吳華琴,華桃春
(1.福建省武夷山市氣象局,福建 南平 354300;2.福建省漳平市氣象局,福建 漳平 364400)
由于人類活動的加劇和對生態(tài)環(huán)境的破壞,使得全球范圍內(nèi)的干旱、暴雨洪澇、冰雹、大風(fēng)等極端災(zāi)害性天氣事件頻繁出現(xiàn),嚴重影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。氣候變化的過程中不僅影響農(nóng)作物的生長繁衍,還會作用到產(chǎn)量和品質(zhì)上,研究氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響具有重要的現(xiàn)實意義。本文以武夷山為例,通過分析近39年氣溫和降水量變化特征,以研究氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,對本地資源進行充分利用,進而為農(nóng)業(yè)決策提供科學(xué)參考依據(jù)。
本文研究資料主要來源于武夷山市氣象局提供的1981—2019年逐月平均氣溫和降水量資料,利用線性回歸法分析武夷山氣候變化特征。季節(jié)劃分主要采用常規(guī)標準:春、夏、秋、冬分別為3月到5月、6月到8月、9月到11月、12月到次年2月。
2.1.1 年平均氣溫變化特征
通過對武夷山1981—2019年逐月平均氣溫資料進行分析:39年來,武夷山年平均氣溫呈現(xiàn)出線性增加的趨勢,氣候傾向率為0.397℃/10a。氣溫的平均值為18.4℃,其中武夷山最暖的年份出現(xiàn)在2019年,平均氣溫為19.4℃,次暖年份則出現(xiàn)在1998年,年平均氣溫為19.3℃??梢詫⑽湟纳綒鉁匦蛄凶兓譃?個時期:1998年之前,大部分年份的平均氣溫幾乎都在多年平均值以下,該階段稱之為偏冷期;從1998年往后,大部分年份的平均氣溫在平均值以上,稱之為偏暖期,偏暖階段比偏冷階段的平均氣溫高出了0.8℃(如圖1)。
2.1.2 季平均氣溫變化特征
通過分析武夷山四季的平均氣溫,近39年武夷山春、夏、秋、冬四季的平均氣溫總體呈現(xiàn)出增加的趨勢,只是氣候傾向率有一定的差異。其中,秋季線性增溫趨勢最為顯著,氣候傾向率為0.49℃/10a;自1996年往后,除了1997年、2001年、2002年、2004年、2012年五年之外,其余年份的平均氣溫均比常年要高,尤其是2016年、2017年、2019年秋季平均氣溫比常年偏高1.6℃以上;冬季和春季氣溫變化相差不大,氣候傾向率分別為0.416℃/10a、0.401℃/10a ;夏季平均氣溫總體上沒有太大變化,尤其是21世紀之前,大部分年份的氣溫幾乎在平均值曲線以下,從21世紀往后,氣溫才有明顯的上升。
2.2.1 降水年際變化特征
通過對武夷山1981—2019年逐月降水量資料進行分析:39年來,武夷山年降水量呈現(xiàn)出線性增加的趨勢,氣候傾向率為40.575℃/10a,增加趨勢不太顯著。近39年平均降水量為1951.0mm,其中降水量最多的年份為2010年,高達2847.2mm,降水量最少的年份則為1996年,降水量只有1296.6mm,最多年是最少年降水的2倍多。其中20世紀80年代中后期,90年代前中期屬于降水偏少期,從21世紀往后,降水呈現(xiàn)出波動增加的趨勢,尤其是近8年的平均降水量為2111.4mm,比常年降水量多160.4mm(如圖2)。
2.2.2 四季降水變化特征
通過對武夷山春、夏、秋、冬四季的降水量變化情況進行分析,近39年武夷山春季和秋季降水量呈現(xiàn)出線性減少的趨勢,氣候傾向率分別為-29.905mm/10a、-2.952mm/10a,春季降水量減少最為顯著;夏季和冬季降水量則呈現(xiàn)出增加的趨勢,以夏季增加最為顯著。武夷山年降水量具有時空分布不均的特征,其中春季平均降水量為737.0mm,占年降水量的37.8%,夏季平均降水量為739.9mm,占年降水量的37.9%,秋季平均降水量為229.8mm,占年降水量的11.8%,冬季平均降水量為244.3mm,占年降水量的17.5%。武夷山年內(nèi)降水主要出現(xiàn)在夏季和春季,秋冬季節(jié)降水量相對較少,只有全年降水量的29.3%。
近39年武夷山平均氣溫呈現(xiàn)出線性增加趨勢,氣溫的增加會影響農(nóng)作物的生長發(fā)育。因二氧化碳是植物進行光合作用產(chǎn)生有機物質(zhì)的重要原料,還能維持地球生物圈平衡。在其它條件不變時,隨著二氧化碳含量的增加,植物的生長發(fā)育速度將會加快,反之亦然。隨著氣候變暖現(xiàn)象不斷加重,空氣中的蒸散速率會不斷加快,農(nóng)業(yè)水分供需矛盾會更加突出,會造成干旱災(zāi)害頻繁出現(xiàn),對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害極大。
隨著武夷山氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇,不定因素增多,氣候變率大,會造成氣象災(zāi)害頻繁出現(xiàn)。主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)武夷山降水量呈現(xiàn)出波動增加的趨勢,而又以夏季降水增加趨勢最為顯著,很容易引發(fā)洪澇災(zāi)害;(2)根據(jù)武夷山四季氣溫變化情況,冬季氣溫變化幅度相對較大,會增加暖冬和冷凍天氣出現(xiàn)的頻率,冬季寒潮、低溫冷害、霜凍等氣象災(zāi)害不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的順利推進;(3)近39年,武夷山春季增溫幅度相對較大,很容易出現(xiàn)倒春寒天氣,因為此時恰好是果樹開花、授粉期,使其自身抵抗凍害的能力不足,倒春寒不僅影響自身授粉受精,還會增加花朵脫落率,影響果實品質(zhì)。
由于武夷山氣溫呈現(xiàn)出線性增加趨勢,很容易引發(fā)異常高溫天氣,對農(nóng)作物的影響主要包括:(1)熱害的出現(xiàn)會中斷或終止來不及灌漿的農(nóng)作物,進而縮短成熟時間;(2)溫度的增加會進一步加快土壤內(nèi)肥料的分解和流失速率,進而抵消原有的降水量,使得農(nóng)作物生長中的水分脅迫加??;(3)農(nóng)作物生長發(fā)育進程會隨著溫度的增加而加快,生育期時間縮短,增加了籽粒的不飽滿度,影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)。水稻屬于喜溫作物,若營養(yǎng)生長期內(nèi)的氣溫增加有利于產(chǎn)量提升,幼穗分化期則恰恰相反,若是幼穗期內(nèi)出現(xiàn)高溫天氣,對水稻的影響幾乎是致命的。
(1)根據(jù)武夷山當?shù)夭煌r(nóng)作物全生育期內(nèi)對水分、光照、溫度等的需求,優(yōu)先選用早種晚播的方式,降低不利氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。適當提前或者推遲夏秋作物,如將夏玉米播種時間提前或者是推遲收獲時間,以增加單產(chǎn)。
(2)對于武夷山早春低溫冷害和春季干旱,應(yīng)根據(jù)農(nóng)作物種類,優(yōu)先選擇抗寒能力強的早熟品種;科學(xué)合理安排農(nóng)作物種植比例,科學(xué)灌溉,加強田間管理工作,將氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響降到最低,確保優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)作物的形成。
(3)全面分析氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,通過對武夷山近些年極端災(zāi)害性天氣事件出現(xiàn)的情況,做好相關(guān)分析和氣候評估。
(4)結(jié)合武夷山氣象資料,分析當?shù)貧夂蜃兓?guī)律,盡快制作出應(yīng)對不同氣象災(zāi)害的應(yīng)急方案,建立起農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng),尤其是要建立起干旱、洪澇、低溫災(zāi)害等氣象防災(zāi)減災(zāi)體系。加強建立農(nóng)業(yè)災(zāi)害保險機制等的建設(shè),成立起農(nóng)業(yè)合作組織,不斷轉(zhuǎn)移農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險。