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2022年西藏气候对农业生产的影响分析

2023-12-18普布多吉史继清张东东周刊社

中国农学通报 2023年32期
关键词:山南林芝气象条件

普布多吉,史继清,张东东,周刊社

(西藏自治区气候中心,拉萨 85000)

0 引言

全球气候变化已经成为全球关注的环境问题,成为当今人类生存和可持续发展的热门话题[1],气象条件是决定农业生产的首要因素,良好的气候环境可为中国农业生产提供巨大便利,促使中国农业经济更好更快发展。气候条件对农业影响较大,甚至起着决定性的作用[2-5]。气候变暖对农作物种植区域和农业生产有着较大影响,其中气温、降水、日照等为主要影响因素,因此气候变化对农业生产的影响主要体现在粮食生产等方面,气候变化带来的影响,会造成农作物产量的变化,进而影响农作物种植结构和农作物品种选择,农业的发展直接影响着国民经济全局的发展,而农业的发展又越来越多地依靠农业产业结构合理化的推动[6]。近年来,气候变暖背景下气温、降水、日照等气象要素变化对农业生产影响得出了很多有意义的结论。王莹等[7]分析了辽宁省1981—2010年气温和降水变化特征及其对农业的影响,研究认为平均气温呈上升趋势,平均降水呈现阶段性变化特点,气候变暖对农业影响总体有利,表现为作物适宜生育期延长、作物品种由中晚熟替换早中熟,产量为增加趋势。董国庆等[8]利用线性、Mann-Kendall检验等方法,分析了宁夏近53年冬季气温变化趋势及对农业的影响,研究认为冬季平均气温2000年以前上升趋势显著,1985年冬季平均气温升高的突变点,冬季最冷月平均气温升高,有利于越冬作物种植区,遭遇冻害风险降低,也易使农作物病虫害增加。段雯瑜[9]利用5d 滑动平均、气候倾向率、Mann-Kendall和滑动t检验方法分析张家口季节变化特征及其对农业的影响,研究认为春夏季开始日提前、秋冬季开始日推迟,使得农作物适宜生长期延长,≥10℃活动积温增加,同时增加了作物遭受倒春寒的频次和生产的不稳定性。杜军[10]分析了近30 年气候变化对西藏农业生产影响,研究认为西藏气候变暖主要在冬季和夏季,尤以6 月增温明显,积温增高,无霜期缩短,沿雅鲁藏布江一线、昌都年降水量每10 a减少4~30 mm,东南部年降水量呈递增趋势。20世纪80年代各农区光温生产潜力均高于60 年代和70 年代。30 年平均每年上升11~62 kg/hm2,30 年气候生产潜力最高的10年为20世纪70年代,最低的10年为20世纪80年代。刘国一[11]分析了气候变化对西藏农业生产的影响,研究认为西藏的温度增加趋势比较明显,高于全球同纬度的平均增温速率。降水量也呈增加趋势,增温与降水在空间上具有不一致性,西藏的气候将朝着暖湿化方向发展,对农业的生产形成较大的挑战。万运帆[12]运用趋势分析、相关分析和逐步回归方法分析了气候变化趋势及其对青稞产量的影响,研究认为,西藏气温呈线性增加趋势,温度(平均气温、最高温和最低温)增加特别是最低温的增加与青稞产量增加呈极显著正相关,是影响青稞产量的最重要因素;降水量也是影响青稞产量的主要因素之一,与青稞产量呈极显著正相关;空气相对湿度对青稞产量的影响不显著;日照时数与青稞产量呈负相关,但相关性不显著。格桑曲珍[13]运用线性倾向率方法分析了西藏气候变化及其对作物产量潜力的影响,研究认为1971—2010年40年间,西藏温度和降水量均表现为升高趋势,6个农业主产区平均气温升高了2.26℃,远大于全国1.1℃·100a-1的平均气温升高速度;伴随着温度的升高,青稞和小麦的光温生产潜力速度增加,气候生产潜力也随着降水量的小幅升高而有所增加。为充分运用现代科技优势,加强农业气象科研,不断提升气象服务水平。因此本研究分析2022年度西藏平均气温、降水、日照,季节气候特征及其对农业生产的影响,以期为气象防灾减灾、农业生产和旅游产业发展提供科学依据。

1 研究区域概况

西藏位于青藏高原西南部,平均海拔在4000 m以上,土地面积120.28 万km2,约占全国总面积的1/8,西藏气候环境复杂、气候类型多样、气候资源丰富、气象灾害频繁、区域气候变暖明显、生态环境独特。受高空大气环流和太阳辐射等因素影响,气候具有西北严寒干燥、东南温暖湿润的特点,并呈现出由东南向西北的带状更替。

2 资料选取与方法

本研究选用西藏38个气象观测站的年平均气温、年平均降水量、年平均日照时数与常年、上年对比分析。通过统计与分析,对西藏气候变化趋势及特点进行分析和图表制作。本研究中冬季为上一年12 月—翌年2 月,春季为3—5 月,夏季为6—8 月,秋季为9—11月。

3 结果与分析

3.1 气温

由图1 可知,2022 年西藏年平均气温5.6℃,较常年偏高0.6℃,较2021 年偏低0.2℃;其中冬季平均气温-5.1℃,较常年同期偏低1.6℃,较2021年偏低3.2℃;春季平均气温6.4℃,较常年偏高1.4℃,较2021年偏高0.9℃;夏季平均气温14.3℃,较常年同期偏高1.3℃,较2021年偏高0.6℃;秋季平均气温为6.1℃,较常年同期偏高0.5℃,较2021年偏低0.6℃。

图1 2022年西藏各季度平均气温的变化

由图2 可知,2022 年西藏平均气温5.6℃,为自1981 年以来第4 位高值;其中2022 年冬季平均气温-5.1℃,为西藏自1981年以来第4位偏低年份;2022年夏季平均气温14.3℃,为全区自1981 年以来历史同期最高。

3.2 降水

由图3可知,2022年西藏年平均降水量406.1 mm,较常年偏少63.4 mm,较2021 年偏少66.0 mm;其中冬季平均降水量20.9 mm,较常年同期偏多15.8 mm,较2021年偏多12.3 mm;春季平均降水量95.2 mm,接近常年值,较2021 年偏多12.3 mm;夏季平均降水量165.2 mm,较常年同期偏少4 成,较2021 年偏多125.6 mm;秋季平均降水量131.5 mm,较常年同期偏多5成,较2021年偏多44.9 mm。

图3 2022年西藏各季度降水量的变化

由图4 可知,2022 年西藏降水量406.1 mm,为1981年以来倒数第九位偏少值,其中2022年冬季降水量20.9 mm,为1981年以来第三偏多年份;夏季降水量165.2 mm,为1981 年以来历史同期最少;秋季降水量131.5 mm,为1981年以来历史同期最多。

图4 1981—2022年西藏年降水量的变化

3.3 日照

由图5可知,2022年西藏年平均日照时数2840.7 h,较常年偏多161.4 h,较2021年偏多66.0 h;冬季平均日照时数645.7 h,较常年偏少1.2 h,较2021年偏少59.0 h;春季平均日照时数758.7 h,较常年偏少55.8 h,较2021年偏多52.5 h;夏季平均日照时数750.3 h,较常年偏多134.9 h,较2021 年偏多113.9 h;秋季平均日照时数676.5 h,较常年偏少7.8 h,较2021年偏多29.2 h。由图6可知,2022年全区日照时数2840.7 h,为自1981年以来第1位偏多值。

图5 2022年西藏各季度日照时数的变化

图6 1981—2022年西藏年日照时数的变化

四季气候特征表明:冬季气温偏低,其他三季偏高;冬、秋两季降水偏多,夏季偏少,春季正常;夏季日照偏多,其他三季偏少。整体来看,2022 年冬季主要冬小麦区气温偏低,降水偏多,日照偏少,良好的水分条件和适宜的土壤墒情利于冬小麦安全越冬。春季大部分农区气温正常或偏高,降水除4月偏少外,其他时段降水和日照正常或偏多,土壤墒情良好,气象条件对冬小麦返青期—孕穗期、春青稞出苗期—分蘖期生长发育有利。夏季主要农区气温偏高,降水偏少,日照偏多,沿雅鲁藏布江一线低海拔农区冬小麦和春青稞处在孕穗期—成熟期;日喀则市春青稞处在分蘖期—乳熟期,保灌地土壤墒情良好,气象条件对作物生长发育不利,农田土壤蒸腾加剧,墒情下降迅速,出现高温旱情,局部出现蝗虫病虫害,生长迟缓影响农作的正常生长发育,结实和千粒重下降。秋季气温偏高,降水偏多,日照偏少,气象条件对农作物收割和打场不利,但有利于冬小麦(冬青稞)播种。2022 年降水较常年(6月7日)提前22 d,于5月16日正式进入雨季,于10月6日结束,截止时间较常年(9月30日)推迟6 d。

4 主要农作物的生育期气象条件分析

2022年西藏年平均气温较常年偏高0.6℃,为1981年以来第4位高值;2022年西藏年平均降水量为406.1 mm,为自1981年以来倒数第九位偏少值;2022年西藏年平均日照时数2840.7 h,为1981年以来第1位偏多值,突破了历史极值,降水较常年提前22 d,截止时间推迟6 d。

4.1 冬小麦(2021年10月—2022年9月)

小麦是西藏第二大粮食作物之一,具有极高的经济与食用价值,其中拉萨、山南、林芝和昌都以冬小麦为主,主要种植品种为‘山冬7号’;日喀则以春小麦为主,主要品种为‘日春13号’。西藏冬小麦于2021年9月下旬开始施肥翻地,10 月上旬灌溉,10 月中旬—下旬陆续播种完毕。于2022年8月中旬—下旬成熟收获结束,全生育期为285~310 d。

(1)播种期:根据各地市的气候条件,昌都在9 月下旬,林芝和山南在10 月中旬—下旬全面播种完毕,同一个地市高寒农区应适当早播,河谷农区可适当晚播。适播期与温度最为密切,其次是降水、品种特性及种植方式等。播种和出苗期以长根、长叶为主,头三片叶的生长主要靠胚乳中贮藏的养分。拉萨、山南气温偏高、降水偏少、日照偏多,气象条件对无灌溉条件地段的冬小麦出苗不利;林芝气温偏高、降水偏多、日照偏少,由于降水过多影响土壤质量下降,不能按时播种,对冬小麦出苗有不利影响。

(2)出苗期—分蘖期:西藏冬小麦于10月出苗,其中拉萨和山南11月上旬—下旬分蘖,林芝12月上旬分蘖,拉萨、山南和林芝气温均偏高、降水均偏少,气象条件对无灌溉条件地段冬小麦生长不利,对可灌溉地段作物生长有利。出苗的快慢与温度高低及水分条件有直接关系。幼芽出地面2 cm 左右时为出苗期,播种、出苗期以长根、长叶为主。分蘖与降水和温度的关系密切。当幼苗长出第三片真叶时开始分蘖,三叶期是麦苗营养生长的转折点,生育特点是长分蘖、完成春化。壮苗的标准为越冬前主茎达到6~7 片叶,单株茎蘖4~6个。2021年12月,拉萨、山南、林芝冬小麦处于分蘖期—越冬期,整体气温均偏高、无降水,气象条件对保灌地段冬小麦生长有利,对非灌溉地段土壤墒情较差冬作物长势较差,此时应注意防止牛羊啃食,影响翌年返青出苗率。

(3)越冬期:12 月中旬—3 月上旬,主要农区土壤墒情良好,日照充足,有利于冬作物安全越冬,但林芝中西部温度正常,降水和日照偏少,对冬小麦的越冬较为不利。小麦越冬与温度湿度的变化有着直接关系。冬前日平均气温低于0℃时,植株地上部分基本停止生长,进入越冬期。

(4)返青期:2月中旬—3月下旬基本已返青,林芝市冬小麦2 月中旬返青,平均气温0℃,与常年同期相比偏低2.4℃;降水偏多,与常年同期相比年偏多7.1倍;日照偏少,与常年同期相比偏少20.3 h,对冬小麦返青较为不利。拉萨、山南和昌都3 月上旬—中旬冬小麦陆续进入返青期,拉萨气温正常、无降水,由于保灌条件好土壤墒情较好,气象条件对冬小麦返青影响不大,山南市气温偏低、无降水、土壤墒情较好,气象条件对冬小麦返青较为不利。3月下旬全区冬小麦处于返青期,整体气温偏高、降水偏少,观测地段土壤墒情良好,日照充足,气象条件利于灌溉地段冬小麦返青—起身。冬小麦回温到平均气温3℃时,麦苗开始返青。小麦返青时温度必须稳定回升,同时需求的水分也要增加。此时需要大量水分,应加强灌溉,同时防治蚜虫、纹枯病等病虫害。

(5)起身—拔节期:3月中旬—5月上旬,其中林芝冬小麦在4 月处于起身—拔节期,拉萨市和山南市冬小麦5 月处在拔节—孕穗期,气温偏高,降水偏多,气象条件有利于冬小麦生长和形成大穗。5月林芝冬小麦进入孕穗期—开花期,气温偏高,降水偏少,观测地段土壤墒情较差,气象条件不利。冬小麦的生长起身拔节与温度和日照关系密切。拔节期以节间伸出地面1~1.5 cm,用手可以摸出为标准。拔节期为冬小麦一生中生长最重大,生长速度最快时期,此阶段需肥、需水最多,是决定穗大粒多、壮秆和苗穗数的关键时期,按实际情况进行灌溉,及时清除田间杂草。

(6)孕穗期:5月中旬—6月上旬,林芝冬小麦进入孕穗期,此时的高温、高湿天气使得作物有轻微的锈病发生,部分区域出现少量蚜虫,由于防治及时,未对作物生长造成影响;5月下旬—6月上旬,拉萨、山南冬小麦进入孕穗始期,拉萨气温正常,降水偏少,土壤墒情较差,气象条件不利于冬小麦大穗的形成;山南气温正常,降水偏多,气象条件有利于冬小麦生长发育。冬小麦的孕穗与温度、日照、水分等关系密切。冬小麦孕穗期对水分反应十分敏感,是需水的“临界期”。

(7)抽穗期—开花期:6 月上旬—下旬,拉萨和山南冬小麦处在抽穗始期—灌浆期,拉萨气温偏高,降水偏少,气象条件对冬小麦生长有利;山南气温正常,降水偏多,气象条件不利于冬小麦灌浆。林芝冬小麦进入开花期—灌浆期,气温偏高,降水正常,气象条件有利于冬小麦的生长。冬小麦的抽穗开花与光照、温度、湿度有直接关系。

(8)灌浆期—乳熟期:6月下旬—7月上旬,林芝市冬小麦处于乳熟—成熟期,气温偏高,降水偏少,日照偏多,气象条件有利于冬小麦的成熟。7 月上旬—中旬,拉萨冬小麦处于灌浆—乳熟末期,气温偏高,降水偏少,日照偏多,气象条件有利于作物乳熟。山南冬小麦处在灌浆—乳熟期,气温偏高,降水偏少,日照偏多,气象条件对冬小麦灌浆成熟有利。灌浆速度与光照、温度和湿度有直接关系,在灌浆期降水过多,遇到大风易倒伏,需及时排涝。

(9)成熟期(收割期):7月中旬—9月上旬,其中林芝7 月中旬—下旬冬小麦处于成熟期—收割期;拉萨和山南8 月上旬—中旬冬小麦处在成熟期,各地气温偏高,降水偏少,日照偏多,气象条件有利于作物成熟和收割打场。9月林芝冬小麦处于收割期,气温正常、降水偏多,日照偏少,前期气象条件对冬作物收割影响不大,后期降水偏多,增加土壤湿度,有利于秋播;拉萨和山南冬小麦处在收割打场末期,农区气温正常、降水偏多、日照大部偏少,前期气象条件有利于作物收割打场,后期降水偏多,增加土壤湿度,有利于秋耕备耕。对成熟期(收割期)影响最大的是连阴雨天、大风和冰雹,易出现冰雹天气,应提前做好人工影响防治工作。

4.2 春青稞(春小麦)(2022年4—9月)

青稞是西藏人民最喜爱的粮食,西藏青稞耕地占西藏总面积的60%以上。西藏的青稞生产,不仅直接关系到藏族人民生活水平的提高,对稳定和发展国民经济也有重要的意义。为农业气象服务是现代农牧业发展的重要内容,尤其是在气候变化的背景环境下,研究气候变化对青稞生产的影响具有重要科学意义和社会价值。

西藏青稞具有较强的耐寒、耐旱性,适应高原气候条件,全区春青稞(春小麦)主要在2022年3月中旬开始施肥翻地,3 月下旬灌溉,4月上旬—中旬陆续播种完毕,其中林芝在3月中旬播种,拉萨和山南4月上旬播种,主要品种为‘藏青2000’;日喀则在5 月上旬播种,主要品种为‘喜马拉雅22号’。播种时间随着地理位置的向西发展,播种时间逐渐变晚。至2022年8月下旬—9月中旬成熟收获结束,全生育期为155~170 d,主要种植品种为‘藏青2000’。

(1)播种期:西藏春青稞(春小麦)4月上旬-中旬陆续播种,平均气温6.0℃,与常年同期比较,雅江一线主要农区气温偏高3.0℃以上,土壤相对湿度大于50%,适合春作物的播种,由于日喀则气温偏低,春作物播种期较常年偏晚20 d左右,生长发育期较常年有所推迟。春青稞的适播期与温度最为密切,其次是降水、品种特性及种植方式。

(2)出苗期:3 月下旬—5月下旬,其中林芝3 月下旬、拉萨和山南河谷农区春青稞4 月中旬—下旬进入出苗期,气温偏高、降水正常或偏多,气象条件有利于作物生长,日喀则5 月中旬—下旬陆续出苗。春青稞出苗快慢与温度的高低及水分条件有直接关系,应及时检查田地,如发现缺苗断垄需立即工人进行补种,防止牲畜啃食踏苗。

(3)分蘖—拔节期:5 月中旬—6 月下旬,林芝、拉萨和山南河谷农区5月中旬—下旬分蘖,日喀则市6月中旬—下旬分蘖,日喀则春作物进入分蘖期—拔节期,气温偏高,降水正常,有利于作物的生长发育。分蘖与降水和温度的关系密切,主要达到蘖足、壮苗、根系发达;拔节与温度和日照关系密切,是营养生长旺盛期,需水、需肥量大。

(4)孕穗期—抽穗期:6 月上旬—7 月上旬,林芝6月上旬孕穗,7 月上旬—中旬,日喀则市春青稞、春小麦进入孕穗期,气温偏高、降水偏少,但土壤墒情良好,对作物生长影响不大。拉萨和山南春青稞处于抽穗期,气温偏高、降水偏少,不利于形成大穗。青稞孕穗与温度、日照和水分关系密切,时间较短。抽穗开花与光照、温度和湿度有直接关系,主要养根保叶,防止早衰,延长上部叶片功能,防旱、涝、病、虫等灾害,达到穗大粒饱。

(5)乳熟—蜡熟期:7 月下旬—9 月中旬,林芝、拉萨、山南河谷农区7 月下旬—8 月上旬乳熟—蜡熟期,拉萨气温偏高,降水偏少,日照偏多,山南气温偏高,降水偏少,日照偏多,气象条件有利于作物乳熟。9月上旬—中旬,日喀则市乳熟—蜡熟期,气温偏高、降水偏少,日照偏多,对春作物开花较为有利。灌浆期与温度、水分和风速的大小关系十分密切。

(6)成熟期:8月下旬—9月下旬成熟,林芝、拉萨、山南河谷农区8 月中旬成熟,拉萨气温偏高,降水、日照正常,山南市气温偏高,降水正常,日照偏多,气象条件有利于作物成熟和收割打场。日喀则9 月下旬成熟,春作物处在成熟期—收割打场阶段,气温偏高、降水正常略多,日照偏多,有利于春作物成熟和收割打场。影响最大的是连阴雨和大风,其中阴雨天气影响籽粒成熟,形成扁粒,而大风天气易出现大面积倒伏,甚至直接产量和品质。

5 农业气象灾害及其影响

2022年西藏各地极端气候事件和气象灾害频发,对农田基础设施和农牧民生产生活等造成不利影响。根据气象灾害直报信息统计,2022 年共发生灾害64次,其中强降水17次、冰雹8次、干旱3次、雷电5次、雪灾20次、低温冷害1次、大风3次、地质灾害7次,农田受灾面积482.44 hm2。

强降水:强降水共发生17 次,农田受灾面积37.92 hm2,多处房屋、水渠、防洪堤坝及路面被冲毁。

冰雹:冰雹灾害共发生8 次,农田受灾面积304.20 hm2。

干旱:干旱共发生3次,农田受灾面积43.71 hm2。

雷电:雷电灾害共发生5次,1间房屋受损,死亡牲畜9头(只/匹)。

雪灾:雪灾共发生20次,死亡牲畜574头(只/匹),58 个茶叶种植区大棚钢架受损,受灾茶树面积0.06 hm2,断枝2000株。

低温冷害:低温冷害1次,农田受灾面积6.41 hm2,直接经济损失35.2万元。

大风:大风灾害共发生3次,导致1户院墙倒塌,1户阳光棚被吹毁,1辆汽车被大风吹起的彩钢棚砸落,致使减震器漏油,车顶、引擎盖大面积剐蹭、塌陷。

地质灾害:地质灾害共发生7 次,田受灾面积0.49 hm2,损毁路基47 m。

6 结论与讨论

(1)2022 年西藏气象条件总体为气温偏高、降水偏少、日照偏多,日照时数出现历史极大值,夏季降水偏少,导致局部出现旱灾和病虫害,影响农作物正常生长,总之2022 年光温水匹配较好,主要农作物生育良好,农业生长利大于弊。

(2)2022 年西藏年平均气温5.6℃,较常年偏高0.6℃;年平均降水量406.1 mm,较常年(469.5 mm)偏少13.5%;年平均日照时数2840.7 h,较常年偏多161.4 h。其中夏季平均气温14.3℃,为1981 年以来历史同期最高;夏季降水量165.2 mm,为1981 年以来历史同期最少;秋季降水量131.5 mm,为1981 年以来历史同期最多。

(3)2022 年降水较常年6 月7 日提前22 d,全区于5月16日正式进入雨季,于10月6日结束,较常年9月30 日推迟6 d。年内多地出现强降水、冰雹、干旱、雷电、雪灾、低温冷害、大风和地质灾害,造成农田受灾面积482.44 hm2,对农牧民生产生活等造成不利影响。

(4)建议下一步继续抓好今后粮食归仓气象保障服务;要对照上级下发的相关文件精神及农业气象服务方案,梳理服务产品,加快推进农口下乡工作任务的落地落实;要认识到服务针对性和特色性的不足,尽快开展分区域、分类型的为农气象服务,为西藏农业生产和防灾减灾提供科学依据。

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