阿克苏地区气候变化对棉花生产的影响探析

摘 要 新疆阿克苏地区是我国重要的棉花生产基地，其棉花产业不仅对当地经济有重要的影响，而且在全球棉花供应链中扮演重要角色。在诸多影响因素中，气候因素对阿克苏地区棉花生产的影响较为突出，为提高棉花产量与品质，助力阿克苏地区棉花产业实现更好发展，聚焦当地棉花生产与气候变化的交互作用，分析气候变化对不同播期棉花物候期、籽棉产量和水分生产力的影响，并据此提出加强棉花对气候变化适应性的策略，包括加强水资源管理、改良棉花品种、优化农业实践、落实政策及经济激励措施等。

关键词 气候变化；棉花生产；新疆阿克苏地区

中图分类号：S162 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.043

在当今全球气候异常变化的背景下，新疆阿克苏地区棉花生产面临重大挑战，温度上升、降水模式改变、极端天气事件增加等给当地棉花生产带来诸多不确定性，直接影响棉花的生长周期、产量及品质，进而影响农民收入和地区经济稳定。深入研究棉花生产与气候变化的交互作用，不仅有利于理解和应对气候变化带来的挑战，还能指导阿克苏地区制订适应性管理措施，从而提高棉花生产的可持续性。

1 气候特征与棉花生产现状

1.1 气候特征

阿克苏地区位于我国西部的塔里木盆地南缘，属于温带干旱气候，气候特征明显，主要表现为以下4点。1）干燥少雨且蒸发量大。阿克苏地区全年平均降水量极低，在150～300 mm，而蒸发量却在2 000 mm以上，这种大量蒸发与极少降水的状况造就了其干旱的气候特点。2）日照充足。阿克苏地区一年中有充足的阳光，为棉花的生长提供了良好的光照条件。3）温差大，夏季炎热，最高温度在40 ℃以上，冬季寒冷，最低温度可下降为-20 ℃左右。尽管较大的温差有利于棉花的光合作用和糖分的积累，但极端的气候条件也对棉花的生长提出了挑战，如高温和干旱可能限制棉花的生长期和产量。4）风力资源丰富，春季常有强风，这对棉花播种和其幼苗生长有一定的不利影响。

1.2 棉花生产现状

近年来，阿克苏地区棉花种植面积稳步增长，产量也逐年提升（见表1），棉花产业已成为推动当地经济发展的重要支柱产业之一[1]。地方政府和农业部门积极采取措施，如引进优良棉花品种、改进农业技术和管理方法、提高灌溉效率等，以提升棉花生产的整体水平和可持续性。此外，通过加强对棉农的培训和支持，当地棉花种植效率和质量管理水平得到显著提升，进一步提升了棉花的产量和品质。但是需要承认，阿克苏地区棉花生产面临气候变化的挑战，包括水资源紧缺、高温和干旱加剧等，这些因素会对棉花生产造成不利影响。因此，持续关注气候变化对棉花生产的影响，并采取适应性措施，对于保障阿克苏地区棉花产业的可持续发展具有重要意义。

2 棉花生产与气候变化的交互作用

2.1 棉花物候期与气候变化

物候期指的是植物生长发育的关键时期，如发芽、开花、结果等。阿克苏地区作为我国重要的棉花生产基地，近年来面临显著的气候变化，包括平均温度上升、降水量减少及极端天气事件增加等[2]。这些变化直接影响了棉花的物候期，进而影响了棉花的产量和品质。以2023年为例，阿克苏地区春季平均温度比过去10年的平均温度高出2 ℃，导致棉花发芽期比历年提前7 d，发芽率达到95%，较历史平均发芽率提高了5%。同时，由于春末降水量比平均值低20%，棉花在开花期遭遇了水分胁迫，开花时间延后了3 d，影响了花铃的正常发育，整体开花率下降了10%；夏季，高温日数比往年多出15 d，最高温度达到42 ℃，高温日数的增加，使棉花的成熟期提前了5 d，导致约15%的花铃提前开放，影响产量和品质。一名阿克苏地区的棉农通过将播种时间提前10 d，尝试缓解气候变化对棉花物候期的影响。这一调整使得棉花能够在相对温和的气候条件下完成生长的大部分关键阶段，减少了高温和干旱对棉花生长的不利影响。

阿克苏地区的实际情况表明，气候变化对棉花的物候期有着显著影响，通过采取适应性管理措施，如调整播种时间，可以在一定程度上缓解这些问题。为了提高棉花生产的适应性和可持续性，需要开展更多的研究和实践，以优化棉花生产管理策略，应对气候变化带来的挑战。

2.2 籽棉产量与气候变化

气候变化对阿克苏地区籽棉产量的影响具有复杂性和直接性。随着全球气温的升高和降水模式的变化，这一地区的棉花生产面临前所未有的挑战。温度的升高可以在初期促进棉花的生长，但过高的温度会对棉花的生理过程产生负面影响，从而影响最终的籽棉产量。降水量的减少和降水事件的不规律，会直接限制棉花的水分供应，影响棉花的正常生长和产量。

阿克苏地区近年来观测到平均温度上升的趋势，特别是在棉花生长的关键期，如授粉期，高温现象越来越频繁。虽然温度上升会加快棉花的生长速度，但当温度超过棉花的最佳生长温度阈值（大约35 ℃）时，就会抑制棉花的授粉过程，并导致花铃提前开放或不正常发育。这不仅减少了可收获的籽棉数量，而且降低了棉花的整体品质。

降水量的不稳定和不均匀分布是气候变化的另一个显著特点。在阿克苏地区，2021年的降水量比平均水平减少了30%，并且降水主要集中在非生长季节，这会直接限制棉花的水分供应，特别是在关键的生长阶段。棉花是一种对水分需求较高的作物，缺水条件会导致棉花生长受阻，影响棉花的正常发育。干旱条件下，棉花的根系无法深入土壤获取水分，导致棉花植株生长不良，进而影响籽棉产量。

2.3 棉花水分生产力与气候变化

棉花的水分生产力，定义为单位水分所产出的棉花量，是衡量棉花对水资源利用效率的关键指标[3]。在阿克苏地区，气候变化对棉花的水分生产力造成的影响尤为显著，主要通过两个途径体现：1）随着气候变暖和干旱条件的加剧，棉花的需水量增加；2）温度升高导致棉花的蒸腾作用加强，进而降低水分利用效率。

增温和干旱条件下棉花的需水量增加，这对水资源紧缺的阿克苏地区来说是一个巨大的挑战。例如，2022年，阿克苏地区平均气温比往年增加了3 ℃，导致棉花需水量比历年增加了20%。然而，同年降水量比平均年份减少了30%，使得灌溉水源更加紧张。这种情况下，棉花无法获得足够的水分供应，导致其生长受阻。

温度升高导致棉花的蒸腾作用加强，水分利用效率降低。随着气温的上升，棉花为了维持正常的生命活动，需要通过蒸腾作用散发更多的水分，这导致生产等量棉花需要的水量显著增加。对于水资源本就身份紧缺的阿克苏地区而言，这无疑加剧了水资源的压力，降低了棉花的水分生产力。

为应对气候变化对棉花水分生产力的影响，采取适应性措施至关重要。这包括改进灌溉技术，如采用滴灌和喷灌等节水灌溉方法，以提高水分利用效率；引进和培育耐旱、耐高温的棉花品种，减少气候变化对棉花生产的负面影响；通过调整种植策略和灌溉管理，优化水资源分配，保证棉花在关键生长期获得足够的水分，以提高棉花的水分生产力和确保产量。

3 存在的问题

3.1 水资源利用效率低下

阿克苏地区棉花种植大多采用传统方式进行灌溉，然而传统的灌溉方法如漫灌等缺乏对水量的精确控制，导致大量水资源被浪费，特别是在干旱或水资源稀缺地区，这一问题尤为突出。此外，由于缺乏有效的水资源管理策略和技术支持，农民无法根据作物生长阶段和气候条件调整灌溉量，进一mAZsw3DJyQHXEqXsls46Hs0epUfTxYlGwfw8SiTqO3k=步降低了水资源利用效率。这不仅增加了农业生产成本，也加剧了水资源紧张的状况，影响了农业的可持续发展。

3.2 棉花品种对气候变化的适应性不足

随着全球气候变暖，极端气候事件频发，如干旱、洪水、高温等，严重影响了棉花的生长周期和产量。阿克苏地区现有的棉花品种多针对特定的生长条件培育，对气候波动的敏感性高，缺乏足够的抗逆性，使得在气候变化的条件下，棉花生产面临更大的不确定性和挑战。这不仅影响了农民的收益，也威胁到棉花产业的稳定性。

3.3 农业管理策略和实践方法落后

许多农户仍然依赖传统的耕作方式和农业实践，这些方法往往无法有效应对气候变化带来的不确定性，如不规律的降水模式、温度波动等。此外，很多农户缺乏对现代农业技术的了解和应用，如作物轮作、土壤管理、病虫害综合防治等，进一步限制了棉花产量的提升和生产的可持续性[4]。这些落后的管理策略和实践方法不仅影响了棉花的产量和品质，也增加了农业生产的资源消耗和环境压力。

3.4 缺乏足够的政策支持和经济激励

尽管政府已经认识到气候变化对农业生产的影响，以及适应措施的重要性，但相关政策的制定和执行仍存在不足，特别是在为农户提供必要的财政补助、技术培训和市场信息方面。现有的经济激励措施往往无法覆盖所有需要支持的领域，加上激励力度不足，导致农户缺乏足够的动力采取新的农业技术和管理策略。政策和经济支持的不足，限制了棉花生产适应气候变化的能力，影响了农业的可持续发展。

4 建议措施

4.1 加强水资源管理，改进灌溉技术

面对日益紧张的水资源和不断变化的气候条件，为了提高阿克苏地区棉花生产的可持续性，首要措施是改进灌溉技术和加强水资源管理。1）推广应用节水灌溉技术如滴灌、喷灌等，提高水资源利用效率，减少水分蒸发损失，保证棉花在关键生长期获得充足的水分。2）实施水资源综合管理策略，如建立和完善水资源调配和储备系统，利用水价政策和补贴政策引导农户合理使用水资源，推广水资源回收和再利用技术，以使棉花生长适应气候变化，保障棉花生产水资源可持续利用。

4.2 改良棉花品种，推行适应性种植

除了优化水资源管理，阿克苏地区棉花生产还应改良棉花品种和推行适应性种植。通过育种技术，开发和推广具有耐旱、耐热、耐盐碱等特性的棉花新品种，更好地适应气候变化带来的极端天气条件，从而提高棉花生产的稳定性和产量。还可通过实施精准农业技术，如基于土壤和气候条件的种植指导，以及采用科学的田间管理措施，进一步提升棉花的适应能力和生产效率。

4.3 组织农业实践，调整管理策略

通过监测土壤温度和关注气候预报，科学确定最佳播种时间，可以促进棉花幼苗健康生长，避免低温或高温对幼苗的不利影响。同时，为有效应对气候变化，需要强化病虫害管理。这是因为气候变暖可能导致病虫害种类和数量变化，增加棉花生产的风险。对此，可采用综合病虫害管理策略，如轮作、使用抗病虫害品种、生物防治及适时采用化学防治措施，有效减少病虫害对棉花生长的影响，保护棉花生产免受损失。

4.4 落实政策和经济激励

政府和相关机构需要落实支持性政策和经济激励措施，包括提供财政补贴和技术支持，鼓励农户采用节水灌溉技术、改良棉花品种和实施适应性管理措施。例如，提供购买滴灌设备的补贴、提供资金支持抗旱耐热棉花种子的研发和推广、支持农业保险等，减轻气候变化带来的生产风险[5]。政策还应包括对农户进行相关知识的培训，提高农户对气候变化及其影响的认识，使其能更好地应对气候变化带来的影响。

5 结语

阿克苏地区棉花生产面临气候异常变化的严峻挑战，通过深入分析气候变化对棉花生长周期、产量及水分生产力的影响，研究提出了一系列适应措施，包括加强水资源管理、改良棉花品种、优化农业实践、实施政策及经济激励等，对于提高棉花的适应性和抗逆性、保证产量和品质具有积极意义，可促进阿克苏地区棉花生产实现可持续发展。未来，需要加强新灌溉技术和新品种的推广，以适应干旱高温，实现棉花产业的可持续发展。

参考文献：

[1] 王灵猛.气候变化对新疆棉花生产的影响及其适应措施[D].杨凌：西北农林科技大学，2021.

[2] 陈金梅，沈建知，王剑峰.气候变化对新疆乌苏市棉花生产的影响及应对措施[J].中国棉花，2009，36（6）：31.

[3] 李富进.谈新疆地区棉花生产中气候变化的影响[J].农业与技术，2013，33（4）：173-174.

[4] 叶凡恺.基于DSSAT模型的未来气候变化对南疆棉花生产的影响研究[D].阿拉尔：塔里木大学，2023.

[5] 余茜.农业社会化服务、土地转入与农业生产效应：来自四川水稻种植户的证据[D].雅安：四川农业大学，2022.

（责任编辑：刘宁宁）