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气候变化对农作物的影响范文1
作者简介:陈炳东(1975-),助理农艺师,气从事候变化对农业发展的影响研究。
中图分类号 S 16
文献标志码 B
农业发展中,气候条件的变化对于农作物的种植以及生长影响作用最直接。气候变化对于农作物的种植布局以及生长情况等都有着重要的影响和作用。在我国,不同地区分布的种植农作物对于气候资源的要求也不相同,农业气候资源条件对于农作物的生长以及发展等有着不同的作用影响。在农业发展领域建立农业气候资源的适宜度模型,进行不同气候资源条件下的农作物生长情况评估对于农业的成长以及发展有着积极的作用。
1 气候资源对于农作物适宜度影响的一般研究思路
在我国农业发展相关研究中,对于气候条件对于农作物适宜度影响的研究中,对于气候变化情况对农作物成长适宜度的影响研究一般是通过进行气候变化对农作物生长适宜度影响的研究模式选择、气候条件变化以及农作物生长适宜度等相关资料的来源以及最后对于研究模式的参数的确定实现的[1]。
气候变化对于农作物适宜度影响的一般研究思路中。气候变化对于农作物适宜度影响的模式是进行农作物适宜度影响研究的重要的前提,气候变化对于农作物适宜度影响模式是对农作物在不同气候条件下的适宜度变化的情况的正确反映。气候变化以及农作物生长适宜度等资料情况则是进行气候条件变化对农作物生长适宜度研究的重要的依据,相关资料的来源不相同,对于适宜度影响的研究结果也不相同。而最后对于气候条件变化情况下的农作物适宜度的参数则是进行研究结论获得的关键,确定参数值情况直接影响到研究结果的准确性。
2 气候变化对农作物生长适宜度影响研究进展
进行气候变化对于农作物适宜度影响研究进展的论述,首先需要从气候条件对于农作物生长适宜度的研究方法以及具体研究内容进行论述,然后结合气候条件对于农作物生长适宜度影响的具体研究情况,进行气候条件对于农作物生长适宜度的影响研究进展进行论述[2]。
2.1 气候变化对于农作物生长适宜度影响的研究方法
进行气候变化对于农作物生长适宜度的影响研究就是对一定气候条件下农作物的生长情况也就是农业气候资源情况进行量化的评价以及分析。在进行气候变化对于农作物生长适宜度影响研究的过程中主要是通过数学方法进行研究分析的。使用数学方法对农业气候资源进行量化的评价和分析的过程就是通过多年平均气候资料的收集研究,进行区域内农业气候资源情况的量化指数以及数学模型的建立,最后通过对所建立的数学模型的各项资源数据进行分析已获得区域内的气候变化情况对于农作物生长适宜度的影响研究的具体结果的过程。
在进行气候变化对于农业资源的生长适宜度影响研究中应当注意的是,农业资源也就是农作物的气候适宜度是指气候因子数量变化情况下,对于农作物的生长以及发展等相关情况通过模糊数学的相关方法进行转换,从而实现气候变化对于农作物生长适宜度的影响的具体研究[3]。
2.2 气候变化对农作物生长适宜度的影响的研究内容以及研究进展
进行气候变化对于农作物生长适宜度影响的研究主要是对一定区域的气候要素、农业气候适度模型以及不同农业生态气候资源的运用和农业生态气候适宜度理论对农业生产的指导研究等。其中,在进行区域气候要素的研究中主要是对气候要素的适宜度曲线变化情况、适宜度状态等内容的研究。具体气候资源研究过程中是通过相关气象监测资料以及农业资源气候适宜度模型以及数学方法进行计算实现研究的。对于农业气候适宜度模型的建立研究也是通过模糊数学理论的相关方法进行模型建立以及研究实现的。除此之外,对于不同农业气候资源的研究实现以及农业生态气候适宜度研究理论在农业生产中的应用研究等均已经在实际研究中得以实现,并取得一定的研究成果[4]。
3 结束语
总之,进行气候变化对于农作物适宜度的影响的研究中应当首先进行农业气候资源适宜度模式的建立,然后根据具体研究方法结合农作物情况进行相关研究计算。需要注意的是在进行具体研究过程中应注意对研究中存在的问题进行避免。
参考文献
[1] 冶明珠,郭建平,蒋跃林,赵俊芳,袁彬,等. 气候变化对农作物气候适宜度影响研究进展. 安徽农业科学.2011(15):78-80.
[2] 千怀遂,任玉玉,李明霞,等. 河南省棉花的气候风险研究. 地理学报,2006(3):170-172.
气候变化对农作物的影响范文2
关键词:气候变化 农业 影响 应对
Abstract: This paper describes the relationship between the Meteorological factor and The growth of crops and the effect of climate resources in agricultural production,and how to protect the climate environment, avoid and mitigate meteorological disasters.
Keywords: climate changesagricultureInfluenceanswer
中图分类号:S5文献标识码: A 文章编号:
农业发展中,气候条件的变化对于农作物的种植以及生长影响作用最直接。气候变化对于农作物的种植布局以及生长情况等都有着重要的影响和作用。在我国,不同地区分布的种植农作物对于气候资源的要求也不相同,农业气候资源条件对于农作物的生长以及发展等有着不同的作用影响。在农业发展领域建立农业气候资源的适宜度模型,进行不同气候资源条件下的农作物生长情况评估对于农业的成长以及发展有着积极的作用。
1 农作物生长与外界环境
作物生长的外界环境主要指土壤、气候、地形等,它们相互依存、相互制约,但不能互相代替,辩证地对作物产生综合影响。在影响农业生产的外界自然环境的诸因子中,气象因子是十分重要的,它是植物生活所必需的基本因子,光、热、水、气等气象因子的。不同组合对农业生产会有不同的影响,不利的组合将使农作物减产,甚至绝收。有利的组合必使农业增产。
2农业生产与气象条件
2.1光照对作物的影响。光对作物的影响是从光照强度和光照时间两个方面起作用的,增加光照强度,可以获得优质高产,不同光谱成分对植物生长的影响不同,适当延长植物的光照时间,可以增加植物体内有机物的积累而提高产量。植物对光的吸收利用是个复杂的过程,不同植物对光照的要求也不尽相同,有时会需要光照强度和光照时间互相配合,两者的不同组合,其对作物的影响也是不同的。
2.2 温度对作物影响。作物生长需要在适宜的温度条件下进行,温度除直接影响植物生长发育外,环境温度对作物的影响也极其重要,我国南北温差较大,在植物的选种上要根据植物的生长习性选择合适的作物种植。耐温植物一般要求生长发育的起点温度和全生育期所需要的温度较高,适宜在南方种植,如:棉花、高粱、甘蔗等,耐寒植物要求起点温度和全生育期温度相对较低,适宜北方播种,如:麦类、油菜等。但异常的温度也是病虫害发生、发展的重要因素之一,提前预防将有效遏制病虫害的发生、发展,保证作物产量[2]。
2.3 水对农作物的意义。水是重要的农业环境因素,水分的多少影响着生物体的各个方面,水即是作物制造有机物的原料,也是植物进行光合作用过程中所需要的矿物质营养元素的传输者。其中,植物的蒸腾作用约占植物全部吸收水分的4/5还多。
2.4 风对作物的影响。作物生长需要在通风条件较好的环境下,风是植物被动吸水的原动力,能使矿物质盐分随水分运至植株上部,风还能使植物叶片变薄,减少二氧化碳进入植物体内的阻力,并改变植物叶片大小对生长量所起的作用。
3气候变化对农业生产的影响
3.1干旱、霜冻天气对农业生产的影响。近年来,我国每年因自然灾害造成的粮食损失达5 000万t左右,为粮食总产的10%,其中,因旱灾造成的损失约占全部灾害损失的60%左右。到21世纪后半叶,水稻、小麦、玉米等主要作物的产量整体上可能下降13%~24%。从2009年辽宁的干旱到2010年云南的干旱,包括2009年整个东北的低温冻害等,极端气候事件频繁发生[1]。
3.2灾害性天气频发对农业生产的影响。在人为因素的作用下,灾害性天气的发生频率正在加快、强度正在加强。气候变化增加了农业生产的不稳定性,使产量波动大[3]。
3.3霜期延长对农业生产的影响。在全球气候变暖的大背景下,界限温度的积温值在近50年明显增加,在近20年里该积温线明显向外扩张,无霜期延长,使作物品种由中早熟型向中晚熟型发展,农作物种植结构出现适应性调整,这种变化直接导致现有农业生产的地理布局发生改变[1]。
3.4气候变暖对农业生产的影响。近几年来冬季气温偏高,冬季冻土期缩短,冻土层厚度变薄,有利于病虫害的安全越冬,使越冬虫源、菌源增加,起始发育时间提前,虫害越冬界限向北扩展,危害范围扩大,病虫害危害时间延长,程度加重[3]。
4 气候环境污染对农作物的危害
4.1 水体污染。被污染了的水体,作物不能有效吸收,进而会造成作物干枯死亡,或严重减产。水体污染源分为自然污染源和人为污染源两大类。例如,几十年前DDT作为一种高效农药,曾经广泛用于防治害虫。美国某地曾经使用DDT防治湖内的孑孓,使湖水中残存有DDT,而浮游动物体内DDT的含量则达到湖水的一万多倍。据调查,中国5.5万公里河段有23.7%的水质不符合灌溉要求,4.3%的河段严重污染、鱼虾绝迹;受污染的农田面积达1亿亩。
4.2 大气污染。当烧煤的烟囱排放出的二氧化硫酸性气体,或汽车排放出来的氮氧化物烟气上升到空气中,这些酸性气体与天上的水蒸气相遇,就会形成硫酸和硝酸小滴,落到地面的雨水就成了酸雨。例如,我国西南某地区,1982年的三个月内就降了四次酸雨,雨水的pH为3.6~4.6,致使大面积的农作物受害。
4.3 土壤污染。土壤污染是指进入土壤的有害物质破坏了土壤的结构,改变土壤的物理、化学及生物性质,使土壤板结、酸化或碱化,不利于作物生长发育,造成作物的减产或死株现象。
4.4气象灾害。气象灾害对社会经济发展和社会物质财富具有很大的破坏性,特别是暴雨洪涝、风灾、冰雹、雪灾等气象灾害会造成房屋倒塌、牲畜死亡、道路中断、桥梁冲毁、直接财产损失等等。全国水土流失面积达29.1亿亩,土地沙漠化继续加剧,面积已达19.5亿亩;盐碱地1亿多亩。
5农业生产中应气候变化的对策
5.1调整种植结构。针对未来气候变化对农业的可能影响,根据未来光、温、水资源匹配状况和农业气象灾害的新格局,改进作物、品种布局,采用防灾抗灾、稳产增产的技术措施及预防可能加重的农业病虫害[2]。
5.2选择抗逆性品种。近年来,农业生产适应气候变化,在作物和品种布局上发生了较大的变化,但这种变化使自然灾害“受体”改变,加剧了灾害风险,旱涝灾害、冻害等发生后造成的损失加大,原因就是很多作物品种的高产性上去了,抗逆性下来了。
5.3加强农田生态保护。加大科技投入,发展旱作农业、节水农业;有效利用水资源,控制水土流失,增加灌溉和施肥,防治病虫害等,以提高农作物适应能力;保护土壤环境的可持续利用;施用无公害农药控制有害杂草、害虫发生,严格控制残留;应用测土配方施肥技术控制化学肥料的施用,合理使用化肥、农药,增加农田生态承载力,同时确保粮食生产安全,使农田生产赖以存在的土壤、水源、空气等一切要素向良性方向发展。
5.4采取相应技术措施。根据对未来气候的预测调整农业结构,即要在适宜的时间、地点种植最适宜的作物;加强管理,改善农业基础设施,特别是要根据未来的气候变化预测改善灌溉和排水设施;采用新技术,提高农业生产对气候变化不利影响的抵御能力;增强农业抗灾能力,最大限度地减少损失。
6 结束语
农作物的生长发育有它自己的特定规律,而气候条件也有它发生、发展的必然规律,气候条件适宜作物生长,就有利增收,不利就减产欠收。由此可见气象与农业生产的关系极为密切。保护气候资源,减少自然灾害,让天气、气候和水为未来增添动力。
参考文献:
[1] 《农业综合开发项目适应气候变化农业措施研究》课题研究报告,扬州大学
气候变化对农作物的影响范文3
关键词 气候变暖;农业;影响;应对措施;安徽滁州
中图分类号 S161.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)01-0198-02
农业是对气候变化敏感的行业,气候变暖对农业造成的影响有利有弊,但弊大于利。气温不断上升,积温增加,虽然在一定程度上延长农作物生育期,喜温作物界限不断向北移动,农作物产量增加,有利于调整农作物种植结构,但气候变暖现象增加农业生产不稳定性,农作物产量、布局和结构发生变化,部分农作物品质下降,含水量增加,农作物病虫害加剧,影响农业收入。本文利用滁州市近53年气象资料分析滁州市气候变暖对农业的影响,以推动当地农业可持续发展。
1 滁州市气温变化特征
1.1 年际变化
1961―2013滁州市年平均馕鲁手鹉暝黾忧魇疲ㄍ1),气候倾向率为0.26 ℃/10年。1961―1969年滁州市年平均气温不断降低,从1961年的16.63 ℃降至1969年的14.28 ℃,共下降2.35 ℃;1969―2013年滁州市年平均气温不断上升,年平均气温最小值出现在2007年,为17.02 ℃,1997年前有8年年平均气温为正距平,而1997年以后,滁州市年平均气温要高于近53年平均值。
1.2 年代际变化
20世纪60年代初到70年代末,滁州市年平均气温逐渐降低;80年代初至21世纪初年平均气温逐渐上升,2001年后再次呈减少趋势。其中70年代滁州市年平均气温最低,仅15.25 ℃;21世纪后年平均气温最高,为16.34 ℃。说明滁州市从1970年后增温明显,增温趋势从2000年后相对减弱。
1.3 四季变化
滁州市季平均气温与年平均气温变化趋势一致,都呈逐年增加趋势。以春季增温趋势最为明显,气候倾向率为0.33 ℃/10年;夏季平均气温增温趋势较弱,气候倾向率为0.09 ℃/10年。1961―2000年气温有较大波动,但变化趋势不明显,2000年后增温趋势显著,2013年平均气温最高,为28.40 ℃。秋季和冬季的气温也呈逐年增加趋势,气候倾向率分别为0.28、0.32 ℃/10年,年际变化都是先减少后增加。
2 气候变暖对滁州市农业的影响
2.1 对农作物的影响
气候变暖提高大气CO2浓度。在一定情况下,CO2浓度越高越有利于植物生长,但不同农作物对CO2浓度增加反应不同。CO2浓度的增加将会使植物光合作用的最适温度增加。CO2浓度越高,细胞内外的CO2浓度差就越大,对于提升植物光合速率较为有利,进而增强水分利用率,但是气温升高时会增加蒸发量,又会降低水分的有效性。若气温增加、水分减少,农作物将会减产,反之增产[1]。
2.2 增加农业成本
气温上升后将会加快土壤内有机质微生物的分解,导致地力下降。以氮肥为例,经过相关部门的研究表明,温度每升高1 ℃,被作物直接吸收利用速效氮的释放量将会增加4%左右,同时释放期也将缩短。为了确保原来的肥效,就需要增加4%的肥料用量。CO2的浓度越高,其光合作用越强,进而增加根部生物量,虽然补偿了土壤内的有机质,但若遇到干旱现象,会抑制根生物量的积累和分解。为了满足农作物的需求就要施用更多的肥料,增加施肥量也代表着增加经济投入,增加农业成本。
2.3 加剧农业病虫害
随着滁州市气候变暖现象不断加剧,将会破坏水热平衡和季节分配,进而加剧病虫害的发生危害。冬季气温越高,越有利于害虫和虫卵越冬,死亡率降低,从而引发病虫害;同时病虫害抗药能力不断增强,增加了防御难度,严重威胁着农作物的正常生长,这种现象在小麦和棉花种植区内表现尤为明显。由于气温升高,使得小麦和棉花的病虫害加剧,再加上农作物复种指数提升,对农作物病虫害的越冬繁殖十分有利,造成病虫害基数增加[2-3]。
3 气候变暖的主要应对措施
3.1 调整农业种植结构和布局
结合滁州市现有的气候条件,对农业种植结构进行合理调整,选择优良的农作物品种,扩大晚熟品种的种植面积,增强农作物的抗旱和耐高温能力,确保农作物稳产丰收[4]。
3.2 积极培育适应气候变化的作物新品种
加强培育具有抗旱、抗高温和抵抗病虫害的作物新品种,使其更好地适应气候变暖现象。加强农业基础设施建设,提升各个地区排涝、抗旱能力,提高农业气象灾害的防御能力。在对农田水利进行建设的过程中应重视科学和节水灌溉的理念,使农业生产技术朝着智能化和自动化的方向发展,并能研制出与气候变化相适应的农业生产新工艺。
3.3 做好农业气象灾害的防御
滁州市政府部门应制定出科学合理的应急预案,有效应对频繁出现的农业气象灾害;气象部门还应加强气象灾害的预警预报工作,并进行深入研究,提升气象预报的准确性。除此之外,还要拓宽气象灾害信息的渠道,使农民可以及时接收到气象信息,降低气象灾害对农业生产的影响[5-6]。
4 参考文献
[1] 田祥东,韩景红,韩依水.浅析气候变暖对农业的影响及应对措施[J].农业与技术,2014(4):1.
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气候变化对农作物的影响范文4
关键词气候变化;农业生产;粮食安全;影响
中图分类号S162.5+3文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0302-01
全球气候变化主要表现在二氧化碳浓度的升高以及温室效应引起的全球气候变暖,这对农业产生阶段影响。无论是从微观作物生理研究,还是从宏观粮食产量方面,国内外的学者都进行了大量的研究。研究对象主要是粮食作物(水稻、小麦、玉米)以及经济作物;研究区域覆盖了主要的农作物生产基地;研究内容包括农业气候的脆弱性研究、粮食安全、粮食产量等。现对全球气候变化背景下农业气候变化对粮食产生影响的研究进展以及研究成果进行综述。
1气候变化对农作物的影响
气候变化对农作物的影响因区域不同而有所不同。在二氧化碳倍增的情况下,我国北部地区降水增加的可能性比较大,而西北地区并没有因温度升高而变干燥,这有利于西北粮食产量的增加[1]。而周文魁[2]的研究结果表明,在未来二氧化碳倍增条件下,我国主要的花生种植区均表现为不同程度的减产。长江中下游地区在综合考虑气候变化和二氧化碳浓度增加条件下,农作物单季稻、冬小麦、大豆产量等增加,而双季稻区水稻的减产幅度虽有所缓和,但减产趋势不变[3]。陈超等[4]在研究黄淮海平原冬小麦的生产时指出:在二氧化碳倍增的情况下,气候变率的增大会降低小麦的稳产性。未来全国玉米主产区的雨养和灌溉玉米的稳产风险及低产出现的概率将会增大,总产量的年际波动更剧烈[5]。
未来我国农业的可持续发展,由于气候变化,将主要面临以下问题:一是农业生产布局和结构的变动。全球气候变暖一方面将使我国主要作物品种的布局发生变化;另一方面将较大地改变我国作物种植制度。二是增加农业生产的不稳定性,作物产量产生大的波动。在我国一些地区,作物生产和产量受到气候变化的正效应影响,而在另一些地区主要是极端气候事件频率的变化对产量产生的负效应的影响。三是改变农业的生产条件,增加农业成本和投资。气候变化将导致施肥量改变,人们需增加农药和除草剂的施用量。
2气候变化对粮食安全的影响
气候变化导致病虫害危害加剧、粮食产量的不稳定以及质量的降低,从而严重影响粮食安全。有学者利用模型对我国地面温度和降水率在二氧化碳浓度增加1倍时的变化情况进行了模拟[5],其结果表明:一是西北地区夏季增温最明显,为3~5 ℃,华东、华中、华南与西南地区增温较小,为2~3 ℃;二是东北地区冬季变暖最明显,为4~6 ℃,西南和华南地区增温较小,为2~4 ℃;三是我国中部和北部地区夏季土壤温度增高;四是华北地区冬季降水有可能减少,东北地区夏季降水可能增加。气候变化导致温度带北移,我国东北多年冻土将退至北纬52°以北,将会引起土壤、植被、植物品种分布等的变化和演替,华中及西北干旱区、东南沿海的泥炭地、沼泽会萎缩,西部大部分多年高原岛状冻土将会融化,其他地区沼泽地则会有所发展。由于气候变暖,导致土壤水分蒸发量增加和土壤水分减少,土壤水分减幅达214%~219%。在中纬度地区,由于温度高,蒸发量大,虽然雨量有所增加,但雨季也提前,积雪提前融化,造成夏季干旱加剧。我国北方沙漠化趋势会进一步增加,干旱和半干旱情况将更为严重。在二氧化碳倍增的背景下,气候变化不仅进一步加剧我国北方干旱沙漠化,而且预计会导致热带风暴的频率和强度有所增加,8月海水温度升高,增加了洪涝等极端天气事件的发生[6]。因此,粮食生产的不稳定性在增加。气候变暖与病虫害发生有密切关系,暖冬有利于病虫安全越冬,这使翌年病虫危害提前发生;热量增加促使病虫繁殖加快,危害期延长。温度升高使作物的生育期缩短,有机物的积累减少,从而使农作物的质量下降[7]。
3气候变化对农业影响的研究
3.1农业气候变化脆弱性研究
脆弱性研究一般是通过寻找特定的研究群体或单元(无耕地的农民、农业等),识别研究单元承受多种胁迫造成的负面结果的风险程度,以确定一系列减缓或适应胁迫的措施。农业气候变化脆弱性评估方法主要是定量评估方法,可以归纳为3类,即模型模拟研究、设定指标评价研究和统计函数分析。模型模拟研究是进行农业气候变化脆弱性最常用的方法之一,特别是在定量研究中,主要以作物产量作为最终衡量标准来确定农业系统的气候变化脆弱性程度。主要有计量经济模型、复合模型模拟、综合模型。设定指标评价研究是一种利用指示农业系统状况及其敏感性、适应能力等方面的指标来衡量脆弱性的方法[8]。
农业气候脆弱性研究的主要方法[9],根据评价单元和目标的差异、数据的可利用性以及社会经济情景差异进行研究。脆弱性的研究方法主要包括以下几种:一是实地调查法,当可用资料缺乏时,直接咨询和田间调查相结合的方法是评价农业气候变化脆弱性的最好方法。二是产量分析法。这是一种最直接的方法。三是相似分析法。该方法可分为2种,即空间相似法和时间相似法。前者用来在未来气候变化条件下,预测哪些地区的气候特征与目前某些地区的气候特征相似,从而预先采取一定的适应措施;后者主要是采用(下转第304页)
(上接第302页)
模型进行相似模拟,其得到的数据可以弥补时间序列数据的不足。
3.2气候变化对农业影响的研究
目前,全球气候变化针对农业方面的研究主要集在模型模拟影响和观测试验等2个方面。模型模拟可以分为动态数值模拟(农业评价模式相嵌套和气候模式)和统计分析(建立回归模型)。气候变化对农业影响的模拟研究方面,经常需要同时分析处理多种因子变量和相应的数据来研究气候变化影响作物生长和产量的复杂性,研究气候变化对作物影响模拟的主要方法有2种,即动态数值模拟方法和经验统计分析,这些方法均得以逐步发展。在观测试验方面,研究大气成分变化对农作物形态结构、生理生态及化学组成等方面的影响,其又可分为2种方法,即温室或人工气候室试验和田间试验。气候变化对农业影响的观测试验研究方面,国外开展的研究多采用环境控制试验和田间试验2种方法[10],其中环境控制试验通过人为控制二氧化碳浓度来研究其对作物的影响,一般在野外设立封闭或顶部开放温室中进行。
4结语
国内外在全球变化对粮食的影响研究方面都做了很多研究工作,目的在于研究其对生态系统影响及其响应,并寻找策略,以最大限度地减少气候变化带来的不利影响,从而保证粮食安全;通过预测未来气候可能变化,评估气候变化对农业生态系统的影响,以减少气候变化对农业和粮食造成的影响。这是一项任重而道远的工作,需要不断地努力。
5参考文献
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气候变化对农作物的影响范文5
一、气候变化使农业生产面临突出问题
一是使农业生产的不稳定性增加,产量波动加大。据估算,到2030奶牛、种植业产量在总体上因全球变暖可能会减少5%至10%左右,其中小麦、水稻和玉米三大作物均以减产为主。二是农业生产布局和结构将出现变动,到2050年,气候变暖将使三熟制的北界北移500公里,丛长江流域移至黄河流域。三是农业生产条件将改变,农业成本和投资大幅度增加。气候变暖导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质发生变化,特别是水源供需矛盾将更为突出。
二、气候变化对农作物生长发育的影响
1.气温升高使作物生长发育加快,对于有限生长习性的谷物,由于生育期缩短而减少产量;而对于无限生长习性的作物如块根作物和牧草,则有利于生长期延长,增加产量。在我国,升温明显延长气候寒冷的东北农业区生长季节,而且减少低温冷害的威胁,是其有利的方面;对亚热带的农业区,生长季节延长的同时将面临高温热害和伏旱的不利影响。
2.气温升高对作物产量的影响很大程度上受降水变化的制约。与此同时,气温升高对水分有效性也将产生影响。C02浓度增加减小叶片气孔开度,有利于提高水分利用效率,但气温升高使蒸发量增加,又会减小水分的有效性。如果气温升高和水分增加相匹配而且同季,农作物将增产;如果气温升高而水分减少,农作物将减产;如果气温升高而水分无变化,冷凉湿润地区作物将增产。气候变化还将影响土壤肥力,改变土壤中的有机质含量,从而改变土壤水平衡、土壤结构和土壤营养状况,大多数非灌溉耕地受到的影响将更加严重。
3.气温升高后,中国主要作物品种的布局也将发生变化。华北推广的冬小麦品种(强冬性),将被其它类型的冬小麦品种(如半冬性)取代;比较耐高温的水稻品种将在南方占主导地位,而且还将逐渐向北方稻区发展;对东北地区,玉米的早熟品种逐渐被中、晚熟品种取代,同时可以改善目前热量条件不稳定、冷害频繁发生的状况,还可以提高复种指数,使农业生产更加稳定。
4.在气温升高而降水量不增加的情况下,将会使我国农牧交错带向南扩展。东北与内蒙古接壤地区农牧交错带的界限将南移70千米左右,华北北部农牧交错带的界限将南移150千米左右,西北部农牧交错带界线将南移20千米左右。农牧交错带的南移使得草原面积有所增加,同时也加大了荒漠化的可能。
5.气候变化引起海平面上升,对沿海地区的土地利用造成了严重的威胁。海平面上升还会推动盐土向内陆地区扩展,土地因海水侵蚀造成严重的盐渍化和沼泽化,大片沿海及内陆临近区域土壤发生严重退化,水资源受海水污染,农业土地利用将大受影响。
6.气候变化对水资源的影响也将波及到农业生产。气候变化将导致降水更趋极端化,高纬度地区气候变得干热,沙漠化扩大,冰川雪线进一步北退和缩小,暴雨洪水经常发生,这些气候异常变化加剧了全球水资源的不均匀性,区域水环境问题更加突出,对农业可持续发展的影响是显而易见的。气温升高还会增大地表水的蒸发量,土壤有效水分将会减少,导致危害作物生长的水分胁迫加重,农业水资源短缺加剧。
7.气候变化对农业灾害的影响。在气候变化的大背景下,异常气候出现的概率将大大增加,尤其是极端天气现象的增多,势必导致世界粮食生产的不稳定,巨大损失在所难免。气候变化可能加重我国华北、西北地区土地沙化、碱化和草原退化,引起区域气候灾害、荒漠化、沙尘暴的加剧,还有可能加重北方一些地区的干旱趋势和长江流域的洪涝灾害。受高温季风气候的影响,东南沿海台风频率、强度可能增加,并将加重沿海地区的风灾和暴雨洪涝灾害。
三、研究展望
尽管近年来全球环境变化研究正逐步深入、综合,但目前关于农业生产对未来全球环境变化响应机理的理解与预测能力有限,特别在我国研究尚待重视和加强.为了解全球环境变化对于农业的影响机制,提高预测农业生产力的能力,为制订国家政策的科学行动计划提供理论依据,同时也与国际全球环境变化研究接轨,未来中国拟加强的研究领域有:
(1)农作物对全球环境变化响应的多因子CO2浓度、温度、降雨量和环境胁迫因子等)协同作用的响应机制研究,以揭示农业生产对全球环境变化的响应与适应机理;
(2)生态脆弱地区农牧业生态系统的生物地球物理过程的研究,并与遥感技术相结合,了解大气—植被—土壤系统的水分与热量循环过程在农业生产力形成中的作用;
(3)以生产力为核心的生态脆弱地区农牧业生态系统的生物地球化学循环过程研究;
(4)发展和建立以生产力为核心的耦合生物地球物理过程和生物地球化学循环于一体的多尺度集成生态模型;
(5)加强人类活动,特别是施肥等人为措施对农业生产影响的研究,探讨农业对于全球环境变化的适应对策与技术措施;
气候变化对农作物的影响范文6
关键词 ≥0 ℃积温;变化特征;甘肃临夏;1981―2015年
中图分类号 P423 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)08-0230-01
一定的热量条件是保障农作物生长发育的必要条件[1],而大于或等于某一界限温度的积温及其相应的持续日数是衡量一个地区农业热量资源的主要指标。活动积温与有效积温是积温的2种主要形式。有效积温通常用于指导多种生产活动,比如农业规划、引种、预测农时等多个方面,有时也用于某地区病虫害发生情况分布预测方面;除此之外,积温是一种重要的热量资源指耍可作为判断某地某作物能否实现优质高产的重要判断依据。
随着人类社会的不断发展,对地球的影响也越来越大,全球性气候变暖越发明显。在此背景下,我国西北地区的气温也呈现逐年上升趋势,气候变化直接影响环境因素变化,从而对西北地区农业生产布局、熟制及结构等产生较大影响;近些年来,全球性气象灾害频发,对农业生产造成了一定程度的负面影响,越来越多的人对气候变化及其影响的认识愿望日益迫切[2]。近几年来,关于临夏州的相关研究多集中在降水、气温等方面[3-8]。本文对1981―2015年临夏州≥0 ℃积温变化特征进行分析,以期为当地气候资源的合理开发提供借鉴。
1 数据来源与方法
1.1 资料来源
选取临夏州永靖县、东乡县、和政县、广河县、康乐县、临夏市五县一市1981―2015年地面气象观测资料,进行逐年积温资料统计分析。
1.2 确定稳定通过界限温度的方法
本文在通过界限温度的初日与终日计算方面采用了5 d滑动平均方法[9-10],在升温季节中,初日选定为第一个≥0 ℃的5 d滑动平均气温中的收割日期;在降温季节中,终日选定为最后一个平均气温≥0 ℃的日期。
2 结果与分析
2.1 ≥0 ℃年积温变化特征
2.1.1 日平均气温稳定通过0 ℃积温变化。通过对临夏州1981―2015年的≥0 ℃年积温资料进行统计分析,结果显示,日平均气温稳定通过0 ℃的初日提前,其有效日数呈上升趋势,期内积温明显提高。积温平均每10年增加量分别为临夏市93.2 ℃・d、永靖县93.3 ℃・d、东乡县144.2 ℃・d、广河县170.5 ℃・d、康乐县83.7 ℃・d、和政县113.2 ℃・d,其中≥0 ℃积温增加最为明显的是东乡县、广河县。
2.1.2 ≥0 ℃初日、终日、初终间日数、积温的空间分布。稳定通过0 ℃的有效日数是指≥0 ℃的初终日间日平均气温≥0 ℃的天数;稳定通过0 ℃的期内积温是指≥0 ℃的初日和终日之间的日平均气温之和。临夏州日平均温度≥0 ℃初日由南向北显著提前,≥0 ℃终日变化不明显,初终间日数显著增加。统计结果显示,1991年、1999年、2014年是稳定通过0 ℃的初终日、有效日数、期内积温发生突变3个时间节点,具体而言,1989年以后稳定通过0 ℃的初日明显提前,通常提前了10 d以上,提前最为明显的是广河县,超过15 d;此外,1998年以后有效日数也大幅增加,普遍为15 d左右,提前最多的是康乐县、临夏市,在17~22 d之间。期内积温2008年后比2008年前增加210.3 ℃・d以上,东乡县、广河县增加最多,超过270.5 ℃・d,但日平均气温稳定通过0 ℃的终日变化不大。
2.1.3 ≥0 ℃积温的年际变化。临夏州≥0 ℃积温的年际变化有5个上升阶段,分别在1985―1987年、1989―1991年、1997―2002年、2008―2011年、2013―2015年,2015年出现了最大值,最大变幅为508.0 ℃・d。
2.2 积温变化对农业生产的影响
农业生产活动中,≥0 ℃积温显著增加,农作物的发育期相应缩短。临夏州1981―2015年间,尤其在20世纪90年代以后,≥0 ℃积温迅速增加,经常出现异常高温情况,为农作物生长提供了大量的热能,为丰产、增产创造了良好条件。同时,临夏州各地≥0 ℃积温呈增加趋势,作物生长期内积温明显增加,有利于作物的成熟,可引种和扩大喜温作物种植面积。但是,由于≥0 ℃积温不断增加,致使春季播种提早,农作物相应的生长阶段也相应前移,大大提升了晚霜冻发生概率,从而影响农作物的生长。此外,气候变暖后,为多种病虫害的繁育、发生创造了条件,在一定程度上影响了农业生产。
综上所述,积温变化为农作物生长提供充足热量的同时,也对农业生产产生了诸多负面影响。因此,充分掌握气候变化规律,不断优化农业生产结构,进一步提升应对气候
变化能力十分关键,能否充分适应、利用气候变化规律,能否合理趋利避害是实现农业增产增效、促进地区经济发展的关键因素。
3 结论与讨论
(1)随着时间的推移,临夏州多项特征指标均有所提前或提升,如日均稳定通过0 ℃的初日提前,平均每10年增加3.7 d;积温显著增加,平均每10年增加96.9 ℃・d;有效日数明显提升,平均每10年增加4.5 d。此外,日平均气温稳定通过0 ℃的终日变化不大。
(2)积温量大一方面能够为农作物生长提供充足热量,从而促进农作物快速生长,为高产丰产奠定基础;另一方面也会给农业生产带来病虫害频发等一系列负面影响。因此,通过科学技术手段充分掌握积温的气候特征变化趋势,适时合理{整农业结构布局,对促进农业生产、提升农业潜力具有重要意义。
(3)水、热、光资源是制约农业生产的主要因素[11-12]。0 ℃的界限温度初日提早、积温量增加利于农作物缩短生长期。热量资源的变化会对农作物种植与培育、农机配套技术以及标准化栽培体系等带来一定影响。因此,对如何能够充分合理利用积温资源并能够科学规避气候灾害的方案、措施提出了更高要求。
(4)随着全球温室效应的加剧,高温日数不断攀升,积温迅速增加,无霜期延长。各地积温变化呈上升趋势,热量资源空间格局也随之发生变化,热量资源的变化趋势必然对农业生产布局产生直接的影响,临夏州大部分农作物及牧草的生育期有所缩短,播种期有所提前。
(5)积温是作物与品种特性的重要指标之一,1981―2015年临夏州≥0 ℃年积温变化分布不均,各地选择作物品种和熟性很关键,积温指标对于指导农牧业生产具有十分重要的现实意义。
4 参考文献
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