隴東黃土高原50多年熱量資源變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

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1、隴東黃土高原50多年熱量資源變化特征及其對(duì)農(nóng)業(yè)的影響　　0引言　　20世紀(jì)以來(lái),以全球變暖為主要特征的氣候變化趨勢(shì)已被許多研究結(jié)果所證實(shí)[1-3].政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)第四次報(bào)告指出,氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響是明顯而廣泛的,將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加、結(jié)構(gòu)和布局改變、局部地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害事件加劇[4].氣候變暖引起熱量資源的變化,而熱量資源是農(nóng)業(yè)氣候資源的重要組成部分.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個(gè)對(duì)自然條件,尤其是氣候條件依賴程度很強(qiáng)的過(guò)程,農(nóng)業(yè)氣候資源的變化必然對(duì)其產(chǎn)生重大的影響[5].因此,對(duì)于全球氣候變暖,氣候變化對(duì)熱量資源的影響研究許多專家學(xué)者做了大量的、卓有成效的研究[6-10],

2、對(duì)研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)具有積極的貢獻(xiàn).但是,同地區(qū)的增溫趨勢(shì)及增溫幅度會(huì)有所差別,那么在全球氣候變化背景下,地處青藏高原東部階梯地形的隴東黃土高原地區(qū)的熱量資源是如何響應(yīng)的?　　隴東位于甘肅省的最東部,屬黃土高原典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),素有隴東糧倉(cāng)之稱[11],地處北半球中緯度的中國(guó)西北的黃土高原地區(qū),是全球氣候變化響應(yīng)最敏感的地區(qū)之一,也是生態(tài)和社會(huì)環(huán)境最脆弱的地區(qū)之一,受氣候變化影響更加顯著.研究表明,農(nóng)業(yè)是對(duì)氣候變化響應(yīng)最為敏感的行業(yè)之一,氣候變化對(duì)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出了前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn).　　為此,本研究對(duì)隴東黃土高原地區(qū)50多年熱量資源變化特征進(jìn)行了分析,進(jìn)一步分析了由熱量資源變化所引

3、發(fā)的農(nóng)業(yè)氣候資源、主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害及生產(chǎn)應(yīng)對(duì)措施,以便在了解和認(rèn)識(shí)當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源的基礎(chǔ)上,充分利用氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的利弊影響,盡早采取有效的方法,增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、優(yōu)化作物布局及新品種引進(jìn)適應(yīng)氣候變化的能力,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性,促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村穩(wěn)定.　　1資料與方法　　隴東黃土高原地區(qū)以慶陽(yáng)市為主,所轄7縣1區(qū).筆者選取有代表性的3個(gè)縣1960-2013年共54年資料進(jìn)行分析,分別是:環(huán)縣,代表慶陽(yáng)市北部山區(qū);慶城縣,代表慶陽(yáng)市中部川道地區(qū);西峰區(qū),代表慶陽(yáng)市南部塬區(qū).資料分別于環(huán)縣國(guó)家基本氣候站、慶城縣國(guó)家一般氣候站、西峰國(guó)家基準(zhǔn)氣候站.以年、季的平均氣溫、≥0℃及≥1

4、0℃的活動(dòng)積溫、終霜日期及農(nóng)耕期、農(nóng)業(yè)災(zāi)害事件等作為主要的研究對(duì)象,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析其變化特征.　　2結(jié)果與分析　　2.1平均氣溫　　通過(guò)對(duì)西峰、慶城、環(huán)縣54年(1960-2013年)平均氣溫資料進(jìn)行分析(見(jiàn)圖1~3),三地的氣溫變化有時(shí)具有一致性,但總體均呈上升趨勢(shì),20世紀(jì)60年代的平均氣溫分別比平均值偏低0.69℃、0.50℃、0.96℃;70年代的平均氣溫分別比平均值偏低0.55℃、0.15℃、20世紀(jì)0.19℃;80年代的平均氣溫分別比平均值偏低0.51℃、0.13℃、0.14℃;90年代的平均氣溫分別比平均值偏高0.23℃、0.21℃、0.43℃;進(jìn)入21世紀(jì)前10年的平均氣

5、溫分別比平均值偏高1.07℃、0.58℃、0.81℃.西峰、慶城和環(huán)縣在20世紀(jì)90年代中期以前年氣溫大多低于平均氣溫,20世紀(jì)90年代中期以后,持續(xù)升溫,慶城和環(huán)縣在2006年、西峰在2013年達(dá)到近54年的最大值.54年間分別增加了2.0℃、1.1℃、2.2℃.慶城的熱量資源最為豐富,西峰的熱量資源高于環(huán)縣.54年以來(lái)環(huán)縣、西峰升溫較為明顯,熱量資源增加.環(huán)縣的氣溫變化幅度最大,也是慶陽(yáng)市最低氣溫的出現(xiàn)地,即熱量資源的變率較大.慶陽(yáng)市平均氣溫變化與張強(qiáng)等[12]研究一致,但平均氣溫的升高幅度明顯大于西北地區(qū)的平均值.　　由表1可知,西峰、慶城和環(huán)縣的四季平均氣溫的年代際變化不盡相同,西峰夏

6、季年代際氣溫變化趨勢(shì)不明顯,春、秋、冬季氣溫呈上升趨勢(shì);慶城春、冬季升溫趨勢(shì)明顯,夏季溫度變化平緩,秋季略有升溫趨勢(shì);環(huán)縣春、夏、秋、冬季氣溫均呈上升趨勢(shì).三地在20世紀(jì)80年代前均較低且變化不大,90年代開(kāi)始顯著升高.總體來(lái)看,對(duì)年平均氣溫升高趨勢(shì)貢獻(xiàn)最大的是冬季和春季升溫.　　2.2農(nóng)耕期的變化　　農(nóng)耕期是指日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃時(shí)的持續(xù)日數(shù),它表示某地年內(nèi)進(jìn)行農(nóng)事生產(chǎn)活動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短,對(duì)作物種植、布局及引種推廣有重要意義.從54年來(lái)農(nóng)耕期變化圖(見(jiàn)圖4)來(lái)看,慶陽(yáng)市各地在農(nóng)耕期的年變化也有一致性,在年農(nóng)耕期中,慶城最長(zhǎng),環(huán)縣最短.且隨著氣候變暖,年農(nóng)耕期日數(shù)也呈增多趨勢(shì),尤其20世紀(jì)90年

7、代中期后,增加明顯.54年來(lái),環(huán)縣、慶城及西峰分別增加13天、11天和12天.由于氣候變化,慶陽(yáng)市北部農(nóng)耕期增加最為明顯,表明作物種植近年來(lái)向北、向海拔高度較高地區(qū)推移,種植作物可趨向多樣化.這與云雅如等[13]研究結(jié)果較為一致.　　2.3穩(wěn)定≥0℃及≥10℃的活動(dòng)積溫變化　　積溫表示某地的熱量資源.當(dāng)氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃時(shí),慶陽(yáng)市冬小麥、油菜、牧草開(kāi)始返青,林果作物開(kāi)始萌動(dòng).當(dāng)氣溫穩(wěn)定通