中宁县气候变化及农业适应对策

　中宁县气候变化及农业适应对策 于金华二陈虹2 ,毛万忠 2 , 丁仲录 3 ，石宏磊 (1.宁夏中宁县气象局，宁夏中宁 755100 ； 2.宁夏中卫市气象局，宁夏中卫 755000 ； 3.宁夏气象局，宁夏 银川 750001 ) 摘要：

　利用宁夏中宁县 1954-2010 年的气象资料，运用统计学方法对该地区的气温、降水的变 化特征和发展趋势进行了分析。研究结果表明：

　57 年来中宁县的年、各季平均气温呈整体逐渐 上升趋势，年均温倾向率为 0.28 C /10a ，冬季最大为 0.47 C /10a ，平均最高气温倾向率为 0.32 C /10a ，平均最低气温倾向率为 0.34 C /10a ;年降水量和除冬季呈减少的态势， 降水倾向率为 -9.34 伽 /10a ，冬季倾向率为 0.11 伽 /10a ，其他各季倾向率均为负值。气候总的趋势是变暖、变干、 向高温干旱化方向发展，气象灾害发生频率增大，同时分析了气候变化对农业的影响及适应对策。

　关键词: 气候变化变化特征农业影响 适应对策 Climatic Chan ges and Agricultural Adaptati on Coun termeasures in Zhongning YU Jin — hua et al(Meteorological Bureau of Zhongning , Zhongning,Min gxia 755100) Abstract ：

　_1954-2010 zho ngning County of Nin gxia in the use of meteorological data, the use of statistical methods in the region of temperature, precipitation, relative humidity, sun shi ne hours and other cha nges in characteristics and developme nt trend analysis. The results showed that: 57 years, the County of years, the overall average temperature was gradually rising trend, the average annual temperature trend rate 0.28 C / 10a, the win ter maximum of 0.47 C / 10a, tend to average maximum temperature was 0.32 C / 10a, the mean minimum temperature trend rate 0.34 C / 10a; annual precipitati on and seas onal trend of decreas ing precipitati on, the precipitati on tendency rate of -9.34 mm / 10a, the win ter trend rate of 0.11 mm / 10a, others tend to rate each quarter Are negative.the general trend of climate warming,

　drying, and to the direct ion of the developme nt of high temperature and drought, in creased freque ncy of weather disasters. also an alyzed the impact of climate cha nge on agriculture And Adaptati on. Keywords : -Climate cha nge; cha nge characteristics; agricultural impact 1 刖言 全球气候变暖已经对全球的生态系统、经济社会系统产生了明显影响，而且这种影响随着时 间的推移会越来越明显。目前，国内外有关气候变化的研究成为相关研究领域的热点问题 [1] 。中 宁县是生态脆弱区，研究气候变化对于该区域土地利用、生产力变化及脆弱生态的综合治理、农 业结构调整等都具有较大的参考价值。本文利用中宁县 50 多年气象资料研究中宁县气候变化的 规律并探讨气候变化对农业的影响，合理调整生产结构，扩冬减春，为有效提高产量，促进地方 经济发展提供决策依据。

　2 研究资料与方法 2.1 资料来源 采用中宁县气象局 1954-2010 年逐月气温、降水量基本气候资料，并按照春（ 3-5 月）、 夏（ 6-8 月）、秋（ 9-11 月）、冬（ 12-2 月）四季、作物生长期（ 3-9 月）和全年分别进行统 计分析，平均资料用 1971-2000 年 30 年平均。

　2.2 研究方法 2.2.1 气候趋势系数 为研究气候要素在气候变化中升降的定量程度， 并对其进行统计检验，计算了气候趋势系数。

　其定义为 n 个时刻（年）的气候要素系列与自然数序列 1,2,3 ,……， n 的相关系数。

　n

　 n x) 2

　(i t) 2

　i 1 式中：

　n 为年数， Xi 为第 i 年要素值； X 为要素平均值； t = （ n +1）

　/2 。当 rxt 为正 （ 负 ）

　时，表示该要素在所计算的 n 年内有线性增 （ 减 ）

　趋势。符合自由度为 n-2 的 t 分布，从而可以 检验气候要素的变化是一种有意义的趋势还是随机振荡。

　2.2.2 气候倾向率 气候要素的趋势变化用一次线性方程表示，即：

　X= aO+a1t 式中：

　为气候要素序列值； a 。为常数项， t 为时间序号 （t=1 ， 2 ， ? ， n ）

　; al 为气候 倾向率，其量纲为某气候要素 ， 单位 8 -1 。将 a1 X 10 年作为变化倾向率 3 中宁县气候变化特征分析 3.1 气温变化特征 图 1 、 2 给出了年平均气温的变化曲线和线性趋势的逐年变化曲线、 (x x)(i t) i 1 线性趋势。从图中可以 看出，中宁县年平均气温，农作物生长期平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温都有明显 图 1 1954-2010 年平均气温变化曲线 Fig. 1 \\ariatioii of atitnual temperature duritig 1954—2010

　n

　3.1.1 平均气温变化

　最低偏高 1.2 C 和 1.1 Co 年平均最高最低气温在 1997 年之后转为正距平。

　中宁的年平均最高最

　 3.1.1 年平均气温变化 1954-2010 年年平均气温为 9.5 C 。

　50 多年来中宁平均气温在波动中不断上升，气候倾向 率为 0.28 C /10a, 增温幅度高于全国 0.22 C /10a ，由图 1 中可知， 1987 年是中宁年平均气温的 一个突变点 [3]

　, 1954-1986 年为相对较冷时段，比 30 年平均值低 0.4 C; 1987-2010 年为较暖 时段，比 30 年平均值偏高 0.6 C, 特别是 1996 年以后，升温幅度较明显，较 30 年平均值偏高 1.0 C 。从不同季节的变化来看， 1987 年后冬季气温上升明显，增温幅度最大，达 1.6 C, 春秋 变化一致，夏季最小，增温幅度小于 1.0 Co 中宁年平均气温有明显的年代际上升趋势。

　20 世纪 80 年代开始明显升高， 90 年代的平均气

　1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 图 2 1954-2010 年生长期气温变化曲线 Fig.2 Variation of annual average temperature in Growing season during 1954^2010 温波动最大， 2000-2009 年平均气温达到年代最高值为 10.3 C, 较 60 年代的平均气温 9.1 C 升 高了 1.2 Co 3.1.2 年平均最高最低气温变化 57 年平均最高气温为 16.9 C, 气候倾向率为 0.32 C /10a ,气候趋势系数为 0.64 。

　年平均最 低气温为 3.6 C, 气候倾向率为 0.34 C /10a ,气候趋势系数为 0.72 。

　年最低气温上升幅度较最高

　生长期平均气温 ——年代际气温 57 年平均气温 线性 （ 生长期平均气温）

　y = 0.0226x + 16.091

　气温的趋势大， 1987 年仍为转折点， 1987 年后的年平均最高最低气温比 1986 年前的平均最高

　rurareorner 量水降 低气温都随着年代变化而升高，特别是年最高气温的年代际变化最明显。

　低气温的变化不明显， 90 年代开始出现明显的年代际增温趋势， 2000-2009 年平均最高气温较 20 世纪 60 年代增高 1.7 C, 虽有年际间波动变化，却呈平稳上升趋势。

　3.1.3 农作物生长期气温变化 农作物生长期（ 3 〜 9 月）平均气温为 16.7 C ，气温变化呈上升趋势， 气候倾向率为 0.226 C /10a, 但幅度不大，可以分为冷暖两段， 1956 〜 1996 年为相对偏冷时段，尤以 1966 〜 1986 年, 气温偏低，波动变化明显，平均气温为负距平。

　1997 〜 2010 年为相对偏暖时段， 增温趋势明显。

　特别是 1997 年后的 14 年平均气温为 17.6 C, 比 30 年平均偏高 0.9 C, 农作物生长期气温上升 有利于作物的生长发育；生长期平均气温也有明显的年代际上升趋势。

　20 世纪 70-80 年代为偏 冷时段， 90 年代开始明显升高， 2000-2009 年平均气温达到年代最高值为 17.6 C, 较 60 年代 升高了 1.1 Co 3.1.4 中宁县气温变化趋势 从表 1 可以看出，年平均、春、夏、秋、生长期气温的年际间波动相对平稳，变异系数均小 于 0.1 °气候倾向率为 0.23 〜 0.47 C ，其中夏季和秋季最低为 0.23 C, 冬季最高为 0.47 C 。可 见中宁县冬季气温升高十分明显，每 10a 升高 0.47 Co 气候趋势系数在 0.40 〜 0.69 范围，说明 中宁县四季、作物生长期及年平均值都有明显升高的趋势。

　表 1 中宁县气温变化趋势 Tab.1 Tendency of temperature variati on in zhongning

　3.2 降水量变化特征 图 3 、 4 、 5 给出了年降水量，冬季和农作物生长期的逐年变化曲线，线性趋势。从图中可以 看出，中宁县年和生长期降水呈现减少趋势，而冬季降水却呈微弱增加趋势。

　 60-80 年代平均最高最 统计项 年 春季 夏季 秋季 冬季 生长期 气温 （C）

　标准差 变异系数 趋势系数 气候倾向率 C /10a 9.5 11.3 22.2 9.4 -4.9 16.7 0.7 0.9 0.9 0.8 1.4 0.7 0.07 0.08 0.04 0.09 -0.30 0.04 0.69 0.50 0.40 0.48 0.56 0.55 0.28 0.26 0.23 0.24 0.47 0.23

　360.0 310.0 260.0 210.0 160.0 110.0 60.0 1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 图 3 1954-2010 年降水量变化曲线 Fig.3 Variation of annual precipitation during 195^-2010

　22.0 3.2.1 降水量的年变化 中宁县年平均降水量为 208.3mm ，气候倾向率为 -9.34 mm /10a ，与宁夏引黄灌区弱的增加 趋势相反［ 3 ］ 。存在干、湿阶段变化， 1954 〜 1985年为降水偏多时段， 1986 〜 2010 年为降水偏 少时段，但其呈现多中有少， 少中有多的年份波动变化，特别是 1954 〜 2010 年降水年际变化很 大，而 1986 年以后波动幅度较小。

　最大降水量为 1964 年的 389.9mm ,最小降水量为 2005 年 的 78.5mm ，相差 311.4mm 。除了 1983 和 1985 年出现多水年之外， 20 世纪 80 年代降水量 较少，处于干旱期。

　90 年代降水量开始增加到 57 年平均值附近， 2000-2009 年降水量又转为 减少趋势，处于干旱期。对年代际降水量的变化来说，大体为“减少一增加一减少一增加一减少” 的特点。

　20 世纪 80 年代降水量明显减少，是降水量最少的 10 年。

　3.2.2 降水量的季节变化 春、夏、秋、冬各季降水量的变化有所不同。

　气候倾向率分别为 -3.02 m /10a 、 -6.15 m /10a 、 -1.32 m /10a 、 0.11 m /10a 。除冬季降水有微弱增加趋势外，其余均为减少趋势。春秋季降水 量减少幅度缓慢而小，夏季减少幅度大。从季节降水量变化特征来看，春季 60-70 年代减少， 80 年代增加， 90 年代至 2000-2009 年减少， 2000-2009 年为历史最低值；夏季的年代际变化 同年降水量的年代际变化相同，但它的变化幅度缓慢， 2000-2009 年为最低值；秋季从 60-90 年代一直处于减少阶段且 90 年代为最低值， 2000-2009 年开始增加；冬季 60-80 年代是逐年代 增加， 80 年代达到最高值， 90 年代减少， 2000-2009 年又微弱增加。

　 图 4 1954-2010 年冬季降水量变化曲线 Fig-4 Variation af winter precipitation during 1954^-2010 20.0 18.0 16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0

　323 农作物生长期降水量的变化 农作物生长期降水量 57 年平均值为 185・8mm ，有 2 〜 3 年的周期变化，最大值为 366・8mm , 出现在 1964 年，比平均值多 181mm 。最小值为 60mm ，出现在 2005 年，比平均值少 125・8mm 。

　最大值与最小值相差 306・8mm 。生长期 60-70 年代是逐年代增加， 70 年代达到最高值， 80 年

　3.2.4 中宁县降水变化趋势 从表 2 可以看出，中宁县冬季和春季降水量的年际间波动较大，变异系数分别为 1.09 和 0.64 。年平均和生长期降水量的年际间波动较小，变异系数在 0.4 以下。春、夏、秋、冬、生长 期以及年降水量的气候趋势系数都很小，线性变化趋势不明显。

　表 2 中宁县降水变化趋势 Tab.2 Tendency of precipitati on variati on in zhongning 统计项 年 春季 夏季 秋季 冬季 生长期 降水（ mr）i 208.334.122.2479 3.3 185.8 标准差 72.2 7.2 19.0 9.2 1.2 10.1 变异系数 0.35 0.64 0.47 0.60 1.09 0.38 趋势系数 -0.24 -0.06 -0.17 -0.16 0.03 -0.20 气候倾向率 mm/10a -9.34 - 3.02 -6.15 -1.32 0.11 -9.52

　4 中宁县气候变化小结与未来气温变化预测 4.1 中宁县气候变化小结 通过对中宁县 1954-2010 年气温、降水量变化特征的分析，可以看出，从上世纪 60 年代 1954 代 290.0 240.0 190.0 140.0 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 图 5 1954-2010 年生长期降水量变化曲线 Variation of annual precip itation in Growino season, during 1954—2010

　中期以来，中宁县年平均气温为持续上升趋势， 1987 年之后增温速率加快，增温幅度高于全国 平均值；年降水量 70 年代之前较多，之后持续减少。气候总的趋势是变暖、变干、向高温干旱 化方向发展。

　4.1 未来气温变化预测 根据国际上先进的气候模式和中国区域气候模式， 在假定大气二氧化碳继续增加的各种情形 下，预测在 2020-2030 年气温上升到 1.68 C, 到 2050 年上升 2.22 C, 预计二氧化碳浓度加倍 时，气温将达 2.94 C ，温度升高由南向北增大［ 3 ］ 。气温升高，冬季增温更加显著，降水的变率加 大。由于气候的变化，极端气候事件出现的频率会增加，灾害造成的损失会更严重 ［ 2 ］ 。

　5 气候变化对中宁县农业的影响 5.1 对农业结构的影响 小麦、玉米、水稻是中宁县主要的粮食作物。在全球气候变暖的背景下，我国冬小麦种植区 域进一步向北移动，同时越冬成活率增加，冬小麦种植面积增大，春小麦面积进一步缩小 ⑷。综 合未来气候变化和下垫面改变对黄河源区水资源量的影响， 预测未来黄河源区的水资源量总体趋 势是不断降低［ 3 ］ ，加上黄河用水压力增大，中宁县可用黄河水量不断缩减，对水稻、小麦等需水 量大的作物影响较大，种植面积将相应减少，相对应的玉米、蔬菜等需水量较小的作物面积将逐 年扩大。这种种植结构的调整将有利于节能增效，使有限资源向经济优势转化。

　5.2 对农作物的产量的影响

　在温度升高、降水减少、蒸发增大、土壤有效水分减少、 CO 2 浓度增大的情况下，农作物生 长发育和产量形成的大部分时间里，常常是在水分和养分条件不同程度的胁迫下度过的，它将难 以使农作物产量得到有效提高。

　有研究资料表明 : 在此背景下， 宁夏小麦生长期会缩短， 产量降低， 水分利用效率降低，而 CO 2 浓度增大又会使这一现象得到缓解 [1]

　；水稻和玉米是喜温、长日照作 物，温度升高会增加其产量，但高温又会使田间的杂草、病虫害加剧，从而影响粮食品质，引起 作物营养组成的变化，直接威胁到作物产量的形成，同时还会增加农药投入。

　5.3 对农业灾害及农业成本的影响 中宁县农业受到多种气象灾害的影响。干旱、大风、暴雨、沙尘暴、寒潮、霜冻、高温、山 洪、冰雹、热干风、 水稻冷害等不同程度的发生， 威胁着中宁县的农业生产。

　在气候变化背景下， 极端天气事件增多，导致气象灾害加剧 [6]

　。

　气候变化的暖干化趋势，尤其是气温升高，使土壤有机质分解加快，化肥释放周期缩短，灌 溉成本提高， 土壤改良和水土保持的费用增大； 温度升高使得病虫害发育提前， 越冬休眠期推迟， 农田受害几率增大。冬季气温的升高会导致很多害虫和病原越冬使得作物受灾可能性增大，使农 业投资增大，导致农业成本提高。

　5.4 对农业生产环境的影响 气候变暖，降水持续偏少，干旱大面积频繁发生，抑制了热量资源增加所发挥的作用，负面 影响大于正面影响 [5]

　。冬季气候变暖，冬温偏高，增加了冬季农田土壤水分蒸发，导致农作物生 长期中土壤水分亏缺加大，加剧了天然草场的退化，对农作物和牧草的生长、成熟都十分不利， 同时使越冬病虫卵蛹死亡率降低，增大了病虫害防治难度。侵蚀危害加重，对粮田的保护能力下 降，土壤肥力降低 [7]

　。

　6 农业适应对策 6.1 提高科技综合应用水平，有效应对气候变化

　结合中宁县的气候变化特点， 在农业生产上， 不断提高农业科技综合应用水平， 改善灌溉条 件，普及推广并实施渠系衬砌，发展喷滴灌、地膜覆盖、节水灌溉、窑窖集水补灌、压砂种植等 技术措施，大力发展高效节水农业，开发扬水灌溉工程和库灌技术工程。加强用水管理，改进抗 旱措施。普及推广地膜覆盖栽培技术，增施有机肥，测土配方施肥，保护性耕作，小畦栽培技术 [8]

　。减少土壤的蒸发、抑制病虫害和杂草的发生，抵御暖干化对农业的影响。在喊叫水、徐套、 大战场等中部干旱带乡镇，重点推广以喷、滴灌窑窖集水为核心内容的节水补灌技术；在恩和、 白马、鸣沙等七星渠未级扬黄灌区，开发库灌及扬水灌溉工程，在石空、宁安等乡镇，推广小畦 灌溉，保护性免耕及水稻节水灌溉技术等。

　6.2 调整种植结构，推广作物新品种，合理利用气候资源 气候变化使得中宁县的积温持续增加， 作物生长期的热量资源增加， 一些作物的种植北界北 移。热量条件增加使得复种面积扩大，复种指数增加。因此中宁县农业生产要根据气候资源的改 变合理安排，调整农业种植制度和结构，进一步加强枸杞、蔬菜、冬麦、压砂瓜、红枣、马铃薯、 油葵等特色农业技术示范推广力度，充分利用气候资源、应对气候变化。在鸣沙、白马、大战场 等乡镇，大力推广冬小麦种植技术， 3 年内面积扩增至 5 万亩，扩大旱作玉米种植面积，面积每 年扩增 2 万亩；在撒不拉滩、马塘、打麦水等生态移民区域，大力推广以设施拱棚为主的瓜菜种 植；鸣沙、白马、大战场、喊叫水等乡镇稳步发展硒砂瓜，大力推广枣瓜、枣薯间作等技术。同 时应避免盲目不当的调整，造成不必要的损失。随着气候的变化以及作物种植布局、结构的调整 将使得农作物发生病虫害、冻害、冷害等自然灾害的几率增加。所以要求农作物抵抗自然灾害的 能力要增强，因此要选耐高温、耐干旱、抗病虫、抗冷害、高效光合作用、光周期不敏感的优良 作物 [5] 。

　此外，还应做好引种种植的评估，农作物种植区域的规划等，应对气候变暖的不良影响。

　6.3 加强气候变化研究，提高气象服务功能

　在气候变暖的大背景下， 中宁县在降水量、 极端灾害天气发生等方面有很大的改变。

　业部门和气象部门要加强相互合作，加强对气候变化的预测研究，气象灾害监测预警体系建设， 开展气象灾害监测评估和灾害风险评估， 实现自然灾害防御多部门协作， 大力提升防灾减灾能力。

　加快发展农业气象灾害保险，提高气象服务功能。保障抗旱避灾农业、特色农业和设施农业的可 持续发展，做好防范和应对措施。

　6.4 保护农业生态环境 中宁县地处宁夏中部干旱带， 生态环境脆弱， 暖干化的气候变化趋势更加剧了农业生态环境 的脆弱性，因此保护草场，退耕还林还草，推进草原荒漠化治理，合理发展草畜产业，进一步有 效恢复草原植被，改善草原生态环境，提高草原生产能力，保护农业生态环境尤为重要。

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