張瑩，劉 丹

（祁連縣氣象局，青海祁連 810400）

作為自然環(huán)境的重要組成部分，氣候的變化對(duì)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的影響具有多尺度和全方位的特征，正面和負(fù)面影響同時(shí)存在，且負(fù)面影響受到了學(xué)術(shù)界和社會(huì)大眾的廣泛關(guān)注[1-4]。氣候因素種類較多，其中氣溫、降水等要素對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響較大。尤其是在全球氣候變暖的大背景下，氣象災(zāi)害出現(xiàn)頻率和危害強(qiáng)度均呈現(xiàn)出不同程度的增加趨勢(shì)，并得到了社會(huì)各界的高度關(guān)注[5-7]。長(zhǎng)久以來，氣象、農(nóng)業(yè)等不同部門對(duì)自然災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、災(zāi)害影響、防災(zāi)減災(zāi)等工作進(jìn)行了大量研究，對(duì)減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失起到了一定作用。祁連縣隸屬于青海省海北藏族自治州，因地處祁連山中段腹地而得名，屬于典型的高原大陸性氣候。青藏高原對(duì)大氣環(huán)流的特殊影響，使得祁連縣頻繁出現(xiàn)氣象災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響。因此，研究祁連縣氣候變化特征，并全面分析其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，對(duì)于進(jìn)一步開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義，研究農(nóng)業(yè)如何應(yīng)對(duì)氣候變化，充分挖掘出氣候變化過程中的農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿?，通過趨利避害的方式來增強(qiáng)未來氣候資源的利用率。

1 研究資料和方法

本文利用祁連縣氣象局1993—2022 年逐月平均氣溫、降水量資料，選擇線性傾向估計(jì)法分析祁連縣氣候變化特征，并研究氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。在對(duì)季節(jié)進(jìn)行劃分時(shí)選擇常規(guī)劃分標(biāo)準(zhǔn)：春季為3—5 月、夏季為6—8 月、秋季為9—11 月、冬季為12 月至次年2 月。

2 祁連縣氣候變化特征

2.1 氣溫

2.1.1 年際變化

1993—2022 年祁連縣年平均氣溫為1.9 ℃，其中年平均氣溫的最大值為2.7 ℃（2022 年），最小值為0.6 ℃（1995 年），最大值大約是最小值的5倍，說明祁連縣年平均氣溫波動(dòng)幅度較大。1993—2022 年祁連縣年平均氣溫整體以增加趨勢(shì)為主（見圖1），氣候變化傾向率為0.412 ℃/10 a，增加趨勢(shì)極為顯著。結(jié)合曲線圖，可將1993—2022 年祁連縣年平均氣溫劃分為3個(gè)階段：1）1993—2005年，年平均氣溫以快速上升趨勢(shì)為主；2）2005—2012年，年平均氣溫以波動(dòng)下降趨勢(shì)為主；3）2012 年往后，年平均氣溫繼續(xù)上升。

圖1 1993—2022 年祁連縣年平均氣溫變化趨勢(shì)圖

2.1.2 四季變化

1993—2022 年祁連縣4 個(gè)季節(jié)平均氣溫均以上升趨勢(shì)為主，但氣候變化傾向率有一定差異。1）春季。平均氣溫為3.1 ℃，氣候變化傾向率為0.532 ℃/10 a，上升趨勢(shì)極為顯著。2）夏季。平均氣溫為13.0 ℃，氣候變化傾向率為0.540 ℃/10 a，上升趨勢(shì)極為顯著。其中，1991—2010 年祁連縣夏季平均氣溫以直線上升趨勢(shì)為主，且2010 年的平均氣溫達(dá)到次大值，為14.5 ℃；2010 年往后，祁連縣夏季平均氣溫呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)。3）秋季。平均氣溫為2.0 ℃，氣候變化傾向率為0.403 ℃/10 a，整體以上升趨勢(shì)為主。4）冬季。平均氣溫為-10.6 ℃，氣候變化傾向率為0.191 ℃/10 a，增加趨勢(shì)不太顯著。其中，1991—2004 年祁連縣冬季平均氣溫以上升趨勢(shì)為主；2004—2011 年祁連縣冬季平均氣溫呈現(xiàn)出大幅度下降趨勢(shì)；2011—2016 年冬季平均氣溫以小幅度增加趨勢(shì)為主，且2016 年冬季平均氣溫達(dá)到最大值，為-8.6 ℃；2016 年往后，祁連縣冬季平均氣溫以快速下降趨勢(shì)為主。

2.2 降水量

2.2.1 年際降水量

1993—2022 年祁連縣年平均降水量為433.8 mm，其中年降水量的最大值為564.3 mm（2014 年），最小值為331.0 mm（2010 年），兩者之間相差233.3 mm，說明祁連縣降水量年際波動(dòng)幅度較大。1993—2022 年祁連縣年降水量整體以增加趨勢(shì)為主（見圖2），氣候變化傾向率為15.088 mm/10 a，只是降水量增加趨勢(shì)不太顯著。結(jié)合年降水量曲線圖，1993—2001 年祁連縣年降水量以波動(dòng)下降趨勢(shì)為主；2001—2014 年降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢(shì)；2014 年往后祁連縣年降水量快速下降。

圖2 1993—2022 年祁連縣降水量年際變化圖

2.2.2 月降水量

1993—2022 年祁連縣年內(nèi)降水量呈現(xiàn)出單峰型變化特征（見圖3），且峰值高達(dá)99.1 mm（7 月），占年降水量的22.8%；谷值只有0.6 mm（12 月），只占年降水量的0.1%。祁連縣年內(nèi)降水主要出現(xiàn)在4—10月，這段時(shí)間的降水量約占全年降水量的97.0%，尤以6—9 月最為集中，占全年降水量的77.8%。

圖3 1993—2022 年祁連縣年內(nèi)各月降水量變化圖

2.2.3 季降水量

對(duì)祁連縣4 個(gè)季節(jié)的降水量進(jìn)行分析，祁連縣春季平均降水量為74.3 mm，占年降水量的17.1%，氣候變化傾向率為9.446 mm/10 a，增加趨勢(shì)較為顯著。1993—2002 年祁連縣春季降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢(shì)；2002—2006 年祁連縣春季降水量以直線下降趨勢(shì)為主；2006—2017 年祁連縣春季降水量呈現(xiàn)出顯著增加的趨勢(shì)，且2017 年的降水量達(dá)到最大，為117.0 mm；2017 年往后，祁連縣春季降水量以快速下降趨勢(shì)為主。

祁連縣夏季平均降水量為271.0 mm，占年降水量的62.5%，氣候變化傾向率為-0.026 mm/10 a，下降趨勢(shì)不顯著；1993—2002 年夏季降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)；2002—2016 年祁連縣夏季降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)增加趨勢(shì)；2016 年往后，祁連縣降水量以小幅度下降趨勢(shì)為主，且下降幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1993—2002 年。

祁連縣秋季平均降水量為85.0 mm，占年降水量的19.6%，氣候變化傾向率為5.167 mm/10 a，增加趨勢(shì)不顯著。1993—2003 年祁連縣秋季降水量以波動(dòng)增加趨勢(shì)為主；2003 年往后，祁連縣秋季降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)。

祁連縣冬季平均降水量只有3.5 mm，只占年降水量的0.8%，氣候變化傾向率為0.312 mm/10 a，增加趨勢(shì)不顯著。1993—2003 年祁連縣冬季降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)；2003—2018 年冬季降水量呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢(shì)，且2018 年的降水量達(dá)到最大，為12.8 mm；2018 年往后，祁連縣冬季降水量呈現(xiàn)出大幅度下降的趨勢(shì)。

3 氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

當(dāng)前，祁連縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍舊沒有擺脫“靠天吃飯”的局面。雖然氣候變暖給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了一定好處，但更多的則是負(fù)面影響。氣候變暖對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在2 個(gè)方面：1）溫度、水平衡、大氣成分和極端氣候事件變化直接對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響；2）土壤、病蟲害、雜草等的分布和出現(xiàn)頻率變化間接對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。

3.1 溫度變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

在農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中，溫度是重要的氣候因子，直接影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育速度，進(jìn)而影響農(nóng)作物的生育期。祁連縣年平均氣溫和4 個(gè)季節(jié)的平均氣溫均以上升趨勢(shì)為主，但增加幅度不同。祁連縣屬于高原地區(qū)，春季和冬季氣溫上升使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的物候期發(fā)生改變，具體表現(xiàn)為春季物候期縮短，冬季物候期延長(zhǎng)，農(nóng)作物的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期也隨之延長(zhǎng)。與此同時(shí)，年內(nèi)超過10 ℃的熱量資源也會(huì)有所增加。1）因有效積溫上升，之前不適宜種植青稞的區(qū)域也能種植青稞，高海拔和高緯度地區(qū)的青稞種植面積將會(huì)增加，地理適應(yīng)性水平有所提升。隨著有效積溫的增加，農(nóng)作物生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，農(nóng)作物產(chǎn)量也會(huì)進(jìn)一步提高。積溫變化對(duì)作物的影響主要表現(xiàn)在作物布局方面，冬季作物播種期會(huì)推遲，而春季作物的播種期則會(huì)提前，可對(duì)祁連縣多余積溫進(jìn)行充分利用，積極發(fā)展套復(fù)種。2）氣候變化除了影響作物布局外，還對(duì)作物播種期產(chǎn)生影響。1993—2022 年祁連縣春季平均氣溫增加趨勢(shì)顯著，春季氣溫快速回升，會(huì)加快土壤解凍速率，使得物候期提前，作物春播時(shí)間也會(huì)發(fā)生改變，提前播種青稞等作物，能有效避開病蟲害高發(fā)期，為青稞高產(chǎn)豐收提供了有力保障。另外，溫度上升，會(huì)加快土壤微生物分解速率，根生物量積累和分解受到限制，有利于病蟲害幼蟲越冬和雜草生長(zhǎng)，使得農(nóng)藥和除草劑使用量加大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的投資增加，同時(shí)面臨著糧食安全生產(chǎn)方面的風(fēng)險(xiǎn)。暖冬天氣的出現(xiàn)會(huì)造成倒春寒和極端災(zāi)害性事件頻繁出現(xiàn)，將會(huì)影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)豐收，尤其是夏糧會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重減產(chǎn)。

3.2 降水量對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

1993—2022 年祁連縣降水量整體呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，且30 年間有17 年的降水量低于多年平均值，季節(jié)分布不均，年際分布不平衡。降水分布不平衡，會(huì)加大旱澇風(fēng)險(xiǎn)，加大農(nóng)業(yè)需水量，地下水開采量加劇，使得地下水位下降明顯，水資源呈現(xiàn)出減少趨勢(shì)。因缺少大型灌溉設(shè)備，當(dāng)前氣溫上升和蒸發(fā)量加大的情況，會(huì)導(dǎo)致有效水分減少，土壤變干，使得干旱災(zāi)害出現(xiàn)頻率增加。水分虧欠會(huì)抑制熱量資源增加所發(fā)揮的作用，造成青稞、油菜等農(nóng)作物減產(chǎn)。秋季降水增加會(huì)對(duì)秋收秋種產(chǎn)生影響，使得收獲后的農(nóng)作物發(fā)霉變質(zhì)，品質(zhì)下降。

4 應(yīng)對(duì)策略

1）祁連縣氣象部門需對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓哟笱芯苛Χ?，熟練掌握氣候變化?guī)律，積極調(diào)整農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，不斷優(yōu)化農(nóng)作物布局，合理開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)厝擞跋到y(tǒng)不斷進(jìn)行完善，在有利天氣形勢(shì)下合理開發(fā)空中云水資源，以增加地表有效降水。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門應(yīng)指導(dǎo)農(nóng)戶優(yōu)先選用抗病、抗寒、抗旱等抗逆性強(qiáng)的農(nóng)作物品種，加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，研發(fā)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，避免水土流失和農(nóng)田沙化速度加快。2）做好氣象監(jiān)測(cè)，提高天氣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平。對(duì)于當(dāng)?shù)仡l繁出現(xiàn)的氣象災(zāi)害，需使用科學(xué)有效的方法盡快構(gòu)建農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御機(jī)制和應(yīng)急保障體系，提升氣象為農(nóng)服務(wù)水平，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)對(duì)氣候變化和極端災(zāi)害性天氣的能力。3）不斷完善氣象為農(nóng)生產(chǎn)服務(wù)機(jī)制。祁連縣氣象部門應(yīng)加大氣象為農(nóng)服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)力度，并實(shí)現(xiàn)水文、氣象、農(nóng)林等部門間的信息資源共享，同時(shí)結(jié)合新媒體和多媒體平臺(tái)，不斷拓寬氣象信息發(fā)布渠道和覆蓋面，將其在氣象防災(zāi)減災(zāi)中的綜合效益充分發(fā)揮出來。