宜都市近30年气候变化特征及对农业生产的影响

2024-07-06李春黎车灵毓罗军红王文雁

人民长江 2024年13期

李春黎车灵毓罗军红王文雁

摘要：为了探究宜都市近年来的气候变化特征，从而科学应对气候变化、指导农业生产，采用线性趋势分析、气候倾向率等方法对1993～2022年宜都站降水量、平均气温和日照的年、月统计值进行了分析。结果表明：宜都市近30 a平均气温为17.4 ℃，年气温整体以0.204 ℃/10 a的速率呈现出上升的趋势，气候变暖，发生低温冷害减产的几率减少，但是蒸发加大，土壤失墒增多，发生干旱机会增多，会造成病虫害的发育速度加快；宜都市近30 a年平均降水量为1 271.0 mm，年降水量整体以12.953 mm/10 a的速率呈现出波动上升趋势，降水量年际起伏变化较大，易发生旱涝灾害；近30 a来宜都市平均日照时数为1 591.1 h，日照时数以-16.385 h/10 a的速率呈显著下降趋势，日照时数减少会造成农作物光合作用减弱，作物生长发育缓慢，成熟期推迟，严重时影响作物生长发育进程和品质产量。研究成果可为宜都市充分利用气候资源、合理安排农业生产提供理论依据。

关键词：气候变化特征；降水量；气温；日照；气候倾向率；农业生产；宜都市

中图法分类号： P423;S162

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.005

0引言

近年来，全球气候发生变化，极端天气频发，给农业生产带来不利影响［1-2］。全球气候变化引起降水量、地表温度和日照等气象要素发生不同程度的变化，并对农作物种植类型及其生产管理方式产生较大影响［3-4］。近年来气温呈现显著上升趋势［5-6］，极端高温（低温）事件的指数呈上升（下降）趋势［7］，高温和复合极端事件将变得更为极端［8-9］。近20 a来长江流域区域性高温和干旱事件也有显著增多、增强以及同时发生的趋势［10］。气候变化加剧了农业病虫害的发生和流行，从而加大了对农业经济的影响，同时还影响了中国农业种植制度［11］。研究区域气候变化规律，掌握当地气候资源变化情况，对进一步做好为农气象服务、提高农作物适应气候变化的能力、保障国家粮食安全具有重要意义［12-14］。武芳等［14］认为 1955～2001年安徽省大别山区旱灾发生频率显著升高，对当地粮油作物生产产生负面影响。许多学者研究气候变化特征后认为，气候显著变暖、降水量年际间大幅波动以及日照时数明显下降影响了水热资源平衡，对各类农作物正常生长发育以及作物病虫害发生产生很大影响［15-17］。

宜都市位于鄂西南长江中游南岸，地处江汉平原向鄂西南山地过渡地带，属亚热带季风气候，冬冷夏热，四季分明，雨热同期，气候条件有利于农业生产［18］。在全球气候变暖的大背景下，宜都市也出现暖化现象，导致阶段性干旱概率增加，对农业生产产生不利影响，但目前对宜都市气候变化特征及其对农业生产的影响研究较少。本文主要分析1993～2022年宜都市气温、降水以及日照变化特征，探讨宜都市气候变化对农业生产的影响，从而科学应对气候变化，趋利避害，为宜都市充分利用农业气候资源，合理安排农业生产提供理论依据。

1资料与方法

本文选取宜都国家气象观测站近30 a（1993～2022年）降水量、平均气温和日照的年、月统计值，采用线性趋势分析、气候倾向率等方法对宜都市气候变化特征展开分析，并探讨了其对农业生产的影响。

本次研究将四季划分为：春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）和冬季（12月至次年2月）。

2宜都市气候特征分析

2.1气温变化特征

从图1可以看出，宜都市近30 a平均气温整体呈上升变化趋势，气候倾向率为0.204 ℃/10 a，表明增温趋势较显著，高于过寒超等［19］研究得到的宜昌市平均增温速率（0.125 ℃/10 a）。宜都市近30 a来平均气温为17.4 ℃，年平均最高值为18.4 ℃，出现在2013年，年平均气温最低值为16.3 ℃，出现在1993年，最高值与最低值相差2.1 ℃。总的来说，宜都市气候持续变暖的趋势可能会引发一些极端灾害性天气，给当地农业生产造成一定的影响。

分析1993～2022年宜都市四季气温变化统计数据可知（表1），宜都市四季平均气温均呈上升趋势，这与赵秀兰［20］研究结果一致，但四季增温速率有所差异。春、夏、秋、冬季平均气温分别为17.4，27.4，183，6.5 ℃，气候倾向率分别为0.286，0.241，0.209，0.098 ℃/10 a，增温幅度最大的为春季，其次为夏季，最小的为冬季。通过对上述分析可知，宜都市气温的增暖趋势是春、夏、秋、冬四季温度变化共同引起的。

分析1993～2022年宜都市月平均气温变化情况可知，在近30 a中，宜都市平均气温均在零摄氏度以上，气温逐月变化呈现两端低中间高，平均气温最低为5.0 ℃，出现在1月；平均气温最高为28.3 ℃，出现在7月。

2.2降水量变化特征

1993～2022年宜都市降水量年际变化趋势如图2所示，宜都市近30 a年平均降水量为1 271.0 mm，年降水量的趋势方程为y=1.295 3x+1 250.9（其中，x表示年份，y表示年降水量），年降水量整体以12.953 mm/10 a的速率呈现出波动上升趋势。其中年降水量最大值为1 751.8 mm，出现在2002年；年降水量最小值为873.5 mm，发生在2019年，较年降水量最大值少了一半，说明宜都市降水量年际起伏变化较大，易发生旱涝灾害。

分析1993～2022年宜都市月平均降水量变化情况可知，宜都市一年中每月均会出现明显的降水天气，其中主要降水时段为5～8月，该时段的平均降水量为669.7 mm，占全年平均降水量的52.69%，月降水量最大值为205.1 mm，出现在7月，与月平均气温最大值出现月份相同。按照四季划分来看，夏季降水量占全年降水量的比例最大，为42.25%，其次是春季，为2012%，再次是秋季，为19.65%，最后是冬季，为831%。

2.3日照时数变化特征

从图3可以看出，近30 a来宜都市日照时数呈下降的变化趋势，气候倾向率为-16.385 h/10 a，下降较为显著，这与张祖潜等［21］研究结果一致。30 a来宜都市平均日照时数为1 591.1 h，年日照时数的最大值为1 950.1 h，出现于2013年，最小值为1 193.4 h，出现在1994年，最大值与最小值间相差756.7 h。

分析1993～2022年宜都市月日照时数变化情况可知，1～8月日照时数逐渐增加，9～12月逐渐减少，日照时数较多月份为7月和8月，较少月份为12月和1～2月。这说明，7月和8月正值夏季，在副热带高压的控制下，晴朗少云，阳光充沛，日照时数相对较多，而从9月开始，逐渐进入秋冬季，北方冷空气开始南下，降水日数及阴天日数增多，日照时数逐渐减少。

3气候变化对农业生产的影响

宜都市近30 a平均气温为17.4 ℃，年气温整体以0.204 ℃/10 a的速率呈现出上升的趋势，夏季平均气温最高为28.3 ℃，冬季平均气温最低为5.0 ℃，四季气候分明。总的来说，气温升高，导致气候变暖，发生低温冷害减产的几率明显减少，有利于促进农作物高产、稳产。但是，气温升高使蒸发加大，土壤失墒增多，发生干旱机会也增多［22］；同时气温升高也会加快病虫害的发育速度。从季节上看，春季气温回升快，对农业生产和农田土壤保墒增墒有利，但需要注意因阶段性少雨而导致的春旱发生；夏季气温高且降水量丰富，要注意应对高湿高温的环境而导致的田间积水、病虫害滋生等不利危害，及时清沟排水、加强田间管理；秋季的降水量和温度适宜，对玉米、水稻、黄豆等作物的后期干物质积累、收获、晾晒提供了有利条件；冬季平均气温均在零摄氏度以上，极大提高了越冬害虫和病菌的存活率，需注意气温回暖后的病虫防治。

近30 a来，宜都市年降水量以12.953 mm/10 a的速率呈现出上升趋势，年降水量最大值为1 751.8 mm，最小值为873.5 mm，年际起伏变化较大，易发生旱涝灾害。内涝灾害方面：把年降水量超过正常年份2成以上定为偏涝年份，宜都市近30 a偏涝年份有1996，2000，2002，2016，2020年，共5 a。旱灾方面：把年降水量少于正常年份2成以上定为干旱年份，宜都市近30 a干旱年份有2001，2006，2019年，共3 a，旱涝灾害发生年大田作物减产。从季节上看，每月均会出现明显的降水天气，其中5～8月为降水量较多月份，占全年平均降水量的52.69%，夏季降水量占据4225%，降水量年内分布差异较大，加之境内地形地貌复杂，会导致暴雨洪涝灾害，不利于农业稳定生产。

近30 a来宜都市日照时数以-16.385 h/10 a的速率呈显著下降趋势，农业生产实质就是绿色植物利用光能进行光合作用，在一定的温度、水分、土壤等条件的配合下将太阳能转化为可食用、富有营养的物质的过程，所以日照时数减少会造成农作物光合作用减弱，使作物生长发育减缓，成熟期推迟，严重时会影响作物生长发育进程和品质产量。

4结论

（1）宜都市近30 a平均气温和年降水量分别以0.204 ℃/10 a、12.953 mm/10 a的速率呈现出上升的趋势，日照时数以-16.385 h/10 a的速率呈显著下降趋势。

（2）气温升高，发生低温冷害减产的几率减少，有利于促进农作物高产、稳产。但是，气温升高使蒸发加大，土壤失墒增多，发生干旱机会增多，同时气温升高也会加快病虫害的发育速度。降水量年内分布差异较大，易发生旱涝灾害，不利于农业稳产。日照时数减少会造成农作物生长发育减缓，成熟期推迟，严重时影响作物生长发育进程和品质产量。

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