泽普县气象条件变化特征对农业的影响分析论文

2024-09-03 11:37:52 来源: 作者:zhouxiaoyi
摘要:本文根据泽普县气象局1991~2022年逐月平均气温、降水量资料,选择线性倾向估计法、滑动平均法对泽普县气象条件变化特征进行分析。结果表明:近32年泽普县年平均气温整体呈现出升高的趋势,线性变化倾向率为0.653℃/10a;四季平均气温均呈现出增加趋势,线性变化倾向率有一定差异,除了冬季外,其余三季的平均气温增加趋势均极为显著;降水量整体呈现出增加的趋势,线性变化倾向率为3.434mm/10a,研究时段内共增加10.99mm,增加趋势并不显著。
摘要:本文根据泽普县气象局1991~2022年逐月平均气温、降水量资料,选择线性倾向估计法、滑动平均法对泽普县气象条件变化特征进行分析。结果表明:近32年泽普县年平均气温整体呈现出升高的趋势,线性变化倾向率为0.653℃/10a;四季平均气温均呈现出增加趋势,线性变化倾向率有一定差异,除了冬季外,其余三季的平均气温增加趋势均极为显著;降水量整体呈现出增加的趋势,线性变化倾向率为3.434mm/10a,研究时段内共增加10.99mm,增加趋势并不显著;年内降水量变化存在明显的季节性差异;气象条件变化对越冬作物的冬前生长发育和喜热作物全生育期的生长发育有利,但气候变暖会造成土壤干旱和农作物病虫害程度加剧,不利于大部分农作物的生长发育。
关键词:气象条件;农业生产;生产影响;泽普县
从统计学意义上出发,气候变化是长期内的气候平均状态的巨大改变或持续期长的气候变动趋势,在反映气候的过程中可结合温度与降水量等气象要素在不同时期的统计量差异。人类在生产生活中会将大量的温室气体,如二氧化碳排放到大气中,导致空气内的温室气体浓度锐增,进一步加剧了全球气候变暖现象[1]。IPCC第六次报告指出[2],2011~2020年间,全球地表平均温度比1850~1900年间高出1.09℃,为人类有史以来升温速度最快的19年,2016~2020年也是迄今为止最热的5年,且随着大气、海洋及陆地的变暖,大气、海洋、冰冻圈及生物圈均出现了显著的变化。在全球气候变暖的大背景下,因气候对人类日常生活、社会经济及自然生态均产生了影响,已经引起了全球各国、社会及科学界的共同关注,全球学者针对气候变化进行了大量研究。我国是农业大国,也是受气候变化最为显著的国家之一,其直接关系到我国农业生产能否持续健康发展[3-4]。
泽普县隶属于新疆维吾尔自治区喀什地区,位于新疆西南部,库伦山北麓,塔里木盆地西缘,属典型的沙漠绿洲地貌,地势从西南向东北倾斜。全县属于大陆性暖温带干旱气候,光照时数充足,热量丰富,气候干燥,当地比较适宜棉花、小麦和玉米种植。近年来,泽普县对农业生产布局不断优化,积极发展特色鲜明的现代农业,为提升农民经济收入水平提供了有力保障。因此,分析研究当地气象条件变化特征及对农业的影响,对于提升农业产品质量、保护资源环境和改善生态环境具有十分重要的现实意义。
1研究资料和方法
本文基于泽普县气象局1991~2022年逐月平均气温、降水量资料,选择线性倾向估计法、滑动平均法对泽普县气象条件变化特征进行分析。对当地四季进行划分时则选择常规划分标准:春季为3~5月,夏季为6~8月,秋季为9~11月,冬季为12月到第二年2月。
2泽普县气象条件变化特征
2.1气温
2.1.1年际变化
1991~2022年泽普县多年气温平均值为12.2℃,高
值与低值间相差2.8℃。近32年泽普县年平均气温整体以上升趋势为主,线性变化倾向率为0.653℃/10a,当地增温趋势极为显著,如图1所示。结合历年平均气温变化图,泽普县年平均气温共经历了两个时期,以2005年为界限,前期以偏冷为主,后期则是偏暖期,其中偏冷期内除了1991年、2001年和2004年外,其余时段气温均在多年平均值曲线以下;偏暖期除了2008年和2012年外,其余时段气温均超过了多年平均值曲线。结合滑动平均曲线图,泽普县年平均气温整体气温呈现出显著的增加趋势,只是前期气温增加趋势要高于后期。
2.1.2四季变化
1991~2022年泽普县春、夏、秋、冬四季平均气温与年平均气温变化趋势保持一致,均以增加趋势为主,尤以春季、夏季和秋季的平均气温增加最为显著。其中,春季平均气温为15.4℃,线性变化倾向率为0.931℃/10a,上升趋势极为显著,且2007年之前,春季平均气温增温最为显著;后期呈现先减少后波动增加的趋势;夏季平均气温为24.2℃,线性变化倾向率为0.71℃/10a,上升趋势极为显著。并且,以2008年为分界线,2008年前的夏季平均气温呈现出波动增加的趋势;从2008年往后有波动减少的趋势,只是上升幅度要远远高于减少幅度,直接造成夏季平均气温以增加趋势为主;秋季平均气温为11.8℃,线性变化倾向率为0.644℃/10a,上升趋势显著,与夏季平均气温变化趋势保持一致,均是前期以上升趋势为主,后期以波动下降趋势为主;冬季平均气温为-2.6℃,线性倾向率为0.154℃/10a,只是上升趋势并不显著。
2.2降水量
2.2.1年际变化
1991~2022年泽普县多年降水量平均值为70.6mm,其中,年降水量的高值为160.7mm(2010年),比多年平均值偏多127.6%,低值只有15.7mm(1994年),比多年平均值偏低77.8%。近32年泽普县年降水量整体呈现出增加的趋势,如图2所示,线性变化倾向率为3.434mm/10a,研究时段内共增加10.99mm,增加趋势并不显著。泽普县年降水量在多年平均值曲线上来回波动,尤其是2011年之前波动幅度最大。1991~1999年泽普县年降水量以波动下降趋势为主;1999~2010年这段时间呈现出增加—下降—增加的趋势;从2011年往后以小幅度波动上升趋势为主。
2.2.2四季变化
通过对泽普县四季降水量的分析发现,春季平均降水量为20.3mm,占年降水量的28.8%,线性变化倾向率为0.54mm/10a,增加趋势不显著,1994年、1997年泽普县春季并没有出现降水,还有部分年份的降水量在1mm左右,降水量偏少;夏季平均降水量为35.5mm,占年降水量的50.3%,线性变化倾向率为4.588mm/10a,上升趋势明显,尤以2009年往后降水量增加显著;秋季平均降水量为7.9mm,占年降水量的11.2%,线性变化倾向率为-1.089mm/10a,下降趋势不太显著,1996年和1997年秋季泽普县并没有出现有效降水;冬季平均降水量为7.0mm,同秋季降水量相当,占年降水量的9.9%,线性变化倾向率为-0.007mm/10a,下降趋势并不显著,且1999年、2000年、2008年、2013年、2021年冬季并没有出现降水。
3气象条件变化对农业的影响
3.1对农作物生育期的影响
温度上升的过程中会加快农作物发育速度。因棉花和玉米属于喜温、喜热性作物,气温上升的过程中可促进其的生长发育。近32年泽普县温度上升显著,会导致玉米播种期时间提前,生殖生长期延缓,整个生长期时间延长一周左右。温度上升时会造成播种期时间提前,吐絮期、停止生长期均有不同程度的提前趋势。对于冬小麦来说,因秋季气温上升显著,播种期时间也会有推迟趋势,会延缓入冬前的生长发育速度,再加上春季平均气温的增幅明显,导致初春就有部分冬小麦的返青时间提前,生殖生长期也随之提前,进而导致全生育期时间缩短。
3.2对农作物产量的影响
农作物生长发育中,作物产量和品质受气象要素的影响较大。近32年泽普县年、四季平均气温均呈现出不同程度的增加趋势,有利于提升全县小麦和棉花等农作物产量。如,冬季气温上升则会有效缓解冬小麦越冬死亡率,在播种前可优先选用抗寒性能强的冬小麦,以有效缓解不利气候条件对冬小麦的危害。在棉花生长发育中,产量受年内超过10℃积温的影响较大,积温越高,可有效提升棉花产量和品质。泽普县气候变暖现象显著,为喜温、喜热性作物,如葡萄、棉花、玉米作物的生长发育提供了充足的热力条件,可有效提升这些作物生产的品质。
3.3对农业灾害的影响
近32年泽普县气温升高显著,再加上当地降水量少、气候暖干化现象严重,异常气候频繁出现,尤其是极端灾害性天气,对农作物不同生长发育期均产生了严重影响,农户遭受巨大的经济损失。气候变化时,泽普县的土地沙化、碱化和草原退化程度严重,直接造成区域气候灾害、荒漠化和沙尘暴危害程度不断加重,对于优质高产农作物种植不利。
3.4对农作物病虫害的影响
农业病虫害是重要的生物灾害,再加上种类繁多、影响大且爆发中会流行成灾,会导致农业生产的不稳定性水平增加,使农作物产量大幅度下降。近年来,受到气候变化、耕作方式及种植制度的共同作用,全县农作物病害发生面积、爆发频率不断提升,且造成的损失也呈现出逐年加重的趋势。由于病原、寄生作物及四周环境条件直接决定了病虫害的发生与流行,进而作用到农作物上。另外,外界环境条件也会影响农作物病虫害的发生发展,相关研究结果表明,气候变化的过程中有利于病害的发展,特别是冬季气温上升,均对害虫及病原体的安全越冬有促进作用,导致来年春夏虫源基数增大,对农作物的危害加重;春季和秋季温度升高,会延缓害虫和病菌生育时间,造成春季病虫害出现时间提前,延缓了冬季休眠时间,对作物的危害期随之延长。近32年泽普县四季气温均有不同程度的升高趋势,而冬季气温的升高会降低作物病虫害越冬病虫卵蛹,增大了后期防治难度,还使春夏农作物病虫害大面积发生流行,对农业生产的危害较大。
4结语
(1)近32年泽普县年平均气温整体呈现出升高的趋势,线性变化倾向率为0.653℃/10a;四季平均气温均呈现出增加趋势,只是线性变化倾向率有一定差异,除冬季外,其余三季的平均气温增加趋势均极为显著。
(2)近32年泽普县年降水量整体呈现出增加的趋势,线性变化倾向率为3.434mm/10a,研究时段内共增加10.99mm,增加趋势并不显著;年内降水量变化存在明显的季节性差异,春季和夏季降水呈现出增长趋势,而秋季和冬季降水呈现下降趋势,以夏季对全年降水量增长贡献最大。
(3)泽普县气象条件变化对越冬作物的冬前生长发育和喜热作物全生育期的生长发育有利,但气候变暖会造成土壤干旱和农作物病虫害程度加剧,不利于大部分农作物的生长发育。
参考文献:
[1]赵俊芳,郭建平,张艳红.气候变化对农业影响研究综述[J].中国农业气象,2010,31(02):200-205.
[2]翟盘茂,周佰铨,陈阳等.气候变化科学方面的几个最新认知[J].气候变化研究进展,2021,17(06):629-635.
[3]Guoju Xiao,Fengju Zhang,Zhengji Qiu.Response to climate change for potatowater use efficiency in semi-arid areas of China[J].Agricultural Water Management,2013(127):119-123.
[4]DB Lobell,W Schlenker,J CostaRoberts.Climate trends and global cropproduction since 1980[J].Science.2011,333(6042):616-620.
