全球氣候變化背景下呼倫貝爾市大豆種植區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源的變化特征

趙岳冀

摘要 呼倫貝爾是大豆主產(chǎn)區(qū)，分析了氣候變化背景下的農(nóng)業(yè)氣候資源變化對(duì)指導(dǎo)呼倫貝爾地區(qū)大豆種植生產(chǎn)具有重要的意義。對(duì)比1991—2020年氣候數(shù)據(jù)與1981—2010年氣候數(shù)據(jù)，分析大豆農(nóng)業(yè)氣候資源種植區(qū)生長(zhǎng)季的積溫、降水、日照和霜凍害變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：呼倫貝爾大豆種植區(qū)積溫、降水和日照均有增加，并表現(xiàn)出相同的空間一致性，霜凍害日數(shù)減少。

關(guān)鍵詞 氣候變化；呼倫貝爾市；大豆種植；GIS；農(nóng)業(yè)氣候資源

中圖分類號(hào)：S162.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）09–0085-03

大豆是我國(guó)重要的糧食作物之一。大豆具有固氮作用，屬于綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)作物，可以培肥地力，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的化肥和農(nóng)藥量較低。因此，對(duì)東北地區(qū)大豆的種植面積進(jìn)行擴(kuò)種，可以提高大豆產(chǎn)量，有效地改善東北地區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)失調(diào)和大規(guī)模長(zhǎng)期種植玉米所引發(fā)的土壤退化問(wèn)題。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《大豆振興計(jì)劃實(shí)施方案》，2022年《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于做好2022年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見》提出“大力實(shí)施大豆和油料產(chǎn)能提升工程”，2023年《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于做好2023年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見》中，大豆作為中國(guó)糧食進(jìn)口中的最大宗作物之一更是被提及了8次[1-3]。擴(kuò)大大豆種植面積，提高大豆產(chǎn)量，必須有氣候條件支撐。如今，我們正處在氣候變暖和極端天氣頻發(fā)的大背景下，氣候變化會(huì)直接引起氣溫、光照和降水等農(nóng)業(yè)氣候資源的變化，從而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。大豆的生長(zhǎng)發(fā)育與氣象條件密不可分。

《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書（2022）》報(bào)告顯示，全球變暖趨勢(shì)仍在持續(xù)，2021年?yáng)|北地區(qū)大部地表平均氣溫與常年相比增溫0.5～1.0 ℃，年降水量與常年相比增加20～50 mm，1961—2021年≥10 ℃活動(dòng)積溫變化速率為40～60 ℃·d/10年[4]。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)氣候資源的影響已有很多學(xué)者進(jìn)行研究[5-6]。紀(jì)瑞鵬等[7]研究發(fā)現(xiàn)，東北地區(qū)大部生長(zhǎng)季延長(zhǎng)，生長(zhǎng)季內(nèi)累積積溫增加，且≥10 ℃積溫帶逐漸北移。梁宏等[8]研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)分析1960—2010年共50年數(shù)據(jù)，東北地區(qū)大部霜凍日數(shù)減少，無(wú)霜期以3～5 d/10年的趨勢(shì)顯著增加。初征等[9]發(fā)現(xiàn)，東北地區(qū)生長(zhǎng)季降水總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但空間存在差異，年際間變化較大，東部降水增加，西部減少。相關(guān)學(xué)者分析東三省地區(qū)氣候資源變化，研究期截至2007年，生長(zhǎng)季內(nèi)降水量和日照時(shí)數(shù)均下降[10]。內(nèi)蒙古1961—2010年生長(zhǎng)季的日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢(shì)，其中東部地區(qū)減少趨勢(shì)最小，以-14.7 h/10年的速率遞減[11-12]。從前人的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分析引用的數(shù)據(jù)都是在2010年前，在最新的1991—2020年氣候背景下，氣候變化對(duì)呼倫貝爾地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源以及農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的影響研究較少。因此，在氣候變化背景下分析呼倫貝爾大豆種植區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源變化的時(shí)空變化變得尤為重要，研究結(jié)果可為大豆擴(kuò)種增產(chǎn)提出一些科學(xué)建議。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及農(nóng)業(yè)氣候資源計(jì)算方法

采用呼倫貝爾地區(qū)16個(gè)國(guó)家氣象站1981—2020年的逐日地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)資料，包含氣溫（℃）、降水（mm）、日照時(shí)數(shù)（h）、無(wú)霜期日數(shù)（d）等資料，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源中國(guó)氣象局“天擎”氣象大數(shù)據(jù)云平臺(tái)。采用5日滑動(dòng)平均法計(jì)算≥10 ℃積溫。采用經(jīng)驗(yàn)頻率法求算出在80%保證率下的≥10 ℃積溫?cái)?shù)據(jù)。降水和日照計(jì)算方法與積溫相同。無(wú)霜期即為秋季終霜結(jié)束后至秋季初霜出現(xiàn)前的持續(xù)日數(shù)。利用ArcGIS軟件進(jìn)行繪圖。

2 1991—2020年與1981—2010年農(nóng)業(yè)氣候資源變化

2.1 種植區(qū)80%保證率≥10 ℃積溫變化特征

通過(guò)對(duì)比1991—2020年與1981—2010年2個(gè)氣候態(tài)80%保證率下≥10 ℃積溫可知（圖1），呼倫貝爾市大豆種植區(qū)積溫均增加30～120 ℃·d，其中，阿榮旗東南部、莫旗西部、鄂倫春旗南部等種植區(qū)積溫增加100～120 ℃?d；扎蘭屯市東部、阿榮旗中部偏東、莫旗大部、鄂倫春旗東南部等種植區(qū)積溫增加80～100 ℃?d；扎蘭屯市中部偏南和鄂倫春旗中部偏東等種植區(qū)積溫增加60～80 ℃?d；鄂倫春旗局部和扎蘭屯市局部等種植區(qū)積溫增加40～60 ℃?d；阿榮旗局部種植區(qū)積溫增加30～40 ℃?d。

2.2 種植區(qū)生長(zhǎng)季日照差值分布

通過(guò)對(duì)比1991—2020年與1981—2010年2個(gè)氣候態(tài)生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)可知（圖2），呼倫貝爾市大豆種植區(qū)生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)均增加。其中，鄂倫春旗東部和莫旗北部種植區(qū)生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)增加20～40 h；扎蘭屯市東南部、阿榮旗東南部、莫旗大部和鄂倫春旗南部種植區(qū)生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)增加0～20 h，嶺西非大豆種植區(qū)生長(zhǎng)季日照時(shí)數(shù)有所減少。

2.3 種植區(qū)生長(zhǎng)季降水差值分布

通過(guò)對(duì)比1991—2020年與1981—2010年2個(gè)氣候態(tài)生長(zhǎng)季降水可知（圖3），呼倫貝爾市大豆種植區(qū)降水均增加、嶺西局部非大豆種植區(qū)降水減少。其中，扎蘭屯市東部和阿榮旗南部等種植區(qū)生長(zhǎng)季降水增加25～32 mm；扎蘭屯市東南部、阿榮旗東部、莫旗大部和鄂倫春旗偏南等種植區(qū)生長(zhǎng)季降水增加15～25 mm；扎蘭屯市中部偏西和鄂倫春旗東部等種植區(qū)生長(zhǎng)季降水增加0～15 mm；嶺西非大豆種植區(qū)生長(zhǎng)季降水減少0～24 mm。

3 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害霜凍差值變化

通過(guò)對(duì)比1991—2020年與1981—2010年2個(gè)氣候態(tài)生長(zhǎng)季無(wú)霜期可知（圖4），呼倫貝爾市大豆種植區(qū)生長(zhǎng)季無(wú)霜期均增加，說(shuō)明種植區(qū)霜凍日數(shù)減少，其中扎蘭屯市東部和莫旗偏南種植區(qū)生長(zhǎng)季無(wú)霜期天數(shù)增加10～13 d；扎蘭屯市南部、阿榮旗大部、莫旗大部和鄂倫春旗東南部種植區(qū)生長(zhǎng)季無(wú)霜期天數(shù)增加8～10 d；扎蘭屯市中部偏西種植區(qū)生長(zhǎng)季無(wú)霜期天數(shù)增加5～8 d。

4 結(jié)論與討論

從上述農(nóng)業(yè)氣候資源變化分析中可以看到，變化最明顯的是≥10 ℃積溫，通過(guò)對(duì)比1991—2020年與1981—2010年的氣候數(shù)據(jù)，在呼倫貝爾大豆種植地區(qū)扎蘭屯市、莫力達(dá)瓦自治旗、阿榮旗和鄂倫春東南部積溫都有所增加，這與氣候整體變暖有關(guān)。從增溫的量級(jí)來(lái)看，2個(gè)氣候數(shù)據(jù)對(duì)比，生長(zhǎng)季積溫增值最大未超過(guò)150 ℃?d，積溫帶北移的現(xiàn)象放緩。生長(zhǎng)季內(nèi)的降水、日照和積溫呈現(xiàn)出相同的空間一致性，都有增加，但2個(gè)氣候時(shí)段數(shù)據(jù)相比，增加和減少的趨勢(shì)空間差異性更大。在氣候整體增溫的趨勢(shì)下，相比1981—2010年數(shù)據(jù)，1991—2020年呼倫貝爾種植區(qū)積溫增加、無(wú)霜期日數(shù)的增加、霜凍害日數(shù)的減少，整體氣候變化對(duì)大豆種植是非常有利的。呼倫貝爾地區(qū)一直是大豆種植優(yōu)勢(shì)黃金地帶，在氣候變化的大背景下，農(nóng)業(yè)人員應(yīng)充分利用熱量資源，適當(dāng)調(diào)整大豆播期和品種，可在相同的積溫帶適當(dāng)選取生育期相對(duì)較長(zhǎng)的品種，還要精細(xì)優(yōu)化大豆適宜種植區(qū)域，合理調(diào)整作物布局。

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The Changing Characteristics of Agricultural Climate Resources in Hulunbuir Soybean Growing Region under the Background of Global Climate Change

Zhao Yue-ji （Hulunbuir Meteorological Bureau， Inner Mongolia， Hulunbuir， Inner Mongolia 021008）

Abstract Hulunbuir is a major soybean producing area， and analyzing the changes in agricultural climate resources under the background of climate change is of great significance for guiding soybean planting and production in Hulunbuir region. Compare the climate data between 1991～2020 and 1981～2010， and analyzed the changes of accumulated temperature， precipitation， sunshine and frost damage in the growing season of the Growing region of soybean agricultural climate resources. The results showed that the accumulated temperature， precipitation and sunshine in Hulunbeier soybean Growing region all increased， showing the same spatial consistency， and the number of frost damage days decreased.

Key words Climate change; Hulunbuir City; Soybean planting; GIS; Agricultural climate resources