1970～2020年嘉祥地区气候变化特征及对农业的影响研究

□文/李婷婷

近百年来，全球气候正经历着以变暖为主要特征的显著变化，这一变化及其产生的影响受到国内外学者的广泛关注［1-4］。基于地形、人口及经济等多方面因素，全球气候变化对不同区域气候变化的影响也会有明显区别，因此，对于区域气候变化特征的研究具有重要应用价值及理论意义。

嘉祥县位于山东省西南部，隶属于济宁市，属暖温带大陆性季风气候，受季风环流影响，春旱多风、夏热多雨、秋高气爽及冬季干冷，四季分明，气温温和，降水时空分布不均。嘉祥地区区域气候特征明显，其气温和降水量变化对经济发展、农业生产及人民财产安全极为重要。研究嘉祥地区1970～2020年间的气候变化特征，以便更深入地认识该区域气候的长期演变规律，为本地区农业种植及防汛抗旱等相关工作提供一定的科学依据及理论指导。

一、气象资料

资料来源于嘉祥国家气象观测站，本文所用数据为嘉祥国家气象观测站1970～2020年的气温和降水数据。本文季节划分为：3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12月～次年2月为冬季。

二、气温变化特征

（一）气温年际变化分析

1970～2020年嘉祥县年平均气温14.3℃。从年气温距平图（图1）分析，1987年之前气温距平均为负距平（除1978年气温距平为0.0℃外），其中最低气温距平值出现在1984年，为-1.2℃；1987年至2001年，15年间气温距平仅有5年为正值，且气温距平均未超过0.7℃；2002年之后气温明显上升，19年间气温距平仅有4年为负值，气温距平超过1.0℃的年份为2014年、2017～2018年，均出现在2000年之后，说明近年来升温日趋明显，最高距平出现在2014年，达到1.2℃。20世纪70～80年代气温较多年平均气温偏低，为相对冷期，距平为-0.3℃、-0.4℃，90年代及21世纪初期由偏冷年代向偏暖年代过渡，00年代气温距平已达到0.1℃；21世纪10年代气温继续上升，2010～2020年气温距平达到0.7℃。

图1 年气温距平变化和线性趋势

气温年际变化趋势分析表明：嘉祥县1970～2020年间最冷时期为20世纪70～80年代，平均气温为13.9℃，最暖时期为2012年至今，平均温度达15.1℃。51年间气候倾向率为0.3℃/10年，总体呈变暖趋势。

（二）气温月变化分析

如图2，嘉祥地区月平均气温在-0.6℃～27.3℃，1月气温最低，为-0.6℃，其次为12月、2月，分别为1.3℃、2.5℃；最高气温出现在7月，为27.3℃，其次是8月和6月，分别为26.0℃、25.9℃；3月为冬春季节转换时期，温度为8.5℃，11月为秋冬季节转换时期，温度7.8℃；初春升温明显，4～5月及9～10月温度处于15.3℃～21.4℃之间。

图2 月气温分布特征

三、降水变化特征

嘉祥县1970～2020年年平均降水量为667.3毫米。根据1970～2020年降水距平变化曲线分析（图3），嘉祥地区降水异常偏多的年份为11年，降水距平均超过100毫米，降水最多年份为2003年，降水偏多394.8毫米。嘉祥地区降水异常偏少的年份为14年，降水距平均低于-100毫米，降水偏少364.8毫米。1970～2020年间，根据降水距平的具体波动变化分析，20世纪90年代和21世纪00年代为明显的丰水期，降水分别偏多41.5毫米和79.8毫米，20世纪70～80年代降水量偏少，降水距平以负值为主，尤其是20世纪80年代，出现枯水期，降水偏少105.1毫米。2010～2020年降水量变化波动较大，年代降水偏少3.3毫米。总体来看，1970～2020年嘉祥地区降水呈波动变化，且变化较为剧烈，降水增加系数为14.2毫米/10年，降水呈弱增加趋势。

图3 年降水距平变化和线性趋势

四、气候变化对农业生产的影响及应对策略

（一）气候变化对农业生产的影响

1.气温变化的影响

近50年嘉祥地区气温上升趋势较为显著，会使光合作用速率增加，还会提升农作物对水分的利用率，有利于农作物生长发育。另外，因温度的上升，会使农作物生长发育速度加快，生育期时间缩短，使得作物产量急剧下降。暖冬天气的出现会使冬小麦生长旺盛，而一旦出现“倒春寒”则会造成小麦抵御冻害能力大幅度下降，极易遭受冻害，甚至是会造成麦苗死亡，在麦苗生长后期也极易出现倒伏，严重影响夏收产量。

气温升高会使土壤内的有机物质分解速率加快，减少了土壤内的有机物含量，地力下降，一旦遭遇干旱，则会对根生物量积累和分解产生抑制，为了解决该问题，可通过施肥的方式满足农作物对养分的需求，此时投入到农业生产中的资金增加。气候变暖会使年温差和日较差减小，不利于农作物有机物积累，进而造成农作物减产。气候变暖可提升病虫害越冬能力，使得作物虫源和病源均有不同程度的增加，田间害虫休眠时间缩短，加快了害虫繁殖速度，对农作物危害进一步加重。随着气温的回升，土壤内的水蒸气蒸发速率加快，因失墒严重，会加剧农田干旱化程度。

2.降水变化的影响

结合近50年嘉祥地区降水量资料，除了秋季外，其余三季降水量均呈现出增加的趋势，只是增加趋势不太显著。秋季降水量减少，很容易引发秋季干旱，对秋播工作的开展极为不利；冬季降水增加，但降水量偏少，则不利于农作物生长发育；春季和夏季降水量相对较多，但一旦出现干旱灾害，对冬小麦等农作物生长均会产生不同程度的影响。再加上全球气候变暖现象不断加剧，农作物对水分的需求量增大，使得农业生产极不稳定，因降水量时空分布不均，使得极端降水事件频繁出现，极易引发洪涝灾害，使得防范难度进一步加剧。

（二）应对策略

1.对气候变化加大研究力度，以全面了解气候变化规律，调整农业种植结构，不断优化农作物布局，合理进行农业生产；积极选用抗病、抗逆性强的农作物品种，加大农业节水灌溉技术研发力度，合理开发利用空中云水资源，提升地表有效降水。

2.加强气候监测，提升天气预测预报水平。尽快构建起同嘉祥地区相适应的气象灾害防御机制和应急保障体系，不断增强气象为农服务水平，以更好地应对极端灾害性天气事件。

3.加大气象为农服务产品开发力度，实现多部门间的信息资料共享，将新媒体与传统媒体进行结合，不断拓宽气象为农服务信息发布渠道和覆盖范围，将其在防灾减灾中的效益充分发挥出来。

五、结果与讨论

1970～2020年，嘉祥地区年平均气温呈增温趋势，年平均气温增温幅度为0.3℃/10年。月平均气温在-0.6℃～27.3℃之间，其中，1月气温最低，7月气温最高。降水量呈波动变化，年降水呈增加趋势，降水增加系数为14.2毫米/10年。20世纪90年代和21世纪00年代，为明显的丰水期，20世纪70～80年代降水量偏少，2010～2020年降水量变化波动较大。此外，嘉祥地区年内月降水分布不均，6～9月降水明显偏多，12～3月降水量较少。

综合分析，嘉祥地区近51年气候变化特征，春季气温明显增加，但降水的增加趋势不够明显，表明春季发生干旱的可能性略有增加，要注意春季抗旱工作；而夏季降水增加趋势较为明显，虽有利于缓解相关旱情，但同时也增加了发生洪涝灾害的概率，要做好防汛相关工作。