气候变化对新疆农业的影响及对策

气候变化对新疆农业生产的影响及对策 随着工农业生产的发展，特别是工业革命以来石化燃料的利用，大气中二氧化碳、甲烷等温室气体浓度不断增加，全球气候变暖问题已成为国际社会所关注的重大问题。近100年来全球平均气温升高0.14～0.16℃。近40年我国的年平均气温也以0.04℃/10年的倾向率上升。新疆气候变化与全球和全国气候变化趋势基本一致。但由于新疆地域辽阔，自然条件复杂，因此，在气候变化方面有着明显的地域性特点。气候变化对生态环境的影响主要现在对水资源配置、冰川融积、植被覆盖和生态环境灾害及环境污染的发展上，也反映在生态环境改善地域分布上的差异。 1、新疆气候变化趋势 对新疆气象局资料分析发现：近50年来新疆气候的变化主要表现在变暖变湿并且日照时数明显减少。 1．1气温 同全球气温变暖趋势一样，近50年，新疆也存在着明显的增暖趋势，有明显的季节差异和地区差异，冬季最为明显。就年平均气温而言，北疆地区平均偏高0.6℃，南疆地区平均偏高0.4℃，天山山区偏高0.6℃。东疆棉区、北疆棉区和南疆棉区升温幅度分别为0.08、0.36和0.07℃/10年，平均气温日较差也呈明显的上升趋势，升高幅度为0.31℃/10年。温度变化有明显的季节差别和地区差别，变暖的季节主要是冬半年，北疆上升了1.6℃，南疆冬季平均气温升高了1.4℃，而北疆的夏季、南疆和天山山区的春季没有明显的变暖或变冷趋势，夏季气温略有下降。 近50年来，南、北疆地区极端气温变化的总体趋势均为缓慢上升，其中极端最低气温频率有减少趋势，而极端最高气温有增大趋势。南疆地区极端最高及最低气温的平均值分别为39.49℃和-18.03℃。南疆在1958-1962，1964-1970，1974-1978，1983-1985年偏冷，其余时段及1993年以后偏暖；北疆地区极端最高及最低气温的平均值分别为27.35℃和-29.84℃。北疆在1957-1960年，1964-1969年，1974-1978年，1984-1985年偏冷，其余时段及1989年以后偏暖。南疆、北疆最暖年(极端最高气温)分别出现在1997年(41℃)、2006年(41.2℃)和2000年(32.58℃)、2006(34.72℃)；最冷年(极端最低气温)分别出现在1967年(-23.62℃)和1968年(-37.82℃)。 1.2降水 近50年来，尤其是20世纪80年代中期以来，新疆出现了气候由暖干向暖湿转变的记录，无论南北疆，还是天山与昆仑山区降水都存在逐步增多的趋势。与20世纪60和20世纪70年代217.92mm相比，偏多45.5mm；南疆地区20世纪90年代年降水量平均为49.13mm，与60年代37.98mm相比，偏多了11.15mm。北疆地区20世纪90年代年降水量平均为263.46mm，与20世纪80年代的250.04mm相当。全疆棉区4～10月降水量增加幅度为6.17mm/10年，其中东疆、北疆和南疆棉区降水量增加幅度分别为5.3、4.4和11.4mm/10年。此外各月份之间降水量增长幅度不平衡，在棉花生育期内6～8月降水量随年代持续增长；而对于4月份，60年代降水量最多，70年代最少，80年代和90年代有所增多；对于5月份，80年代降水量最多，70年代降水量最少；对于9、10月份，80年代降水量最多，60年代降水量最少。 1.3日照时数 新疆棉区4～10月总日照时数呈明显的下降趋势，日照时数最大值出现在1956年，为2097h，最小值出现在1989年，仅为1780h。60年代、70年代、80年代年平均4～10月总日照时数分别为1999.4、1995.4、1932.1h，90年代略有上升，为1954.4h。1961～2000年年平均4～10月总日照时数下降幅度为15h/10年，其中东疆棉区为56.6h/10年、北疆棉区为7.7h/10年、南疆棉区为1.5h/10年，可见东疆棉区日照时数下降最多。新疆棉区近50年来除4月份日照时数略有上升外，生育期内其它月份日照时数都是下降的，其中6月份、9月份和10月份下降较多，下降幅度分别为3.3、5.1和4.5h/10年。 1.4无霜期 开春期全疆大部地区偏早，终霜期北疆大部地区偏晚，天山山区和南疆的大部分地区偏早。 1.5气象灾害 近几年，暴雨和融雪性洪水、雪灾、夏秋季低温冷害、局地冰雹等灾害性天气气候增多，天气气候极端事件频繁出现。尤其2008年5月全疆大部地区高温、少雨，北疆北部地区旱情出现。春季气象条件总体有利于农牧业和林果业生产，但4月中旬的强寒潮天气致使部分地区棉花以及果树受灾，并给当地农牧业生产、交通运输、人民的生命财产造成不利影响和损失。 2气候变化对新疆农业生产的影响 2.1对农作物种植的影响 气候变暖，有效积温相应增加，初霜推迟，终霜提前，农作物的生长发育速度也发生了明显变化，春作物播种期提前，喜温作物生育期延长。相反，越冬作物推迟播种，生育期缩短。种植制度在发生变化。作物品种的熟性由早熟向中晚熟发展，单产增加，冬小麦种植区北界向北扩展，存在植棉区能够进一步北移的可能，多熟制向北推移，复种指数提高。 2.2对种植业的影响 2.1.1冬小麦 冬季气候变暖，越冬作物种植区北界向北扩展，冬季气温升高，负积温减少，不但对冬小麦安全越冬有利，而且为冬小麦种植区北界北移提供了有利的气候条件。春季全疆大部冬麦处于返青至抽穗乳熟阶段，期间全疆大部冬麦区光热充足、麦田土壤墒情适宜，气象条件对冬小麦的生长基本有利。但5月下旬末南疆部分地区出现的数日≥35℃的高温天气，对冬小麦的充分灌浆略有影响。 2.1.2春小麦 春小麦于3月上旬至4月上旬由南向北陆续开播，至5月月末，大部春麦处于拔节至抽穗期。期间，春麦区光、温、水配置较好，气象条件对春麦播种、幼苗生长及幼穗分化有利。 2.1.3玉米 从4月中旬开始陆续播种春玉米，至5月底，全疆大部春玉米已进入七叶期。南疆套播玉米5月中旬开始播种，5月下旬部分进入三叶期。期间，玉米区光温适宜，大部玉米区土壤墒情良好，气象条件对玉米的苗期生长较为有利。 2.1.4棉花 气候变化整体上对新疆棉区棉花生长发育有利。主要表现在气候变化使北疆棉区、南疆盆地西缘区和南疆盆地东缘区棉花的开花期和吐絮期明显提前，棉花停止生长期明显推迟，尤其表现在70年代至90年代，而东疆棉区和南疆盆地北缘区棉花开花期和吐絮期却略有后延现象。大部分地区棉花全生育期明显延长，就平均状态而言，70年代、80年代和90年代比60年代整个生育期分别延长8.2d、2.4d和5.2d。近50年来新疆地区棉花模拟产量明显增加，尤其表现在北疆棉区。棉花产量另一个特征是棉花模拟产量波动性明显加强，说明受气候变化的影响棉花生产风险加大。在实际生产中，1990年以后产量提高很大，可能主要与采用新的品种，新的生产技术有关。 全疆棉花4月初开始播种，至月末，全疆棉花播种工作已接近尾声；至5月底，吐鲁番棉区及南疆大部棉区的棉花已现蕾，全疆其余棉区棉花处于第三至第五真叶期。棉花幼苗生长期间，全疆大部棉区气温偏高，降水偏少，气象条件对大部分棉花苗期生长较有利，尤其从5月中旬开始大部棉区气温持续偏高，致使棉苗生长发育速度加快。但是受4月中旬寒潮天气影响，北疆棉花普遍遭受霜冻危害，南疆巴州及阿克苏部分棉区的棉花遭受大风袭击；5月上旬，受多天气时段影响，北疆绝大部棉区、东疆棉区、巴州北部棉区气温下降并维持较低，使得部分棉区棉花生长发育进程晚于常年，对已出苗棉花的生长及近期播种和受霜冻后重播的棉花出苗均产生不利影响。 2.1.4设施农作物 设施农业生产中，严重的降雪天气、低温天气往往威胁作物的生长。强冷空气入侵，气温下降迅速，对棚内蔬菜安全生长十分不利，轻则造成棚内蔬菜停滞生长，重则导致冻害。 2.1.5林果业 每年3月下旬，全疆林果树陆续开始进入开花期，受4月中旬寒潮天气影响，部分地区出现的明显降温、降雪天气对各种林果生长危害较大。进入5月份以后，全疆林果树由南至北相继由开花盛期进入坐果期，月内，全疆大部分地区温高少雨，气象条件较有利林果树木的开花授粉和座果。 2.3对农业生态环境的影响 2.3.1病虫害 气候变暖，尤其是冬季气候变暖，冬温偏高，增加了冬季农田土壤水分蒸发，还使越冬病虫卵蛹死亡率降低，病虫群数量上升，易造成病虫害，增大了病虫害防治难度。其次，温度是决定昆虫生长发育速率的最重要因子，气候变暖加快了昆虫各虫态的发育，导致其首次出现期、迁飞期和种群高峰期的提前，因此一年中病虫害发生的总时间增加。暖冬又为越冬害虫及其虫卵提供了优越的温床，易造成来年大面积病虫害的发生，影响农作物产量和品质。 2.3.2农药、化肥使用 气温变暖加速了土壤肥料的分解和流失，必须依靠增加化学肥料来满足作物生长需要，加之为控制病虫害发生发展的农药和除草剂的过量使用，必然增加水源、土壤、农作物受污染机会，从而导致生态环境污染。 2.3.3品质 在作物生长期气温升高，缩短了养分的积累时间，加之化肥、农药的过量使用，降低了可食用农作物的品质。 3.措施 3.1加强水资源的可持续管理，保证水资源的合理利用 内陆干旱区水资源合理配置和高效、可持续利用是内陆干旱区社会经济可持续发展和生态安全的关键与要害。要在水土平衡、水盐平衡、生态平衡三个原则指导下，地表水、地下水、空中水统筹使用和空间、时间、用水量等方面进行水资源科学合理配置，并成为生态修复建设工程的重要内容；适时加强调水工程，开辟增加资源的新途径，如山区人工增水、雨水洪水资源利用等；坚决调整产业结构和转变经济增长方式，建设高效节水防污的经济与社会，是内陆干旱区发展的根本出路和长远之计。当前重点是建设节水型农业。要在水资源可持续利用和保护生态环境的前提下，加强水资源的统一管理，合理配置资源；同时，根据生态环境的人口容量实施适当的人口政策，控制人口的过量增长。以干旱区水资源合理配置和高效、可持续利用为核心，加强基本设施建设，大力推广成效明显的节水灌溉模式，加强水利工程建设，确保农牧业生产。 3.2采取综合措施，防止气候异常对农业生产的不良影响 加强气象灾害监测预警系统建设，提高农业气象灾害预警能力，准确及时的做好气象灾害预报预警信息服务以及明确灾害出现种类、时间、强度和地点，提高气象信息传播的普及率和响应水平，增强农业生产对气象灾害的应急保障能力。切实做好农业和畜牧业防灾救灾工作。应对春季异常天气，对已经播种的农田，要及时进行中耕松土，防止烂种烂芽；对已经出苗的作物和冬小麦，特别是果树，要采取必要的防强降温、防霜冻、防风沙措施；对正在播种或准备播种的，要正确指导广大农民适当调整播种进度或暂缓播种，并对种子进行防霉处理；对设施农业，要做好防风防寒准备，确保设施安全。北疆牧区正值牲畜转场和产羔期，要做好牲畜避风防寒，提高仔畜成活率。要特别关注降雪天气以及其后的持续低温，降雪后要及时清扫大棚积雪，以增加光照时间，必要时采取棚内加温措施，以减少损失。 3.3发展低碳农业，从源头上应对气候变化 当前，快速有效提高农田土壤有机质含量，被各国政府和专家公认为是固碳减排，应对气候变化的重要措施。 3.3.1秸秆综合利用 新疆目前80%的秸秆能够还田，除了秸秆还田外，还应大力推广沼气工程，节约能源的同时减少了化石燃料的使用，减少温室气体排放。 3.3.2少耕免耕技术 新疆土壤有机碳含量不高，但是碳储量缺少也不容忽视。在无灌溉保证的地区，积极推广少耕免耕技术，能减少土壤有机碳的矿化消耗，有利于土壤有机质含量的提高，同时提高土壤肥力。 3.3.3高效固碳物种筛选推广 积极进行高固碳效率物种筛选，并依据市场经济规律，有目的地选择高固碳效率进行种植，包括退耕还林还草、城市绿化等。 3.4实施农业结构调整，加强政府的宣传和引导作用 根据气候变化及时调整耕作制度和栽培措施，对种植制度进行重新的生态分区，趋利避害，科学合理的进行作物布局，根据作物种类和品种特性，适当调节作物种植制度，使农作物避开不利气候，获得丰收；采取条带深松，秸秆还田等保护性措施，减少气候变化对农业的损害；大力加强抗旱、节水技术研发和品种选育，避免或减少恶劣气候造成的农业损失；适当发展设施农业，以特色的优势农产品为主，既可以充分利用气候资源，又可以提高水资源利用效率。对气候变化不利影响的适应包括国家和农民两个层次，政府应该把适应气候变化纳入社会经济发展规划中，在制定规划时要认真考虑各地区气温、降水等气候要素、尤其是气候极值的变化趋势。同时政府部门应该重视对气候变化问题的宣传、教育，积极引导农民做好各种防御措施，提高他们对气候变化的认识水平，变消极等待为积极防御应对气候变暖的措施。 4结语 总体看，全球性气候变暖在新疆地区反映明显，呈明显变暖、增湿的总趋势。同时，光热资源变幅增大，暴雨和融雪性洪水、雪灾、夏秋季低温冷害、局地冰雹等灾害性天气气候增多，天气气候极端事件频繁出现。对农业生产造成了一定影响，有正面的也有负面的，如何提高农业防灾减灾能力是今后要开展的重点工作。对于气候变化适应机制及其评价的研究刚刚起步，需要进一步开展研究工作。