近30 a五原县极端气温变化对农业种植的影响分析

赵 媛

（五原县气象局，内蒙古 五原 015100）

近些年来，全球气候变暖趋势越发严重。IPCC第五次评估报告[1]指出：近百年来全球表面年平均气温不断上升，上升幅度在0.85℃左右，对气温变化趋势进行研究已经逐渐成为气候变化研究领域的重要问题。由于极端气温逐年增加，极端气候异常事件频繁出现，如常见的低温冷害、高温热浪、持续洪涝及干旱灾害等，在阻碍社会经济快速发展的同时，也对人们的日常生活稳定带来了很大影响。

在全球气候变暖的大背景下，国内外越来越多的学者对极端气温加大了研究力度，并得出了很多有意义的结论，如Song等[2]通过对世界极端气温事件进行分析，得出了全球极端冷暖事件呈现逐年增加的趋势；Alexander等[3]发现，全球范围内有将近70%地区冷夜日数的减少趋势较为明显，而暖夜日数的增加趋势也极为显著，全球气温增暖趋势明显。在我国，众多学者通过对不同流域及地区的气温变化进行研究，得出整体极端气温事件呈现增加的趋势。研究表明，长江[4]、珠江[5]、淮河流域[6]内的极端高温时间指数均表现显著的增加趋势，而低温指数则表现出下降趋势，尤以长江流域冷指数变暖幅度比暖指数明显。牛旭等[7]则指出了山西省平均气温、极端最高和极端最低气温整体均呈现出上升趋势；肖玮钰等[8]得出了甘肃省近51 a最高温度的极端高值时间整体呈现出上升趋势；赵锐锋等[9]指出西北干旱区日极端高温和低温均值呈现出上升趋势，暖昼（夜）日数有增加趋势，其中夏秋季节的夜（昼）指数变化最快；杜军等[10]指出西藏极端气温指数的变幅比全国、青藏高原及其周边地区偏大，说明西藏极端气温变化对区域增温的响应更为敏感。

五原县位于内蒙古自治区西部，河套平原腹地，隶属巴彦淖尔市，境内属于中温带大陆性气候，具有光能丰富、日照时数充足、干燥多风以及降水量少的特点，气候变化引起的极端灾害进一步加剧了五原县农业生产的不确定性水平。因此，有必要选择最新资料和方法对五原县极端气温变化特征进行深入分析，以期为当地农业生产和防灾减灾等问题提供参考依据。

1 研究资料和方法

本文选取1992-2021年五原县气象局逐月最高、最低气温观测资料，利用气候倾向率对近30 a五原县极端气温变化特征进行分析。

2 五原县极端气温变化特征

2.1 极端最高气温变化特征

五原县年极端最高气温主要出现在每年的6～8月份，其中以6月和7月份出现频率最多，近30 a中共出现27 a，共占总数的90%，最少则为8月份，只有总数的10%。五原县极端最高气温在33.6～39.1℃之间，多年极端最高气温的平均值为36.0℃，历年极端最高气温的大值为39.1℃，出现在1997年7月份；低值则为33.6℃，出现在2003年6月份，两者之间相差5.5℃。另外，近30 a五原县超过35℃的极端最高气温每年最多不超过9 d。

2.2 极端最低气温变化特征

五原县年极端最低气温主要出现在12月、1月和2月，其中以1月份出现频率最高，近30 a间1月份出现极端最低气温的年份共有20 a，占总数的66.7%；其次为12月份，共出现6 a，占总数的20%；2月份最少，只出现4 a，占总数的13.3%。五原县年极端最低气温在-18.2～29.0℃之间，多年平均极端最低气温为-23.3℃，极端最低气温的最低值为-29.0℃，出现在2008年1月份，最大值为-18.2℃，出现在2007年1月份，两者之间相差10.8℃，说明五原县极端最低气温年际变化波动幅度较大。

2.3 极端气温的年际变化

五原县年极端最高气温变化呈现出升降交替变化，如图1所示，其线性倾向率为0.298℃/10 a，且通过了α=0.05的显著性水平检验；其中20世纪90年代及21世纪00年代均以负距平为主，平均值比气候值分别低-0.2℃和-0.1℃；21世纪10年代极端最高气温则以正距平为主，比气候平均值则高出0.3℃。五原县年极端最低气温呈现出明显的下降趋势，如图2所示，其线性倾向率为-1.139℃/10 a，通过了α=0.01的显著性水平检验。其中20世纪90年代和21世纪00年代五原县极端最低气温以正距平为主，分别比气候平均值高0.3℃、0.5℃；21世纪10年代则以负距平为主，比多年气候平均值低0.8℃。

图1 1992-2021年五原年平均极端最高气温逐年变化趋势图

图2 1992-2021年五原年平均极端最低气温逐年变化趋势图

2.4 极端气温年较差变化特征

1992-2021年五原县极端气温年较差的平均值为59.2℃，其中极端气温年较差的最大值为64.7℃，最小值为53.0℃，两者之间相差11.7℃。从图3中不难看出，在2007年之前五原县极端气温年较差有10 a是负距平，占62.5%，说明2007年之前五原县极端气温年较差以减少占主导，16 a的距平加权平均值为2.1℃，说明这16 a间极端气温年较差平均减少了1.0℃；2008-2021年有10 a是正距平，占71.4%，说明该阶段五原县极端气温年较差增加占主导地位，14 a距平加权平均值为1.2℃，说明这14 a间极端气温年较差平均增加了1.2℃。

图3 1992-2021年五原县极端气温年较差变化趋势图

3 五原县极端气温变化对农业生产的影响

3.1 气候变暖对农业生产的影响

极端高温上升，则会使高温日数增加。若是小麦起身拔节期遇到高温天气，会使小麦生长速度加快，小穗形成减少，小麦自身抵御灾害能力下降，极易滋生病虫害；若是小麦中后期遇到高温，会加快小麦叶片呼吸作用，蒸腾作用加剧，水分供应将会遭到阻碍，体内水分平衡被打破，导致小麦脱水早衰死亡，不利于优质高产小麦的形成。

极端低温的下降则会使低温灾害天气出现频率增加。一旦低温天气出现，会造成棚内温度降低，进而引发不同程度的冷害或冻害，轻则会降低设施农业产量，重则会导致作物死亡，甚至使大棚内蔬菜大面积绝收。

3.2 气候变暖对肥料、农药使用的影响

气候变暖会加快土壤有机质微生物分解速率，为了更好地满足农作物生长过程中对营养成分的需求，此时需要施加更多的肥料。由于环境温度变化对肥效的影响较大，特别是对于氮肥来说，温度每增加1℃，可以被植物直接吸收利用的速效氮释放量将会增加4%左右，释放期时间也会缩短3.6 d。因此，为了确保原有肥效，每次的施肥量将会增加4%左右。气候变暖后，危害农作物的病虫害、草害均会有不同程度加重，此时农药和除草剂的用量也随之增加，农业生产成本变大，受到农药污染的粮食面积增多，在很大程度上增加了粮食安全隐患。

3.3 气候变暖使得极端天气频繁出现

气候变暖会造成极端灾害性天气出现频率和危害强度进一步加大，气象灾害对农业生产的影响日益加重，粮食产业很难得到保障，农业生产不稳定性加剧。气候变化会造成五原县土地荒漠化加重，水土流失严重，一旦出现强降水等灾害性天气将会引起山体滑坡，使得农作物大幅度减产，严重威胁着当地人们生命财产安全。

4 结束语

（1）五原县年极端最高气温主要出现在每年的6～8月，其中以6月和7月份出现频率最多，极端最低气温主要出现在12月、1月和2月，其中以1月份出现频率最高。

（2）五原县年极端最高气温变化呈现出升降交替变化，其线性倾向率为0.298℃/10 a，且通过了α=0.05的显著性水平检验；年极端最低气温呈现出明显的下降趋势，其线性倾向率为-1.139℃/10 a，通过了α=0.01的显著性水平检验。

（3）随着五原县极端最高气温的上升，会导致农业生产中的热量条件更为充足，农作物生长季延长，对于农作物产量的提升较为有利。