1991—2022年吉林省气候变化特征分析及对农业的影响

李金泽 杨旭 金席宇

摘要 利用吉林气象局1991—2022年平均气温、降水量和日照时数资料，选择常规统计和线性趋势法，对气候变化特征进行分析，并探讨了其对农业的影响。结果表明：1991—2022年吉林省多年平均气温为5.7 ℃，整体以上升趋势为主，气候变化倾向率为0.168 ℃/10年，且上升趋势较为显著；除了冬季，其余三季平均气温也有不同程度的上升趋势，尤以春季增温趋势更为显著；1991—2022年吉林省多年降水量平均值为626.9 mm，气候变化倾向率为42.53 mm/10年，且增加趋势较为显著；春、夏、秋、冬四季降水量气候变化倾向率分别为9.593、11.535、18.159、2.534 mm/10年，均以增加趋势为主，同年降水量变化趋势保持一致，只是气候倾向率有一定差异；气候变化对农业的影响较大，需引起人们的高度关注。

关键词 气候变化；农业生产；影响；吉林省

中图分类号：P467 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）07–0195-03

近百年来，全球气候发生了很大变化，全球变暖已成为重要的环境问题，因温室气体的大量排放，使得冰川和积雪消融，严重威胁着生物的生存环境，同时还造成灾害性天气频繁出现。我国是农业生产大国，气候变化对农业生产的影响引起了人们的高度关注。

吉林省位于中国东北地区中部，地处东亚地理中心位置，地势从东南到西北逐渐倾斜，属于温带大陆性季风气候，是国家重要的粮食生产基地，也是世界黄金玉米带之一，当地气候条件较为适宜农业生产。受全球气候变暖的影响，吉林省增温明显，农业生产适应性加强，使得农业开发规模不断扩大，农业生产结构得到优化调整后，粮食产量大幅度提升[1-5]。因此，对当地气候变化特征进行分析，并探讨其对农业生产的影响，对于提高该地农业产品质量、保护资源环境、改善生态环境具有十分重要的现实意义。

1 资料来源和研究方法

利用吉林气象局1991—2022年平均气温、降水量和日照时数资料，选择常规统计和线性趋势法对气候变化特征进行分析。季节划分采用常规标准：春季3—5、夏季6—8、秋季9—11、冬季12—翌年2月。

2 吉林省气候的变化特征

2.1 平均气温

2.1.1 年际变化 1991—2022年，吉林省多年平均气温为5.7 ℃，其中，平均气温最大值为6.6 ℃（1998、2007、2019年），最小值只有4.5 ℃（2012年），两者之间相差2.1℃。近32年来，吉林省平均气温整体以上升趋势为主，气候变化倾向率为0.168 ℃/10年，且上升趋势较为显著[6]。根据年平均气温曲线图可知（图1），1991—2007年吉林省平均气温以波动增加趋势为主；2007—2012年平均气温呈现出快速下降的趋势，且2012年的平均气温降至最低；2012年以后，吉林省平均气温呈现出快速增加的趋势。

2.1.2 四季变化 1991—2022年吉林省春季平均气温为7.2 ℃，整体以上升趋势为主，气候变化倾向率为0.375 ℃/10年，且增加趋势极显著；1991—2002年吉林省春季平均气温以波动上升趋势为主；2002—2010年平均气温呈现出波动下降趋势，且2010年春季平均气温最小，只有4.3 ℃；2010年以后，吉林省春季平均气温呈现出快速增加趋势；夏季平均气温为21.5 ℃，整体以上升趋势为主，气候变化倾向率为0.168 ℃/10年，增加趋势较为明显；其中，1991—2000、2002—2022年夏季平均气温以增加趋势为主，其余阶段则呈现出下降趋势；秋季平均气温为6.5 ℃，气候变化倾向率为0.254 ℃/10年，上升趋势较为显著；1991—2004和2016—2022年秋季平均气温以波动上升趋势为主；而2004—2016年平均气温呈现出波动下降的趋势；冬季平均气温为-12.6 ℃，气候变化倾向率为-0.209 ℃/10年；1991—2012年冬季平均气温呈现出波动下降的趋势；2012年以后，平均气温以快速上升趋势为主[7]。

2.2 降水量

2.2.1 年际变化 1991—2022年吉林省多年降水量平均值为626.9 mm，其中，年降水量最大值为823.0 mm（2022年），最小值只有477.6 mm（2011年）。最大值接近最小值的2倍，说明吉林省降水量年际变化波动幅度较大。近32年来，吉林省降水量整体以增加趋势为主，气候变化倾向率为42.53 mm/10年，且增加趋势较为显著。结合曲线图（图2）可知，1991—2001年吉林省年降水量以快速下降趋势为主；2011年以后降水量呈现明显的波动增加趋势。

2.2.2 月际变化 1991—2022年吉林省年内降水量整体以单峰型变化特征为主（图3），其中峰值出現在7月，降水量高达150.5 mm，谷值出现在1月，降水量只有5.4 mm。1—7月，吉林省降水量呈现出逐月增加的趋势，进入8月以后，降水量开始逐月下降。吉林省年内降水量主要出现在5—9月，各月降水量均超过50 mm，这段时间的降水量达到了509.1 mm，占年内降水量的81.2%，尤以6—8月最为集中，占年内降水量的62.1%。通过对吉林省四季降水量进行分析发现，春季平均降水量为105.7 mm，占年内降水量的16.9%；夏季平均降水量为389.0 mm，占62.1%；秋季平均降水量为110.6 mm，占17.6%；冬季平均降水量只有21.6 mm，占年内降水量的3.4%。春、夏、秋、冬四季降水量气候变化倾向率分别为9.593、11.535、18.159、2.534 mm/10年，均以增加趋势为主，同年降水量变化趋势保持一致，只是气候倾向率有一定差异。

3 气候变化对农业的影响

3.1 气候变化对农业资源的影响

气候是农业生产的基本条件，可提供农业生长发育所需的光、热、水、空气等能量和物质资源。从农业角度来看，气候属于极为重要的农业自然资源。因空气中的温室气体，如二氧化碳含量的增加，不仅会引发温室效应，还会加剧气候变暖趋势[8]。近32年来，吉林省平均气温以上升趋势为主，说明气候变暖现象显著，会作用在农作物生长和产量上。农作物在进行光合作用的过程中会制造有机物质，而二氧化碳则是其重要原料，会对太阳能量的转化和储存产生影响，是地球生物圈赖以生存的基础。在其他条件一定的情况下，随着二氧化碳含量的增加，温度上升将会抑制二氧化碳的吸收，光合同化强度也会随之减弱。

气候变暖会对水循环产生影响，该过程也会作用于气象灾害持续时间、产生频率、损失程度和水资源利用率方面。以农作物为例，平均气温上升1 ℃，对应的农业灌溉用水量增幅可达6%～10%。而用水量的加大会改变农业水分，且表现在径流、供需矛盾和土壤等方面。其中，针对径流，随着吉林省气候变暖出现，径流量会呈现减少的趋势[9]；在供需矛盾上，由于吉林省年内降水量时空分布不均，不同区域间的组合不匹配，水资源分布与产业布局不相符，会加快地区间水资源供需矛盾。未来温度的上升，会加快水分蒸发速率，使得干旱灾害频繁出现，影响作物正常生长；对土壤及其成分的影响表现为气温的上升会加快土壤失墒速率，土壤盐渍化和荒漠化程度加重，使得农业生态系统对气象灾害的抵御能力也有一定程度下降。

3.2 气候变暖加剧了农业气象灾害的发生

由于吉林省气候变暖现象较为显著，会增加农业生产的不确定因素，再加上气候变化大，为气象灾害的出现提供了有利条件，主要表现在以下3点：（1）吉林省多年降水量以增加趋势为主，因年内降水分布不均，再加上平均气温上升趋势显著，会加快空气蒸发速率，引发农作物水分亏缺，进而滋生干旱灾害；若降水强度较大且持续时间长，还会引发洪涝灾害[10]；（2）平均气温上升趋势显著，易于出现高温天气，进而引发伏旱，对农业生产的危害加大；（3）吉林省春季平均气温上升趋势显著，会导致倒春寒天气频繁出现，对农业的危害程度进一步加大；气温增加时或缩短果实开花期，尤其是开花、授粉期的果实，自身对低温的抵御能力下降；倒春寒还会对果树授粉受精产生影响，增加果树花朵脱落率，降低果实产量和品质[11]。

3.3 农业生产成本增加

吉林省平均气温升高显著，会进一步加快土壤内有机质微生物分解速率，进而对土壤地力产生影响；若空气中的二氧化碳浓度含量较高，即使增强光合作用，也会增加根生物量，进而弥补土壤有机质不足的问题；若是引发土壤干旱，则会影响根生物量的积累和分解速率。通过增施肥料的方式，可保证农作物生长发育的正常开展[12]。肥效受外界环境温度的影响较大，尤其是在氮肥上表现得最为明显，外界气温上升1 ℃，植物对速效氮肥的吸收利用释放量会增加4%左右，同时还会缩短释放期时间。为了保证农田肥力，需要增加4%左右的施肥量，該过程会影响土壤与环境。随着温度的上升，农田施肥量也会相应增加。春、夏、秋三季昆虫繁衍代数增加，再加上气候变暖的影响，对幼虫安全越冬较为有利。温度上升为杂草的生长发育提供了有利条件，会使杂草蔓延和病虫害进一步流行；气候变暖还会进一步扩大病虫害的影响范围，影响粮食产量。为了减轻不利因素对农业生产的危害，人们会加大农药和除草剂的使用量，投入农业生产的成本也会加大[13]。

3.4 气候变暖对粮食作物的影响

近32年来，吉林省气温呈现出显著的上升趋势，尤其是异常高温的出现，严重危害着粮食作物，主要表现为：（1）热害出现时，将阻碍农作物的正常生长发育，胁迫作物不能及时灌溉，使得生长发育进程中断或停止，缩短成熟期时间；（2）随着气温的上升，土壤内肥料的分解和流失速率均有不同程度的加快，因蒸散量的加大会抵消掉原有的降水量，故会导致农作物生长过程中出现水分胁迫现象；（3）气温上升会加快农作物生长发育速度，缩短生育期时间，增加不饱满籽粒，提高瘪粒率，不利于优质高产农作物的形成。例如，玉米属于喜温性作物，整个生长发育阶段对水分的需求较少，自身的适应能力极强，温度上升时，对玉米产量不会有太大影响；水稻也属于喜温性作物，尤其是营养生长阶段，气温上升可增加作物产量，若幼穗期和分化期的气温升高，会降低作物产量，尤其是异常高温的出现，对水稻的危害更加严重[14]。

参考文献

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Analysis of Climate Change Characteristics and Its Impact on Agriculture in Jilin Province from 1991 to 2022

Li Jin-ze et al（Jilin Climate Center， Changchun， Jilin 130062）

Abstract Used the average temperature， precipitation， and sunshine hours data from Jilin Meteorological Bureau from 1991 to 2022， selected conventional statistics and linear trend methods to analyze the characteristics of climate change， and explored the impact on agriculture. The results showed that the average annual temperature in Jilin from 1991 to 2022 was 5.7 ℃， with an overall upward trend. The climate change trend rate was 0.168 ℃/10 a， and the upward trend was relatively significant. Except for winter， the average temperature of the other three seasons also shows varying degrees of upward trend， especially in spring. The average annual precipitation in Jilin from 1991 to 2022 was 626.9 mm， and the trend rate of climate change was 42.53 mm/10 a， with a significant increase trend; The climate change tendency rates of precipitation in spring， summer， autumn， and winter were 9.593， 11.535， 18.159， and 2.534 mm/10 a， respectively， with an increasing trend. The trend of precipitation change in the same year remains consistent， but there are certain differences in climate tendency rates. The impact of climate change on agriculture was deep， which requires high attention from people.

Key words Climate change; Agricultural production; Impact; Jilin Province