 資料來源和研究方法

利用吉林氣象局1991—2022年平均氣溫、降水量和日照時數資料，選擇常規統計和線性趨勢法對氣候變化特征進行分析。季節劃分采用常規標準：春季3—5、夏季6—8、秋季9—11、冬季12—翌年2月。

2 吉林省氣候的變化特征

2.1 平均氣溫

2.1.1 年際變化 1991—2022年，吉林省多年平均氣溫為5.7 ℃，其中，平均氣溫最大值為6.6 ℃（1998、2007、2019年），最小值只有4.5 ℃（2012年），兩者之間相差2.1℃。近32年來，吉林省平均氣溫整體以上升趨勢為主，氣候變化傾向率為0.168 ℃/10年，且上升趨勢較為顯著[6]。根據年平均氣溫曲線圖可知（圖1），1991—2007年吉林省平均氣溫以波動增加趨勢為主；2007—2012年平均氣溫呈現出快速下降的趨勢，且2012年的平均氣溫降至最低；2012年以后，吉林省平均氣溫呈現出快速增加的趨勢。

2.1.2 四季變化 1991—2022年吉林省春季平均氣溫為7.2 ℃，整體以上升趨勢為主，氣候變化傾向率為0.375 ℃/10年，且增加趨勢極顯著；1991—2002年吉林省春季平均氣溫以波動上升趨勢為主；2002—2010年平均氣溫呈現出波動下降趨勢，且2010年春季平均氣溫最小，只有4.3 ℃；2010年以后，吉林省春季平均氣溫呈現出快速增加趨勢；夏季平均氣溫為21.5 ℃，整體以上升趨勢為主，氣候變化傾向率為0.168 ℃/10年，增加趨勢較為明顯；其中，1991—2000、2002—2022年夏季平均氣溫以增加趨勢為主，其余階段則呈現出下降趨勢；秋季平均氣溫為6.5 ℃，氣候變化傾向率為0.254 ℃/10年，上升趨勢較為顯著；1991—2004和2016—2022年秋季平均氣溫以波動上升趨勢為主；而2004—2016年平均氣溫呈現出波動下降的趨勢；冬季平均氣溫為-12.6 ℃，氣候變化傾向率為-0.209 ℃/10年；1991—2012年冬季平均氣溫呈現出波動下降的趨勢；2012年以后，平均氣溫以快速上升趨勢為主[7]。

2.2 降水量

2.2.1 年際變化 1991—2022年吉林省多年降水量平均值為626.9 mm，其中，年降水量最大值為823.0 mm（2022年），最小值只有477.6 mm（2011年）。最大值接近最小值的2倍，說明吉林省降水量年際變化波動幅度較大。近32年來，吉林省降水量整體以增加趨勢為主，氣候變化傾向率為42.53 mm/10年，且增加趨勢較為顯著。結合曲線圖（圖2）可知，1991—2001年吉林省年降水量以快速下降趨勢為主；2011年以后降水量呈現明顯的波動增加趨勢。

2.2.2 月際變化 1991—2022年吉林省年內降水量整體以單峰型變化特征為主（圖3），其中峰值出現在7月，降水量高達150.5 mm，谷值出現在1月，降水量只有5.4 mm。1—7月，吉林省降水量呈現出逐月增加的趨勢，進入8月以后，降水量開始逐月下降。吉林省年內降水量主要出現在5—9月，各月降水量均超過50 mm，這段時間的降水量達到了509.1 mm，占年內降水量的81.2%，尤以6—8月最為集中，占年內降水量的62.1%。通過對吉林省四季降水量進行分析發現，春季平均降水量為105.7 mm，占年內降水量的16.9%；夏季平均降水量為389.0 mm，占62.1%；秋季平均降水量為110.6 mm，占17.6%；冬季平均降水量只有21.6 mm，占年內降水量的3.4%。春、夏、秋、冬四季降水量氣候變化傾向率分別為9.593、11.535、18.159、2.534 mm/10年，均以增加趨勢為主，同年降水量變化趨勢保持一致，只是氣候傾向率有一定差異。

3 氣候變化對農業的影響

3.1 氣候變化對農業資源的影響

氣候是農業生產的基本條件，可提供農業生長發育所需的光、熱、水、空氣等能量和物質資源。從農業角度來看，氣候屬于極為重要的農業自然資源。因空氣中的溫室氣體，如二氧化碳含量的增加，不僅會引發溫室效應，還會加劇氣候變暖趨勢[8]。近32年來，吉林省平均氣溫以上升趨勢為主，說明氣候變暖現象顯著，會作用在農作物生長和產量上。農作物在進行光合作用的過程中會制造有機物質，而二氧化碳則是其重要原料，會對太陽能量的轉化和儲存產生影響，是地球生物圈賴以生存的基礎。在其他條件一定的情況下，隨著二氧化碳含量的增加，溫度上升將會抑制二氧化碳的吸收，光合同化強度也會隨之減弱。

氣候變暖會對水循環產生影響，該過程也會作用于氣象災害持續時間、產生頻率、損失程度和水資源利用率方面。以農作物為例，平均氣溫上升1 ℃，對應的農業灌溉用水量增幅可達6%～10%。而用水量的加大會改變農業水分，且表現在徑流、供需矛盾和土壤等方面。其中，針對徑流，隨著吉林省氣候變暖出現，徑流量會呈現減少的趨勢[9]；在供需矛盾上，由于吉林省年內降水量時空分布不均，不同區域間的組合不匹配，水資源分布與產業布局不相符，會加快地區間水資源供需矛盾。未來溫度的上升，會加快水分蒸發速率，使得干旱災害頻繁出現，影響作物正常生長；對土壤及其成分的影響表現為氣溫的上升會加快土壤失墑速率，土壤鹽漬化和荒漠化程度加重，使得農業生態系統對氣象災害的抵御能力也有一定程度下降。

3.2 氣候變暖加劇了農業氣象災害的發生

由于吉林省氣候變暖現象較為顯著，會增加農業生產的不確定因素，再加上氣候變化大，為氣象災害的出現提供了有利條件，主要表現在以下3點：（1）吉林省多年降水量以增加趨勢為主，因年內降水分布不均，再加上平均氣溫上升趨勢顯著，會加快空氣蒸發速率，引發農作物水分虧缺，進而滋生干旱災害；若降水強度較大且持續時間長，還會引發洪澇災害[10]；（2）平均氣溫上升趨勢顯著，易于出現高溫天氣，進而引發伏旱，對農業生產的危害加大；（3）吉林省春季平均氣溫上升趨勢顯著，會導致倒春寒天氣頻繁出現，對農業的危害程度進一步加大；氣溫增加時或縮短果實開花期，尤其是開花、授粉期的果實，自身對低溫的抵御能力下降；倒春寒還會對果樹授粉受精產生影響，增加果樹花朵脫落率，降低果實產量和品質[11]。

3.3 農業生產成本增加

吉林省平均氣溫升高顯著，會進一步加快土壤內有機質微生物分解速率，進而對土壤地力產生影響；若空氣中的二氧化碳濃度含量較高，即使增強光合作用，也會增加根生物量，進而彌補土壤有機質不足的問題；若是引發土壤干旱，則會影響根生物量的積累和分解速率。通過增施肥料的方式，可保證農作物生長發育的正常開展[12]。肥效受外界環境溫度的影響較大，尤其是在氮肥上表現得最為明顯，外界氣溫上升1 ℃，植物對速效氮肥的吸收利用釋放量會增加4%左右，同時還會縮短釋放期時間。為了保證農田肥力，需要增加4%左右的施肥量，該過程會影響土壤與環境。隨著溫度的上升，農田施肥量也會相應增加。春、夏、秋三季昆蟲繁衍代數增加，再加上氣候變暖的影響，對幼蟲安全越冬較為有利。溫度上升為雜草的生長發育提供了有利條件，會使雜草蔓延和病蟲害進一步流行；氣候變暖還會進一步擴大病蟲害的影響范圍，影響糧食產量。為了減輕不利因素對農業生產的危害，人們會加大農藥和除草劑的使用量，投入農業生產的成本也會加大[13]。

3.4 氣候變暖對糧食作物的影響

近32年來，吉林省氣溫呈現出顯著的上升趨勢，尤其是異常高溫的出現，嚴重危害著糧食作物，主要表現為：（1）熱害出現時，將阻礙農作物的正常生長發育，脅迫作物不能及時灌溉，使得生長發育進程中斷或停止，縮短成熟期時間；（2）隨著氣溫的上升，土壤內肥料的分解和流失速率均有不同程度的加快，因蒸散量的加大會抵消掉原有的降水量，故會導致農作物生長過程中出現水分脅迫現象；（3）氣溫上升會加快農作物生長發育速度，縮短生育期時間，增加不飽滿籽粒，提高癟粒率，不利于優質高產農作物的形成。例如，玉米屬于喜溫性作物，整個生長發育階段對水分的需求較少，自身的適應能力極強，溫度上升時，對玉米產量不會有太大影響；水稻也屬于喜溫性作物，尤其是營養生長階段，氣溫上升可增加作物產量，若幼穗期和分化期的氣溫升高，會降低作物產量，尤其是異常高溫的出現，對水稻的危害更加嚴重[14]。

參考文獻

[1] 鄧冬梅，俞婷，王丹.長汀縣1991—2020年氣候變化特征分析及對農業的影響[J].農業災害研究，2023，13（2）：83-85.

[2] 劉星燕，張俊霞，孫躍飛，等.近59年康保縣氣候變化特征及其對農業生產的影響分析[J].農業災害研究，2022，12（1）： 66-68.

[3] 鐘奇鵬.石城縣高溫天氣變化特征分析及對農業的影響[J].河北農機，2022 （22）：84-86.

[4] 孫瑋鴻，張冠華.赤峰地區“二十四節氣”氣候特征分析及其對農業生產的影響[J].現代農業，2022（1）：108-110.

[5] 劉強軍，任鵬娟，趙慧琴，等.1961—2020年山西南部霜期氣候特征及對農業的影響[J].農學學報，2022，12（10）：64-72.

[6] 李甲平.正寧縣秋季降水的氣候特征及影響分析[J].農業災害研究，2022，12（9）： 145-147.

[7] 顧軍明，努加，黃玖珺.新疆焉耆盆地春季災害性天氣特征及對農業生產影響[J].農業災害研究，2022，12（6）：59-61.

[8] 張玉靜，傅良，朱蘭娟.杭州氣候變化趨勢分析及其對農業的潛在影響[J].科技通報，2022，38（10）：1-10.

[9] 張雪，周密，張麗敏.氣候變化及農戶適應性行為對大豆播種面積的影響[J].農業現代化研究，2021，42（1）：153-164.

[10] 付建，王小熙，閆萌萌.2021年唐縣氣候變化對農業的影響分析[J].中文科技期刊數據庫（全文版）自然科學， 2022（9）：45-48.

[11] 李婷婷.1970—2020年嘉祥地區氣候變化特征及對農業的影響研究[J].河北農業，2022（7）：55-57.

[12] 徐文龍，南極月，冷宏杰，等.北安氣候變化特征分析及其對農業生產的影響[J].安徽農業科學，2010，38（15）：8063-8064.

[13] 張玉香.曲麻萊縣降水變化特征分析[J].南方農業，2019，13（12）：166-167.

[14] 于麗潔.近30年濟源市暴雨天氣特征分析及防災減災措施[J].農業災害研究，2022，12（5）：12-14，17.

Analysis of Climate Change Characteristics and Its Impact on Agriculture in Jilin Province from 1991 to 2022

Li Jin-ze et al（Jilin Climate Center， Changchun， Jilin 130062）

Abstract Used the average temperature， precipitation， and sunshine hours data from Jilin Meteorological Bureau from 1991 to 2022， selected conventional statistics and linear trend methods to analyze the characteristics of climate change， and explored the impact on agriculture. The results showed that the average annual temperature in Jilin from 1991 to 2022 was 5.7 ℃， with an overall upward trend. The climate change trend rate was 0.168 ℃/10 a， and the upward trend was relatively significant. Except for winter， the average temperature of the other three seasons also shows varying degrees of upward trend， especially in spring. The average annual precipitation in Jilin from 1991 to 2022 was 626.9 mm， and the trend rate of climate change was 42.53 mm/10 a， with a significant increase trend; The climate change tendency rates of precipitation in spring， summer， autumn， and winter were 9.593， 11.535， 18.159， and 2.534 mm/10 a， respectively， with an increasing trend. The trend of precipitation change in the same year remains consistent， but there are certain differences in climate tendency rates. The impact of climate change on agriculture was deep， which requires high attention from people.

Key words Climate change; Agricultural production; Impact; Jilin Province