專家顧問:

國家氣象中心生態(tài)和農(nóng)業(yè)氣象室高級工程師?張蕾

當(dāng)下,,全球氣候變暖深刻影響著我國農(nóng)林生態(tài),,在“溫水雙增”趨勢下,,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面出現(xiàn)較明顯的“種植帶北移”現(xiàn)象,。今年中央一號文件提出,,要研究開展新一輪農(nóng)業(yè)氣候資源普查和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作,,這對于進(jìn)一步摸清我國農(nóng)業(yè)自然資源家底和變化規(guī)律,因地制宜調(diào)整農(nóng)作制度和種養(yǎng)布局,,形成糧食安全形勢持續(xù)向好新局面,,具有重大意義,。

開展農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作有何特殊意義,?我國農(nóng)業(yè)氣候資源有哪些特點(diǎn)?近年來發(fā)生了哪些時空變化,?新形勢下,,該如何做好農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作,?本期科普看臺與您一同探詢。

什么是農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,?根據(jù)農(nóng)業(yè)氣候條件地區(qū)差異進(jìn)行區(qū)域劃分

近年來,,氣候變暖對世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全產(chǎn)生的影響日益顯現(xiàn),,極端氣候事件的增多更是加劇了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的波動性,,甚至帶來嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)災(zāi)害,。我國農(nóng)業(yè)氣候資源類型多樣,,在數(shù)量、質(zhì)量及組合特征上有很大的地域差異,;在時間上又有明顯的季節(jié)和年際變化,。在氣候變暖的影響下,,我國水汽資源的空間分布格局,、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、農(nóng)作物產(chǎn)量,、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害等也發(fā)生了新變化。因此,,開展農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,,摸清我國農(nóng)業(yè)氣候資源家底和變化規(guī)律,,確定各地合理開發(fā)利用農(nóng)業(yè)氣候資源的途徑,,對于調(diào)整我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)布局生產(chǎn)和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平具有重要意義,。

農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要出發(fā),根據(jù)農(nóng)業(yè)氣候條件的地區(qū)差異進(jìn)行的區(qū)域劃分,。一般是在分析地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候條件的基礎(chǔ)上,采用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義的氣候指標(biāo),遵循農(nóng)業(yè)氣候相似原則,,將一個地區(qū)劃分為若干個農(nóng)業(yè)氣候區(qū)域。其任務(wù)在于揭示農(nóng)業(yè)氣候的區(qū)域差異,,分區(qū)闡述光,、熱、水等農(nóng)業(yè)氣候資源和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害,。總的來說,,農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃包含綜合農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃、農(nóng)林作物氣候區(qū)劃,、種植制度氣候區(qū)劃,、畜牧業(yè)氣候區(qū)劃以及相應(yīng)的光,、熱,、水資源區(qū)劃等,再細(xì)分可分為具體農(nóng)業(yè)對象類別的區(qū)劃,,如小麥氣候區(qū)劃等,。

那么,農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃與氣候區(qū)劃到底有何不同呢,?專家表示,,其實(shí)二者既有共同之處,,也有明顯差異。其共同之處在于二者都以氣候因子為指標(biāo),,根據(jù)氣候的相似性,,將大區(qū)域劃分為若干個差異明顯的小區(qū)域,。而不同在于氣候區(qū)劃往往考慮氣候因子較多,,并結(jié)合氣候形成來劃分,;而農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃側(cè)重考慮對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)或某一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有重要意義的農(nóng)業(yè)氣候因子,,其指標(biāo)的選擇是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)作物生長發(fā)育對氣候條件的定量要求確定,。因此,,農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣候關(guān)系的專業(yè)性氣候區(qū)劃,,針對性較強(qiáng),。

繪制一幅精細(xì)的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃圖,,形成與不同類別作物生長相適應(yīng)的精細(xì)化氣候資源分類,能夠?yàn)楦骷壵诸愔笇?dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),、種植制度調(diào)整,、推進(jìn)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、制定農(nóng)業(yè)政策等提供決策支持,,使氣候條件成為發(fā)展農(nóng)業(yè)的有利資源。不僅如此,,還對各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理發(fā)揮區(qū)域氣候優(yōu)勢,、有效防御氣象災(zāi)害,、減輕氣候?yàn)?zāi)害損失,、獲得高額穩(wěn)定的收成,、實(shí)施可持續(xù)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略,、提高氣候資源整體效益等具有重要意義,。(王婉)

農(nóng)業(yè)氣候資源分布如何,?光熱水資源狀況決定氣候生產(chǎn)潛力高低

農(nóng)業(yè)氣候資源,,顧名思義,,是指一個地區(qū)的氣候條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的潛在能力,,主要包括光資源,、熱量資源、水資源等,。-1

我國幅員遼闊,地形復(fù)雜,,氣候迥異,了解農(nóng)業(yè)氣候資源的特點(diǎn)以及在氣候變化背景下農(nóng)業(yè)氣候資源的變化,,對于發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè),,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平具有重要意義,,同時也為各級政府和農(nóng)業(yè)部門制定農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和布局,、指揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等提供科學(xué)依據(jù),。

總體特點(diǎn)——類型多樣、區(qū)域差異明顯、受氣象災(zāi)害影響大

我國南北跨越緯度49度,,東西相隔經(jīng)度60度,,境內(nèi)平原,、丘陵、山區(qū),、高原交錯,。由于太陽輻射,、下墊面和大氣環(huán)流不同,各地光照,、溫度、降水分布千差萬別,,形成了冷熱,、干濕,、陰晴等不同氣候類型的復(fù)雜組合。在氣候,、土壤,、生物等多種因素的共同作用下,我國農(nóng)業(yè)氣候資源類型多樣,、區(qū)域差異明顯,。

根據(jù)地理,、植被、土壤,、氣候等自然條件的差異,,我國總體上可以分為東部季風(fēng)區(qū),、西北干旱區(qū)和青藏高寒區(qū)等三大區(qū)域,光,、熱,、水資源狀況和氣候生產(chǎn)潛力高低差異十分突出。

其中,,東部季風(fēng)區(qū)氣候資源分布以緯向?yàn)橹?,農(nóng)業(yè)氣候資源整體配置較好,是我國主要農(nóng)業(yè)區(qū),,以糧食生產(chǎn)為主,,實(shí)現(xiàn)了農(nóng),、林、牧,、漁業(yè)綜合發(fā)展,;西北干旱區(qū)氣候資源經(jīng)向分布顯著,太陽輻射能資源豐富,,冬季嚴(yán)寒漫長,,夏季熱量條件好,以牧業(yè)為主,,東部有少量旱作農(nóng)業(yè),,內(nèi)陸有灌溉綠洲農(nóng)業(yè),;青藏高寒區(qū)太陽輻射能資源豐富,,但溫度過低,,熱量資源不足,,水資源由藏東南向藏西北逐漸減少,以牧業(yè)為主,溝谷及低海拔地區(qū)有部分農(nóng)業(yè),。

盡管我國農(nóng)業(yè)氣候資源類型多樣,,但在不同區(qū)域,,氣象災(zāi)害頻發(fā),,限制了農(nóng)業(yè)氣候資源優(yōu)勢的發(fā)揮和利用,。在諸多氣象災(zāi)害中,,對我國農(nóng)業(yè)影響最大的是干旱,、洪澇和高低溫災(zāi)害,主要影響區(qū)域?yàn)辄S淮海和長江中下游地區(qū),,其次是東北,、西南、中南和西北地區(qū),。

這其中,,黃淮海地區(qū)光熱資源豐富,,光,、熱,、水,、土壤條件配合較好,但降水年際變化大,,旱澇災(zāi)害頻發(fā),,對提高冬小麥生產(chǎn)力和擴(kuò)大復(fù)種面積極為不利;長江中下游地區(qū)熱量資源豐富,,雨熱同季時間長,,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越,但春季低溫陰雨,、盛夏高溫伏旱和暴雨洪澇,、秋季寒露風(fēng)等災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生,從而影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的發(fā)揮,。

時空變化特征明顯——?dú)夂蜃兓蛩夭豢珊鲆?/span>

一項(xiàng)關(guān)于我國近30年農(nóng)業(yè)氣候資源時空變化特征的研究顯示——華南,、西南、東北,、西北干旱區(qū)年均氣溫總體呈升高趨勢,。

與1961年至1980年相比,1981年至2007年我國年均氣溫增加0.6℃,,喜涼作物生長期內(nèi)大于等于0℃積溫和喜溫作物生長期內(nèi)大于等于10℃積溫分別平均增加123.3℃·d和125.9℃·d,;大于等于10℃積溫增幅最大的是華南地區(qū),全年,、喜涼和喜溫作物生長期內(nèi)日照時數(shù)分別減少125.7小時,、32.2小時和53.6小時。

近幾十年來,,我國農(nóng)業(yè)氣候資源時空變化特征具體表現(xiàn)為,,熱量資源隨時間呈現(xiàn)顯著上升趨勢,,空間分布上由東南向東北、西北逐漸減少,,其中無霜期由東南向西北逐漸縮短,;東北、中南大部,、西北局部地區(qū)水資源呈減少趨勢,,其中降水量由東南沿海向西北內(nèi)陸逐漸減少,參考作物蒸散量呈現(xiàn)南部及西北內(nèi)陸偏多趨勢,,水資源從東南向西北總體呈現(xiàn)由盈余到虧缺的分布規(guī)律,;光能資源呈現(xiàn)出由西南中部向四周逐漸增加的趨勢,且向西北內(nèi)陸地區(qū)增加尤為明顯,。

值得關(guān)注的是,,在氣候變化的背景下,我國的熱量資源增加明顯,。無霜期除在華南地區(qū)略有減少外,,其余地區(qū)大范圍增加。而近30年積溫增幅則在青藏高原和東北地區(qū)最大,。從熱量資源的角度看,,北方地區(qū)熱量資源增加對農(nóng)作物生長具有積極作用,而南方地區(qū)對于總體氣候變暖的響應(yīng)并不明顯,,但在氣候變化導(dǎo)致的極端溫度不穩(wěn)定方面更為敏感,。

氣候變化對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),依然存在低溫,、霜凍等災(zāi)害的可能和極端天氣氣候事件發(fā)生頻率增加的趨勢,,尤為重要的是,極端天氣氣候事件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響須持續(xù)關(guān)注,。(宛霞)

新一輪農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃有何不同,?摸清家底?找規(guī)律

近日,2023年中央一號文件正式發(fā)布,,明確提出要做好,、啟動或完成氣候、土壤,、種質(zhì)資源等三項(xiàng)普查,。值得注意的是,研究開展新一輪農(nóng)業(yè)氣候資源普查和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作,,是強(qiáng)化農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)的抓手之一。

其實(shí),,早在20世紀(jì)50年代,,中國科學(xué)院自然資源區(qū)劃委員會便提出《中國氣候區(qū)劃》方案,,這是我國第一次提出國家農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃。上世紀(jì)60年代初,,當(dāng)時的中央氣象局黨組為了適應(yīng)國家需要,、利用氣象部門的優(yōu)勢為農(nóng)業(yè)發(fā)展和規(guī)劃服務(wù),決定在全國開展農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作,。1964年,,第一屆全國農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作會議召開,首次全國農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作也由此啟動,。

1979年,,包括中國氣象科學(xué)研究院在內(nèi)的11家單位組成中國農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃研究協(xié)作組,開始著手第二次中國農(nóng)業(yè)氣候資源調(diào)查和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作,。這項(xiàng)工作歷時6年,,于1985年完成,以近30年全國大量氣候資料和農(nóng)業(yè)研究為基礎(chǔ),,探討了我國氣候與農(nóng)業(yè)的復(fù)雜關(guān)系,。研究成果基本闡明了我國宏觀的農(nóng)業(yè)氣候資源分布規(guī)律,在區(qū)劃發(fā)生學(xué)基礎(chǔ)方面著重于實(shí)踐原則,,采用農(nóng)業(yè)氣候相似原理,,以及區(qū)域區(qū)劃和類型區(qū)劃相結(jié)合的方法,提出了符合國情且有創(chuàng)意的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃指標(biāo)體系和區(qū)劃等級系統(tǒng),,并且評估了全國農(nóng)業(yè)氣候資源優(yōu)劣,,探討了農(nóng)業(yè)氣候生產(chǎn)潛力,論證了農(nóng)業(yè)發(fā)展布局的一些重大氣候問題與對策,。

近年來,,氣候變化導(dǎo)致我國極端氣象災(zāi)害事件增多,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性加劇,,我國病蟲害發(fā)生區(qū)域向高緯度,、高海拔地區(qū)擴(kuò)展,作物生長周期變短,、產(chǎn)量減少和品質(zhì)降低,,糧食生產(chǎn)面臨的風(fēng)險(xiǎn)加大。近40年前的農(nóng)業(yè)氣候資源普查和區(qū)劃研究成果已不適應(yīng)新的環(huán)境和形勢,,難以滿足指導(dǎo)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要,。

專家表示,為了做好新一輪的農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃工作,,氣象部門首先要基于全國長序列的歷史氣候資料,、近20年的自動站觀測資料、近40多年的衛(wèi)星遙感監(jiān)測資料等多源數(shù)據(jù),結(jié)合全國各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,,完成全國,、省(市,、區(qū))及其所轄市(縣)農(nóng)業(yè)氣候資源普查工作,,摸清我國的農(nóng)業(yè)氣候資源底數(shù)。

在此“摸底”基礎(chǔ)上,,采用多源數(shù)據(jù),、多區(qū)劃方法融合、多技術(shù)方法,,以及3S,、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),完善國,、省,、市、縣四級農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃指標(biāo)體系,,做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程,、多鏈條的氣候區(qū)劃。通過完成精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃,,最終實(shí)現(xiàn)中國大宗(水稻,、小麥、玉米,、大豆,、棉花、油菜等)作物種植氣候區(qū)劃和品質(zhì)氣候區(qū)劃,、重要特色作物種植氣候區(qū)劃和品質(zhì),、畜牧業(yè)氣候區(qū)劃、主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害和病蟲害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃等,。不過,,農(nóng)業(yè)區(qū)劃除了要考慮當(dāng)前條件的現(xiàn)狀區(qū)劃外,還要結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會因素做好未來發(fā)展的遠(yuǎn)景區(qū)劃,。

總的來說,,開展新一輪的農(nóng)業(yè)氣候資源普查和區(qū)劃,除了要立足于建立與當(dāng)前氣候變化背景和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“提質(zhì)增效”發(fā)展需求相適應(yīng)的中國農(nóng)業(yè)氣候資源普查和農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃方法標(biāo)準(zhǔn),,還要摸清在氣候變化背景下中國農(nóng)業(yè)氣候資源分布特征,、氣候生產(chǎn)潛力及其變化規(guī)律,提出區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源高效利用和風(fēng)險(xiǎn)防范總體策略,,從而為我國種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供支撐,,為指導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù),。(郭若水)