新疆气候变化特征分析及其对农业生产的影响

新疆气候变化特征分析及其对农业生产的影响

杨坤 郭帷

新疆维吾尔自治区气象局 830000

摘要：气象条件对农业生产之间的关系较为密切，研究某地气候变化规律，可以为当地调整农作物种植制度、引进新品种等提供参考依据。本文结合新疆1981~2019年逐月平均气温和降水量资料，分析气候变化特征及其对农业生产的影响。结果表明，近39年新疆年、四季平均气温和降水均呈现出增加的趋势；气温和降水量变化的过程中对农业灾害、农作物产量、农作物病虫害、农作物生育期、施肥量均会造成不同程度的影响。

关键词：气候变化 农业生产 影响 新疆

引言

当前，气候变化已经成为了全球关注的焦点问题。气候是农业生产中最基本且重要的自然环境条件之一。气候在为农业生产提供光、热、水、空气等能量的同时，还能提供物质资源。区域内的气候条件对该地农业类型、发展远景、农产品数量、种植制度等起着决定性作用。近百年来，全球的近地面平均气温上升趋势显著，气温对植物光合作用的正常进行产生影响，进而作用到作物产量和生物量上，而降水和日照时数变化也会影响农业生产。气候变化对农业生产的影响涉及农作物产量、品质、种植制度、病虫害迁移、品种改良等不同关键环节。气候变化，特别是极端灾害性天气的出现对粮食生产的影响极大，增加了农业生产的不稳定性水平。

1. 研究资料和方法

本文利用新疆气象局提供的1981~2019年共39年逐月平均气温、降水量数据，利用一元线性回归法对新疆气候变化特征进行分析。本文按照12月到次年2月为冬季，3~5月为春季，6~8月为夏季，9~11月为秋季生成逐季气温和降水量资料。

2. 新疆气候变化特征

2.1气温

在全球和我国北方地区增暖的大背景下，新疆境内的年平均气温也呈现出逐年增加的趋势。通过对新疆1981~2019年新疆逐年平均气温变化曲线作为分析时段（图1），从图中可以看出，近39年新疆年平均气温为8.1℃，其中年平均气温的最大值为9.4℃（2016年），最小值为6.2℃（1984年）整体气温呈现出上升的趋势，且上升趋势较为明显，也就是每10a升温0.435℃。

图1 1981~2019年新疆逐年平均气温变化趋势图

通过对新疆四季平均气温进行分析，不难发现，近39年间，新疆四季平均气温均呈现出增加的趋势，其中以春季、夏季增温趋势最为明显，而冬季增温趋势相对较弱。其中春季平均气温快速增加，增长率在全年中最大，变化倾向率为0.673℃/10a；其次是秋季和冬季，两季气温增加趋势基本持平，变化倾向率分别为0.436、0.424℃/10a，冬季平均气温只是略有上升，增长率在全年中是最小的，变化倾向率为0.168℃/10a。

2.2降水

以1981~2019年新疆年均降水量曲线作为分析时间段，近39年间，新疆的年降水量呈现出波动增加的趋势（图2），其气候倾向率为9.207mm/10a。其中年降水量的最大值为234.1mm，出现在2016年，最小值则只有99.6mm，出现在1997年，最大值将近是最小值的3倍。结合年降水量变化曲线图，在2008年之前，新疆逐年降水量几乎都在平均值上下来回波动，且波动范围较小，从2008年往后，降水量波动范围较大。

图2 1981~2019年新疆逐年降水量变化趋势图

通过分析新疆近39年春、夏、秋、冬四季的降水量变化，其中以春季降水量增长趋势较为明显，线性倾向率为2.693mm/10a；而秋季、夏季和冬季增长趋势较弱，线性倾向率分别为2.23mm/10a、2.097mm/10a、2.059mm/10a。春季降水对近39年新疆降水量年贡献值最大。

3、气候变化对农业生产的影响

3.1气候变暖对农业灾害的影响

随着全球气候变暖现象不断加剧，新疆境内的气温也呈现出升高的趋势，使得异常气候频繁出现，特别是极端灾害性天气现象呈现出多发、频发态势，将会对农业生产的稳定性水平产生影响，同时还会造成严重的经济损失。气候变化的过程中，可造成新疆土地沙化、碱化以及草原退化面积不断扩大，加重了区域气候灾害、荒漠化和沙尘暴的危害程度。

3.2气候变化对农作物产量的影响

农作物产量和品质受气候变化的影响较大。随着气温的增加，新疆境内的冬小麦和棉花等农作物产量也会增加。如冬季气温的升高，会有效降低冬小麦越冬死亡率，为了确保优良品质的弱冬性小麦品种可以正常生长，可以优先选择抗寒性强或冬季性能稍弱且具有较好丰产性的农作物品种。对于棉花来说，超过10℃的积温同棉花产量的关系较为密切，随着积温的增加产量也随之上升。近39年新疆的整体气温呈现出增加的趋势，气候变暖为玉米、棉花、葡萄等喜热、喜温作物的生长发育提供了有利的气象条件，对优质高产农作物的形成较为有利。

3.3气候变化对农作物病虫害的影响

气候变化将会诱发白粉病、红蜘蛛、蚜虫等农作物病虫害。因平均气温的增加，尤其是冬季气温的上升，将会加剧农作物病虫害的发生和流行。受到气候变暖和小麦种植密度增加的影响，小麦条锈病出现时间也有一定的提前趋势，且对冬小麦的危害程度不断加强。

3.4气候变化对农作物生育期的影响

农作物的发育速度会随着温度的升高而加快。对于冬小麦来说，因近39年新疆秋季的气温整体呈现出增加的趋势，播种期时间会有不同程度的推迟，且在冬前的发育速度也往后延迟。由于新疆春季的气温增加，会造成冬小麦返青和生殖生长阶段提前，全生育期也会有7~9d的缩短。对于喜温和喜热的农作物来说，如玉米和棉花，气温增加的过程中也有利于其生长发育速度，且玉米播种期也会提前；但是生殖生长阶段会有一定的推迟，尤其是以乳熟期的延长时间最多；气温升高的过程中，棉花播种期、吐絮期和停止生长期均有不同程度的提前趋势，总体来说，棉花全生育期时间延长了将近5d左右。

3.5气候变化对施肥量的影响

根据相关资料显示表明，新疆境内大部分的土壤肥力以中等偏下为主。气候变暖将会加快分解土壤有机质的微生物速率，长期下去就会降低土壤肥力。尤其是在二氧化碳浓度偏高的情况下，即使光合作用的增加可使根生物量上升，弥补了土壤有机质减少的情况，一旦土壤缺水严重，将会在一定程度上限制根生物量的积累和分解。为了确保农作物可以正常生长发育，需要增加施肥量。因环境温度对肥效的影响极为明显，尤其是氮肥，温度每增加1℃，被农作物直接吸收利用的速效氮释放量将会增加4%，同时还会缩短释放期。

结论：

近39年来，新疆年/四季平均气温和降水量均呈现出不断增多的趋势，呈现出了明显的变暖、增湿趋势，使得各种极端灾害性天气事件频繁出现，对当地农业生产来说是一次严峻的挑战。新疆自然灾害较多，干旱、高温、低温冷害、病虫害等会导致粮食减产，不利于农业的可持续发展。针对新疆近年来的气候变化，需继续加强和提高对各种灾害性天气的预测水平和防御能力，做好节水灌溉的推广工作，加强病虫害防治，积极培育出适合当地气候特点的优良品种，对农作物种植结构和品种布局不断进行优化，对当地气候资源进行充分利用，将气象灾害对农业生产的影响降到最低。

参考文献：

[1]孙红霞,付强.近50年齐齐哈尔市气候变化特征分析及其对农业生产的影响[J].水利科技与经济,2010,16(9).

[2]朱明,夏金,张云洲,等.十堰市近50年气候变化特征分析及对当地农业生产的影响[J].江西农业学报,2010,22(7):149-151.

作者简介：杨坤（1977.09）男，汉族，河南省民权县人，气象学硕士研究生，副研究员级高级工程师，从事人工影响天气作业和设备开发研制工作。