气候变化对晋城市热量资源及农作物气候生产力的影响及应对措施

程海霞++宋方超

摘要 选取1961—2008年晋城市3个代表站气温、降水资料，计算历年各地积温、无霜期和农业气候生产力，分析气候变化对气候生产力的影响，并提出了气候变暖背景下发展农业生产的对策。结果表明，近48年来，晋城市气温呈持续升高趋势，降水量呈波动减少趋势，≥10 ℃有效积温增多，大部分县市无霜期延长，农作物气候生产力减少。气候生产力的减少主要是由降水减少造成的，暖湿型气候对农业生产最为有利。

关键词 气候变化；农作物气候生产力；热量资源；影响；应对措施；山西晋城

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0191-01

气候变化对不同区域和不同类型农作物生产的影响不同[1]。目前，对我国大区域气候变化及对农业气候生产力影响的研究较多[2-3]，对小区域的研究相对较少。因此，本文着重分析山西省晋城地区的气候变化及其对热量资源、农作物气候生产力产生的影响，以期为气候变化对小区域农业生产力影响的研究提供参考。

1 资料与方法

选用1961—2008年晋城（中部）、沁水（西部）和陵川（东部）3个代表站的气温、降水量资料，采用气象季节划分法，用1987—2008年与1961—1986年的差值表示变化幅度，对比分析年、季平均气温、无霜期，采用线性倾向估计、多项式拟合等方法分析年降水、季降水、≥10 ℃期间活动积温及农作物气候生产力的变化特征。

2 气候变化分析

晋城市1961—2008年平均气温升高趋势明显，晋城站、沁水站、陵川站各季气温均较多年平均值偏高，2000年后，夏季气温升高最为显著。降水方面，近48年来，晋城站降水量呈波动减少趋势，气候倾向率为-1.915 1 mm/年，秋季降水量减少趋势较为明显（气候倾向率为-1.44 mm/年），沁水站、陵川站近48年降水变化也呈相似趋势。

3 气候变化对热量资源的影响

3.1 对有效积温（≥10 ℃）的影响

农业气象学中定义作物开始生长的温度指标为日平均温度≥10 ℃，作物的生长期为日平均温度≥10 ℃持续时间。分析表明，近48年晋城站≥10 ℃积温呈波动上升趋势，其气候倾向率为86.21 ℃/10年，即近48年≥10 ℃积温增加了414 ℃；沁水站、陵川站近48年≥10 ℃积温也分别增加了117、309 ℃，即晋城市东部、中部积温增加多于西部。

3.2 对无霜期的影响

无霜期是评价作物热量资源的重要指标，一年中无霜期越长，对作物生长越有利。通过对晋城、沁水和陵川3个站的无霜期统计分析可知，1961—1986年晋城站、沁水站、陵川站平均无霜期分别为198、214、199 d，1987—2008年分别为204、199、161 d。对比1987—2008年与1961—1986年的平均无霜期可知，晋城站平均无霜期延长，而沁水站、陵川站平均无霜期缩短。

4 农作物气候生产力变化

4.1 气候变化对农作物气候生产力的影响

气候生产力是指在一定的光、温、水资源条件下，其他的环境因素和作物群体因素处于最适宜状态，作物利用当地的光、温、水资源的潜在生产力。利用李斯（Lieth）提出的Thomthwaite Memoria模型计算晋城市各代表站点逐年的TSPV值。经计算可知，不同年代的气候生产力不同，晋城站、沁水站气候生产力最高值出现在20世纪60年代，陵川站气候生产力最高值出现2001—2008年；晋城站气候生产力最低值出现在20世纪70年代，沁水站、陵川站气候生产力最低值出现在20世纪90年代。1961—2008年，3个站年降水量波动减少，年平均气温显著上升，而气候生产力呈减少趋势，变率分别为-0.449 0、-1.372 6、-0.033 4 g/（m2·年）。由此可知，气候生产力的变化与降水量关系密切，晋城市热量条件充足，降水减少是导致农作物气候生产力减少的主要原因。

4.2 未来气候变化对农作物气候生产力的影响

在假定晋城市未来年均气温和年降水量变化情况下（3个站平均），计算农作物年气候生产力变化百分率，可知农作物年气候生产力随年均气温和年降水量的增减而增减。当气温和降水量同时变化时，可形成暖湿型、暖干型、冷湿型、冷干型气候，农作物年气候生产力对不同气候的响应各不相同，其中暖湿型气候条件下年气候生产力最大，增产幅度为3.7%～20.9%；冷干型气候条件下气候生产力最小，变化幅度为-21.9%～-7.1%。因此，在未来气候变化情况下，暖湿型气候对农业生产最为有利。根据秦大河[4]预测，未来50年我国北方气候可能呈暖湿型，若气温升高1～2 ℃，降水量增加10%～20%，则晋城市气候生产力将增加7%～14%。

5 应对措施

（1）在全球气候变暖的背景下，晋城市大部分县市有效积温、有效积温持续时间、无霜期等都有所增加，有利于提高农作物的光合效率。因此，晋城市要充分利用热量资源、合理配置水热、调整种植制度、不断提高复种指数，以提高气候变暖下农作物的气候生产力[5-6]。

（2）降水量減少是导致晋城市气候生产力减少的主要因素。要大力发展节水农业，推广抗旱增产措施，因地制宜使用抗旱保水剂，实施常规节水、示范滴灌、喷灌、低压灌溉等高效节水技术，提高水资源利用率，同时须建立不同县市防灾减灾机制，改善农业基础设施，提高农业应变能力和抗灾减灾水平。

6 参考文献

[1] 刘颖杰，林而达.气候变暖对中国不同地区农业的影响[J].气候变化研究进展，2007，3（4）：229-233.

[2] 贾建英，郭建平.东北地区近46年气候变化特征分析[J].干旱区资源与环境，2011，25（10）：109-115.

[3] 孙杨，张雪芹，郑度.气候变暖对西北干旱区农业气候资源的影响[J].自然资源学报，2010，25（7）：1153-1161.

[4] 秦大河.中国西部环境演变评估综合报告[M].北京：科学出版社，2002：56-66.

[5] 吕庆堂，王俊茹，郭迎伟.气候变化对农业生产的影响及对策[J].现代农业科技，2010（15）：344.

[6] 刘彦随，刘玉，郭丽英.气候变化对中国农业生产的影响及应对策略[J].中国生态农业学报，2010，18（4）：905-910.endprint