劉 慧 馬丁丑
(甘肅農業(yè)大學財經學院 甘肅蘭州 730070)
近年來全球氣候發(fā)生變化,已對水資源、自然生態(tài)系統(tǒng)、農業(yè)、農村和城市、人類健康與安全等造成影響,而人類對氣候變化的適應和減緩行動以及相關的治理又將影響氣候變化帶來的風險[1-2]。農業(yè)是對氣候變化反應最敏感的產業(yè),任何微小的氣候變動都會給農業(yè)的正常生產帶來嚴重影響,特別是極端氣候如干旱、洪澇、冰雹等,對糧食安全、農民收入、社會穩(wěn)定造成波動,甚至會影響國家經濟的可持續(xù)發(fā)展[3]。河西走廊是中國西北內陸著名灌溉農業(yè)區(qū),也是西北地區(qū)最主要的商品糧基地和經濟作物集中產區(qū)。在全球氣候變化的背景下,該地區(qū)的氣候也發(fā)生了一定程度的變化,并對當?shù)氐霓r業(yè)生產及經濟發(fā)展造成了很大影響。因此,探究河西走廊氣候變化對農業(yè)生產的影響及應對措施,對中國西北地區(qū)糧食安全和經濟發(fā)展的穩(wěn)定性具有重要的意義。
目前已有河西走廊氣候變化對農業(yè)影響的相關研究:郭良才等[4]對河西走廊地區(qū)四季的光、熱、水等主要農業(yè)氣候資源要素進行分析,發(fā)現(xiàn)河西走廊農業(yè)氣候變化以“氣溫升高,降水略增,日照增加”為主要特點;王鶴齡等[5]說明不同農作物需水量不同,河流分布及降水量不同而農作物結構不同,從而形成了河西走廊農作物種類多,種植方式多樣的農業(yè)形態(tài)??梢娤嚓P研究都是對河西走廊地區(qū)氣候變化特征及對主要農作物的影響研究,關于氣候變化對整個農業(yè)生產過程的影響及已采取的應對措施是否合理這些問題的研究較少。基于此,通過分析氣候變化對農業(yè)的影響以及當前所采取的應對措施,并給予合理科學的建議。
分析河西走廊地區(qū)主要農業(yè)城市武威、張掖、酒泉在2008~2017 年年均氣溫、降水量、光照時數(shù)的變化特征。
氣候的變化最直觀的就是氣溫的變化。本文根據(jù)武威、張掖、酒泉站臺監(jiān)測點的2008~2017年均氣溫的數(shù)據(jù)來分析河西走廊氣溫變化特征。如圖1所示,河西走廊農業(yè)生產區(qū)年平均氣溫總體上呈上升趨勢,武威、張掖、酒泉氣溫變化趨勢基本一致,均呈現(xiàn)增溫趨勢,表明近10 年來各市區(qū)呈氣候變暖趨勢。河西走廊農業(yè)產區(qū)2008 年的年平均氣溫為8.4 ℃,近10 年年平均氣溫為8.9 ℃,比 2008 年升高了 0.5 ℃,2017 年平均氣溫為9.3 ℃,與2008 年相比升高了0.9 ℃。氣溫升高幅度最大的區(qū)域是酒泉,由2008 年的7.8 ℃升高到2017 年的9 ℃,升高了1.2 ℃;最小的是張掖,由2008 年的8.2 ℃,升高到2017 年的8.9 ℃,升高了0.7 ℃。
圖1 2008~2017年武威、張掖、酒泉年均氣溫
氣候變化將改變區(qū)域降水量和降水格局。如圖2 所示,近10 年,河西走廊農業(yè)生產區(qū)各地降水量均明顯增加,平均年降水量由2008 年的115.8 mm 增加到2017 年的154.4 mm,平均每年增加3.86 mm,其中武威地區(qū)增加最為明顯,平均每年增加6.2 mm。
圖2 2008~2017武威、張掖、酒泉年降水量
光促進綠色植物的光合作用,保障植物正常生長。如圖3 所示,河西走廊農業(yè)生產區(qū),近10 a光照時數(shù)變化的整體趨勢是逐漸減少。2008 年平均光照時數(shù)3 052.2 h,近10 年平均光照時數(shù)為3 049.2 h,比2008 年減少3 h。武威的光照資源相較于河西走廊地區(qū)屬光照欠缺區(qū),且整體依然呈下降趨勢。張掖和酒泉自2010 年光照時數(shù)呈增加趨勢,尤其是張掖市,變化波動較大,增長趨勢較為明顯。
圖3 2008~2017武威、張掖、酒泉光照時數(shù)
河西走廊地區(qū)主要農業(yè)城市武威、張掖、酒泉在2008~2017 年氣溫升高、降水量增加、光照時數(shù)增加,從而導致玉米、小麥、葡萄等主要農作物的生長周期大幅縮短,且播種期,收獲期都發(fā)生不同程度的變化。同時,氣候變化的變化也會使農作物的生長發(fā)育存在不穩(wěn)定性,直接影農作物的產量。
河西走廊氣候以溫帶大陸性季風氣候為主,氣候變化使干旱、洪澇、冰雹、霜凍等氣象災害頻發(fā),從而嚴重影響該地區(qū)農業(yè)生產的穩(wěn)定性。通常春季和夏季就容易發(fā)生春夏連旱災害或冰雹、洪澇等,造成農業(yè)生產不可估量的損失。據(jù)統(tǒng)計,疏勒河流域和黑河流域上的酒泉綠洲由于受時空分配的制約,每年4~6 月河道的天然來水量只占年徑流量的19%~31%,而目前農業(yè)灌溉的需水量卻占全年徑流量的34%~45%,來水量滿足不了農業(yè)灌溉的需要,受旱農田占30%左右,被當?shù)剞r民為“卡脖子旱”[6],例如 2016 年 3 月上旬至 4 月中旬的干旱使河西大部分地區(qū)連續(xù)無降水日數(shù)達11~36 d,此時正是小麥拔節(jié)的關鍵期。
河西走廊地區(qū)氣溫的升高,不但使得需灌溉的農作物面積大幅度增加,需水量大大增加,而且,溫度升高時會對土壤中的有機碳含量造成影響,會直接導致土壤肥力下降進而導致土地資源的使用率受到影響,需增施肥料以滿足農作物生長的需求。溫度升高有利于雜草的生長及幼蟲的越冬,將會加劇雜草與病蟲害的擴散,因此,必須加大除草劑及農藥的施用量,農業(yè)生產的投資成本增加。
河西走廊地區(qū)氣候變化對農業(yè)生產的影響有利也有弊。農戶為了保證農作物的產量穩(wěn)定不遭受損失,采取轉變農業(yè)生產方式、改變農作物種植類型、加強農業(yè)管理等措施來應對氣候變化。
氣候變化的不確定性影響了作物產量,為穩(wěn)定農業(yè)生產,農業(yè)生產方式發(fā)生了轉變。河西走廊地區(qū)農業(yè)生產由大田露地生產轉為大棚設施農業(yè);人工、機械混合作業(yè)轉為機械作業(yè),逐漸出現(xiàn)了戈壁農業(yè)、光伏農業(yè)等現(xiàn)代新型設施技術農業(yè)。河西走廊大棚設施農業(yè)及農業(yè)機械等的逐步普及,成為發(fā)展農業(yè)的主要方向,在充分利用了自然資源,減少了資源浪費的同時,更有效地面對因氣候變化帶來的災害等對農作物的影響。
在河西走廊地區(qū),隨著氣候變化,主要農作物種植結構發(fā)生了變化。以前,酒泉的敦煌和金塔適合種植棉花,張掖的甘州、高臺等以制種玉米產業(yè)為主,武威的小麥和玉米種植面積相當。但是伴隨著氣溫的升高,河西走廊地區(qū)降水量也不斷增加,同時河西走廊地區(qū)種植的農作物種類以及數(shù)量也發(fā)生了一定變化。2008~2017 年,玉米的種植面積發(fā)生變化不明顯,小麥種植面積變化較明顯。在2011 年之后,武威市小麥種植面積減少,而張掖市小麥種植面積增加,居河西走廊小麥種植區(qū)首位。這種變化都是根據(jù)每年不同的氣候條件和不同的農業(yè)生產要求進行的調整;同樣棉花種植產區(qū)的調整也比較明顯。武威和張掖的棉花種植面積逐年減少,張掖市2017 年棉花種植面積幾乎為零,且種集中在酒泉市的敦煌市和金塔縣。
面對河西走廊地區(qū)氣候的不斷變化,農戶為了保證農業(yè)生產穩(wěn)定,采取了加強田間管理的措施。例如,農戶應對旱災、高溫天氣時,最多使用的方法是建造蓄水池和覆蓋地膜,設施農業(yè)也迅速發(fā)展,但是因設施農業(yè)需整套設備體系建設,資金投入大。因此,大部分農戶依然是大田生產模式。在高溫天氣發(fā)生頻率較高時,就需要加大灌溉頻率,且病蟲發(fā)生的概率和雜草的數(shù)量加?。?],就需要及時防治,從而加大了農戶田間管理的工作的強度;在水肥管理方面,目前張掖、武威研究出了水肥一體化技術,但由于氣候變化,導致農作物生長周期發(fā)生了變化,需要農戶時刻關注農作物生長情況,掌握在作物不同生長周期如何進行精細化水肥管理。因此,對于一些成規(guī)模生產的農戶,勢必會增加雇工數(shù)量,專門負責農業(yè)田間管理相關工作。
河西走廊地區(qū),在當前農業(yè)發(fā)展的基礎上,一方面,要加強培育具有抗干旱、高溫、紫外線及病蟲害的農作物品種或引入新作物。另一方面,提倡政府和企業(yè)聯(lián)合起來整合優(yōu)化資源,企業(yè)在資金、資源、專家、技術等方面給予農戶基礎設施建設大力的支持,帶動引領農民加入由企業(yè)主導的專業(yè)合作社組織,從而減少農民的投入,降低農業(yè)生產的成本。
河西地區(qū)應加強農田灌溉、水利基礎設施的改進,使農業(yè)對氣象災害的防御能力更強。在建設農田水利方面要重視科學性,積極開發(fā)具備智能化、自動化農業(yè)灌溉技術,實現(xiàn)節(jié)水灌溉。并能研制出與氣候變化相適應的農業(yè)生產新技術,對氣象災害綜合防治的基礎設施進行強化[8],提高農業(yè)適應氣候變化的能力。一方面,節(jié)約水資源,建立“總量控制、定額管理”的農業(yè)用水體系,嚴格水資源管理制度;另一方面,加快發(fā)展設施農業(yè),政府應加大財政支持,強化項目扶貧,可以引進國家試驗示范項目,對設施農業(yè)發(fā)展基地進行基礎設施建設,搭建大棚、鋪設噴滴灌等配套設施以及推廣新品種、新技術等。
依據(jù)河西走廊氣候變化對農業(yè)的不同程度的影響,在現(xiàn)有農業(yè)種植結構及布局基礎上,科學合理利用充足的光照資源、水資源等有利條件,適當對農作物的種植結構進行再調整,選種更優(yōu)良的作物品種或引入新品種,從而保證農作物的品質及產量[9]。在確保國家糧食安全和區(qū)域糧食生產規(guī)劃目標的前提下,按照“現(xiàn)代絲路寒旱農業(yè)”的要求,引導農民調整農作物種植結構和實施農田休耕[10],鼓勵發(fā)展綠色高產優(yōu)質的現(xiàn)代農業(yè)。