对气候生产力的影响

七、对气候生产力的影响

影响作物产量的因素很多,包括气候、土壤、品种、作物群体结构、栽培技术水平等。假设其他因子处于最佳状态,单位时间、单位面积由气候因素所决定的作物产量称为气候生产力。在用数学公式计算气候生产力(TSPV)时,即用实际蒸散估计作物产量,年平均蒸散量用Ture公式求得。

1997年—2018年,中卫地区平均气候生产力比1959年—1996年平均气候生产力减少11.3千克/平方米·年。各地变化为沙坡头区增加2.0%,中宁县减少3.1%,海原县增加2.8%,兴仁镇减少5.4%。

图3-62 中卫市气候生产力年际变化

1.气温对气候生产力的影响

假定降水不变(保持60年来平均水平),气温变化对气候生产力的影响随气温升降幅度的增大而增大,并且气候生产力变化趋势与气温呈正相关,对山区的影响程度大于灌区。

图3-63 气温变化对气候生产力的影响

2.降水对气候生产力的影响

假定温度不变(保持60年以来平均水平),降水对气候生产力的影响随降水增减幅度的增大而增大,并且气候生产力变化趋势与降水呈正相关,对灌区的影响程度大于山区。降水量变化对气候生产力的影响大于温度变化对气候生产力的影响。

图3-64 降水变化对气候生产力的影响

3.温度和降水对作物气候生产力的综合影响

前述分析温度、降水在有一项不变的特定情况下,另一项变化对气候生产力的影响,事实上气温和降水经常同时发生变化,并形成不同的气候类型。为此而定义了暖湿型、暖干型、冷湿型、冷干型四种气候类型。

暖湿型:年平均气温升高1℃以上,年降水量增加10%以上(△T=1℃,△R=10%)。

暖干型:年平均气温升高1℃以上,年降水量减少10%以下(△T=1℃,△R=-10%)。

冷湿型:年平均气温降低1℃以下,年降水量增加10%以上(△T=-1℃,△R=10%)。

冷干型:年平均气温降低1℃以下,年降水量减少10%以下(△T=-1℃,△R=-10%)。

Pv(%):表示气候生产力的变化。

表3-37 气候变化对各县(区)气候生产力的综合影响Pv 单位:%

表3-38 气候变化对气候生产力的综合影响 单位:%

暖湿型气候对气候生产力影响。在暖湿型气候背景下,气候生产力变化均呈增加趋势,中卫地区平均气候生产力增加9.0%。各地变化幅度为8.0%—9.8%。其中海原县变化最小,为8.0%;沙坡头区变化最大,为9.8%。说明暖湿型气候对植物干物质积累有利。

暖干型气候对气候生产力影响。在暖干型气候背景下,中卫地区平均气候生产力减小6.9%。各地均呈减少趋势,变化范围为-8.6%—-4.1%。减少幅度最大的沙坡头区达-8.6%,海原县最小,为-4.1%。

冷湿型气候对气候生产力的影响。在冷湿型气候背景下,全市平均气候生产力增加5.7%。各地均呈增加趋势,变化范围为2.5%—7.7%。沙坡头区增加幅度最大,达7.7%;海原县增加幅度最小,为2.5%。

冷干型气候对气候生产力的影响。在冷干型气候背景下,气候生产力均呈减少趋势,全市平均气候生产力减少9.2%。各地变化幅度为-10.0%—-8.1%,其中海原县变化幅度最小,为-8.1%,沙坡头区变化幅度最大,为-10.0%。

4.年降水量与气候生产力的关系

1959年—2018年,全市气候生产力呈现弱的增加趋势,主要是由于气温呈显著增加趋势所致,气候变化对作物气候生产力影响显著,年代际气候生产力的变化同降水变化一致,为减少—增加—减少—增加的特点,即呈现“W”形波动趋势。由于表征气候年代变化的主要因子是气温和降水,不同年代、不同的温湿组合情况下,气候生产力的变化明显不同。20世纪六七十年代属于冷湿气侯,随降水量的增加,气候生产力比常年偏高1.8%—2.3%;20世纪80年代为冷干气候,随着降水量的减少,气候生产力急剧减少,比常年偏少11.8%;20世纪90年代为温湿气候,气候生产力有所回升,比常年偏高2.2%;进入21世纪,前10年属于温干气候,气候生产力比常年偏低8.4%;2010年—2018年属于暖湿气候,随气温和降水的增加,气候生产力也随之回升,比常年偏高6.4%。这种冷湿—冷干—温湿—温干—暖湿的气候变化,根据气温、降水、气候生产力三者的距平百分率变化分析可知,在气温变化不大的情况下,随降水的增减,气候生产力也随之剧烈变动。但通过比较变化幅度可知,降水对气候生产力的影响明显大于气温。

图3-65 气温降水与气候生产力的年代际变化

纵观上述年代气候生产力的变化规律,距平百分率表现出正负交替出现的特征,而2010年—2018年的正距平显然与全球气候变暖导致的气温升高、降水增加密切相关。可见气候变暖在一定程度上有利于气候生产力的提高,但长期的变化会改变农作物的熟制、布局等,使农业生产的不稳定性增加。

暖湿型和冷湿型气候对中卫地区十分有利,平均增产幅度分别为8.0%—9.8%、2.5%—7.7%;冷干型、暖干型气候对中卫地区十分不利,减产幅度为-10.0%—-8.1%、-8.6%—-4.1%。降水对气候生产力的影响远大于温度对气候生产力的影响,说明水分问题是制约中卫市农业高产稳产的主要因素。