宁夏应对全球气候变化战略研究
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3.气候变化对宁夏农业的影响

3.1 气候变化对宁夏农业的不利影响

3.1.1 气候变化引起干旱化趋势加剧

由于宁夏地处中纬度内陆地区,近年来随着全球气候变暖,宁夏变暖的程度也较大,干旱化程度日趋显著。宁夏气象局的研究表明(见图1),近50年来宁夏的年平均气温上升了2.1℃,尤其中部干旱带升高了2.4℃;仅近10年平均气温升高1.2℃,达到了有历史记录以来的最高阶段;特别是2010年,年平均气温达到了有观测记录以来的最高值。与此同时,降雨量也呈现出逐渐减少的趋势,且出现了1965、1972、1982、1987、1997、2000、2002、2006、2007、2008年10个极端干旱少雨的年份。其中,1982年是宁夏近百年来降水量最少的一年。随着气候的变化,轻、中干旱频次增加且干旱发生面积不断增大。历史上素有“十年九旱”之说的中部干旱带和南部山区现在变成了“十年十旱”。

由于气候干旱,2008年7月至10月黄河流域主要来水区来水177.7亿m3,比历年同期均值偏少38%;2008年11月至2009年6月黄河流域主要来水区来水153.9亿m3,比往年同期均值偏少20%。自2006年以来,宁夏总用水量减少5.85亿m3,农业用水量减少6.05亿m3。导致灌溉困难,冬灌面积压减到500万亩,腾出水量以应急次年5月以后的灌溉用水高峰期,这样对冬小麦越冬土壤墒情十分不利,使农作物减产;水稻种植面积被严格控制在100万亩以内,降低了水稻的产量。气候变化导致的黄河水减少成为制约引黄灌区农业生产的重要因素。

3.1.2 气候变化导致极端气候事件增多,气象灾害加重

旱涝灾害并发,极端干旱事件频率及范围明显增加;暴雨频次增多,且出现时间提前,结束期后延;霜冻、寒潮增强;干热风出现次数及强度增加。近年,宁夏沙尘暴频次虽明显下降,但强沙尘暴次数却在增加;极端高温时有发生,暖冬频繁。从近10多年情况看,1997年7月彭阳县红河乡特大暴雨引发山体滑坡;1998年5月贺兰山东麓特大暴雨;2002年5月银川、吴忠地区强霜冻;2003年8月中宁县冰雹和沙坡头区县特大暴雨;2004年5月上、中旬全境内的两次强霜冻;2004年6月灵武市沿河地区冰雹和中宁县余丁乡特大暴雨;2005年6月平罗县宝丰镇、灵武市梧桐树乡冰雹;2005年8月彭阳县红河乡特大暴雨引发山体滑坡;2007年“五一”节期间强霜冻,2008年冰冻雨雪天气;2010年2月灌区春潮严重,造成春小麦播种困难;2010年同心县暴雨洪灾;等等。局域性暴雨、冰雹、强霜冻天气每年都给农业生产造成巨大损失。

3.1.3 气候变暖诱发动植物病虫害多发、频发、重发

气候变暖,尤其是冬季气温偏高,最冷月(1月)50年年平均气温增幅达1.8℃。50年以来,宁夏出现了17个暖冬(以1961~2010年为标准气候值),其中15个在1986年以后,暖冬使病菌进入越冬阶段推迟、延长病菌冬前发展时间,有利于动植物病原微生物繁衍,增加越冬菌量,春季若气温回升快,病菌潜育期缩短,病情发展快;暖冬也造成病虫害发生期提前、危害期延长、危害程度加重,成为许多动植物病害多发、频发和重发的直接诱因。据统计分析,2010年农作物病虫害发生的种类较十年前增加了45%,发生频率提高了68%,危害的面积由2500万亩次增加到4000万亩次。其中,2002年的小麦锈病和2003年的玉米叶螨病几乎遍及全区。畜禽疫病发生的种类较十年前增加了80%,发生的频率提高了3倍多,流行的范围和强度扩大了10倍,给农业生产带来了严重损失。

3.1.4 对喜凉作物生长发育和产量形成有不利影响

气候变暖使作物适宜播种期提早。如果采用的品种不变,与20世纪60至70年代相比,宁夏春小麦、玉米、水稻播种期提前10天左右,收获期也相应提前。

气候变暖使灌区春小麦播种由3月上旬普遍提早到2月下旬,收获期也由7月中旬提早到7月上旬中期。气温升高加快了春小麦的生理发育速度,发育期缩短,进而影响干物质的积累,尤其是随着春季气温的明显升高,春小麦幼穗分化时间缩短,对形成大穗、增加穗粒数产生较大影响。气候变暖使小麦热干风发生时间提早,灌浆中后期发生概率增大,对春小麦籽粒灌浆不利。

气候变化使春小麦适宜种植区缩小。20世纪80年代的区划表明,宁夏大部分地区可种植春小麦,但经过近30年后,随着气候变暖,春小麦适宜区域和面积有所减少。春小麦适宜种植区主要在引黄灌区的卫宁平原、银川平原银川以南地区以及海原南部至西吉北部的山区、原州区的南部、隆德、泾源、彭阳等地,占全区总面积的25.0%。春小麦次适宜种植区主要分布在宁夏引黄灌区银川以北的地区及宁夏中南部的同心县东南部、盐池县南部小部分地区、海原南部、固原北部及西吉大部分地区,占全区总面积的23.2%。宁夏北部非灌溉区域及中部干旱带不适宜种植春小麦,占全区总面积的51.8%。

气候变暖使宁夏马铃薯的适宜播种时间跨度明显加大,从4月份到6月上旬均适宜播种,能保证正常成熟。根据甘肃西峰的试验研究,马铃薯适当迟播更有利于在开花期增大有效降水的概率,降低高温对喜凉的马铃薯结薯的不利影响,有利于增产,这在上世纪70年代是无法实现的。当然,由于气温升高,特别是马铃薯开花和结薯初期的高温天气对马铃薯薯块膨大十分不利。中部干旱带北部春夏干旱加重使播种难度加大。引黄灌区随着气候变暖,对喜凉的马铃薯开花结薯有不利影响,不适宜于种植马铃薯。

3.1.5 作物生育期需水量增加,加剧了水分供需矛盾

随着气候变暖,宁夏主要作物生育期(4~9月)的作物需水量呈上升趋势,南部山区作物需水量上升为10mm/10年左右,中部干旱带、引黄灌区上升趋势较弱,上升量为5mm/10年左右。1994年以后作物需水量明显上升,而作物生育期的降水量却减少,特别是中部干旱带和南部山区春夏季降水量有减少的趋势,土壤水分也在减少,此阶段的干旱有加剧的趋势,增大了作物水分供需的差额,作物阶段性水分亏缺矛盾进一步加重,对该地区小麦、玉米、马铃薯的生长均十分不利。

3.2 气候变暖对宁夏农业的有利影响

气候变化对农业的影响既有不利的一面,也有有利的一面,有利影响具体表现在以下几个方面:

3.2.1 气候变暖,为“冬麦北移”创造了可行性条件

在中国气候区划中,固原地区是宁夏的冬麦产区,每年冬小麦种植在150万亩左右,近50多年来宁夏全区平均气温升高了2.1℃,且冬季增温尤为明显,20世纪60年代最冷月(1月)年平均气温在-8.5℃左右,近10年则升至-6.9℃,暂不考虑强冬性,一般的冬小麦品种安全越冬界限温度为-8℃,气候变暖为宁夏全区冬小麦的引入种植提供了条件,加之北部引黄灌区强冬性冬麦品种的成功培育,宁夏冬小麦种植面积不断扩大,由于冬麦比种植春麦亩增50公斤以上,收割比春麦提前10天左右,可利用宁夏的黄金季节进行二次复种,在收麦后赶茬种植玉米等饲料作物,每亩地至少比常规种植多收入500元以上,2010年全区冬小麦种植已达100万亩以上,从而引发了宁夏传统耕作制度的变革。

3.2.2 气候变暖,延长了作物生长季

宁夏≥0℃和≥10℃积温均随时间呈现持续升高趋势,2000年以后≥0℃和≥10℃积温均比60年代增加400~490℃·d,积温的增加弥补了宁夏玉米、水稻等晚熟品种作物生长热量不足的现象,对品质的提高也起到了一定作用。宁夏引黄灌区每年有120万亩水稻田,山区每年有200万亩长夏季作物田,分别在春末夏初和秋末冬初处于休闲状态,热量条件基本是“两茬不足,一茬有余”。气候变暖、积温的增加,可以使作物生育期缩短,加上全区平均无霜期的增长,大大延长了作物生长季。据统计,全区平均生长季由20世纪60年代的233d增加至近10年的248d,大大提高了土地资源利用率,为复种黑麦、燕麦、大麦、牧草、高粱等牧草,发展冬季高效畜牧业创造了条件。

(1)水稻适宜区域扩大。随着气候变暖,热量资源增加,冷害发生频率下降,水稻晚熟品种比例逐渐增大,旱直播稻也逐渐增多。根据水稻适宜生长的农业气象指标进行的区划显示,宁夏灌区各地均可种植水稻,卫宁平原西部地区由于紧临沙漠,昼夜温差大,水稻幼穗分化期受低温冷害危害的机率较大,属水稻次适宜种植区,占灌区总面积的23.5%,其他地区均为水稻适宜种植区,产量高、品质优。

(2)玉米适宜区明显扩大。玉米是喜温高产作物,随着气候变暖,宁夏热量资源增加,玉米高产区域明显扩大。宁夏玉米的适宜种植区为引黄灌区及彭阳东南部的零星区域,这里光、热资源丰富,玉米产量高而稳定,是宁夏玉米生产的主要区域。但随着气候变暖,宁夏中部干旱带地区水分条件变差,玉米全生育期耗水量较多,决定该区域玉米适宜程度的主要因子是水分条件,热量条件不是限制因素。因此,中部干旱带除了有灌溉条件的扬黄灌区、库灌区适宜发展玉米外,旱地不适宜玉米生长,为不适宜区。虽然气候变暖,但南部山区的月亮山—南华山—六盘山沿线的高海拔山区及隆德、泾源阴湿地区热量资源不足,仍不适宜种植玉米。

3.2.3 气候变暖,为大力发展高效设施农业创造了条件

冬季气温的明显升高,为设施农业的发展创造了条件,设施农业虽然与外界大气环境隔离,但设施温棚内气象要素的变化仍受外界大气环境的制约。气候变暖给宁夏设施农业带来的机遇体现在两个方面,一是由于冬季气温的升高,使设施温棚内作物受低温影响的风险和生产成本降低,从而加速了宁夏设施农业的发展;二是使原来不能进行设施农业的寒冷地区有可能开展设施种植,为宁夏中南部山区发展设施农业提供了条件。截至2010年10月,全区设施农业总面积已经达105.8万亩,引黄灌区和中南部山区分别占62%和38%。

3.2.4 气候变化为特色农业发展创造了契机

(1)宁夏贺兰山东麓是酿葡萄酒的最佳生态区,但最大制约因素是越冬困难,需埋土1米多才能安全过冬,气候变暖后,冻土层变浅,冬埋厚度由1米多降至60公分左右,大大节约了生产成本,减轻了劳动强度,为大规模产业化栽培创造了条件。截至2010年,全区已建成50万亩葡萄基地,预计到2015年将建成贺兰山东麓百万亩葡萄产业带。

(2)枸杞适宜区向中部干旱带扩展。

宁夏银川以北地区贺兰山前阳坡地带及银川灌区、卫宁灌区东部地区热量条件好,枸杞夏、秋果产量均较高,气象条件有利于枸杞产量的形成,是枸杞种植的适宜地区。在有灌溉条件的情况下,应扩大枸杞种植面积,提高农业生产的经济效益,盐池大部、同心中东部、固原北部及彭阳的东部地区可适当种植枸杞,以优化农业产业结构,增加农民收入。沙坡头区南部的香山山区、固原南部、海原、西吉和隆德、泾源阴湿区及彭阳中西部地区光热条件较差,枸杞容易因夏秋多雨而发生黑果病,产量、品质年际间不稳定,不宜种植枸杞。