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气候变化对中国农业气象灾害与病虫害的影响(2)

时间:2016-01-13 11:09 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:李祎君,王春乙,赵蓓 点击次数:

  夏季低温冷害是东北地区农业生产的主要灾害性天气。在近几十年来气温显著上升的背景下,东北地区低温冷害呈明显的减少趋势。总的来看,20世纪50年代前期、60年代后期至70年代前期是近50多年来东北低温冷害出现较为频繁的时段。1969、1972和1976年这3a严重的低温冷害曾造成粮食减产150多亿kg。但自70年代后期以来,低温冷害的出现频次迅速减少,特别是近年几乎没有出现过大范围的严重低温冷害。若原有农作物种植结构和品种不变,气温均值增加,极端低温发生的概率会因气候变暖而减小。而实际情况并非如此。

  如,20世纪90年代黑龙江省未发生严重低温冷害,但从低温受灾面积占播种面积比例看,与80年代相比,90年代低温受灾面积的比例并未随气候变暖加剧而显著减小,反而略有上升。中国华东地区的大麦、小麦和油菜多数是早熟品种,冬季气候变暖缩短了作物越冬期,使作物提前返青拔节或抽苔,从而减弱植株的抗寒能力,造成作物更易遭受冻害的侵袭。因此,值得注意的是,热量条件改善的同时也使作物稳产的气候风险性增加。

  这种现象与人们应对气候变化的适应行为有关,人们通常追求最大的经济效益,而不是最小灾害风险。由此,变暖带来热量条件的改善使一些地区改种偏晚熟的品种类型,从而获得更高的单产。如果人们在这些地区适应气候变暖而更换了更高产的品种类型,则这些地区出现低温冷害的概率不一定会减小,甚至可能增加。如,泰来90年以后更换为晚熟品种,冷害发生的频率变为80年前后的2~3倍。又如,河南全省1978-1992年低温冻害面积较小,1993年改换作物品种熟性、提前播种期之后受灾面积明显增加,年平均受灾面积为249×103hm2。受灾面积较大的年份是1993、1995、2003和2005年,受灾面积均在400×103hm2以上,2005年最多,为558×103hm2。

  1.6其他

  1)寒害

  气候变暖并不意味着冬季没有剧烈降温,相反,严重寒害发生前期大多有明显的温暖期,而突发性天气使得作物难以适应短时间的气温剧烈变化,从而更容易遭受危害。例如,1999年冬季的严重霜冻,使广西农作物受害面积约42.64×103hm2,直接经济损失近200亿元人民币,是建国以来同类灾害中损失最为严重的。2004年2月9-10日,受强冷空气南下影响,广西先后有64个县、市出现霜冻、冰冻天气,这是自1978年以来,2月份出现的范围最大的霜冻天气。2008年1月中旬到2月上旬,中国南方地区连续遭受四次低温雨雪冰冻灾害低温雨雪冰冻极端天气过程袭击,农作物受灾面积1446.67万hm2,绝收205.07万hm2,因灾直接经济损失达到1516.5亿。近年来寒害发生频繁的事实说明,气候变暖的同时,仍然有极端气候事件发生,冬季明显变暖的气候,潜伏寒害的可能性更大。

  2)多种灾害协同作用

  农业气象灾害很多时候并不是单一发生,实际上存在多种灾害并发,造成农作物减产。在气候变化的背景下,异常气候出现的概率大大增加,尤其是极端天气现象的增多,势必导致区域气候灾害加剧。以宁夏为例,宁夏农业生产受到多种气象灾害的影响。干旱、霜冻、低温冷害、大风、沙尘暴、风雹等灾害每年在宁夏都有不同程度的发生,威胁着宁夏的农业生产。2003年冬季到2004年春季,宁夏中部干旱带连续170多天没有有效降水,2004年秋天到2005年夏天,出现了冬、春、夏连旱,是近60年来罕见的特大干旱,严重影响了农业生产,作物无法下种,下种的无法成活,农作物绝收,为当地农民生产生活带来深重的影响。

  2、农业病虫害的变化

  农作物病害虫的生长发育、繁殖、越冬及分布等生态学特征与气候,特别是温度条件有密切关系。因此,全球性的气候变暖,将对作物病害虫的发生世代、越冬北界及分布范围产生巨大的影响,为害将呈加重趋势。

  据统计中国常年病虫害发生面积2.00~2.33亿hm2,是耕地面积的2倍多,每年因病虫害造成的粮食减产幅度占同期粮食生产的9%。气候变暖后,病虫害的危害程度将加重10%~20%,因病虫害造成的粮食减产幅度将进一步增加。

  2.1分区域农业病虫害变化

  中国幅员辽阔,地跨亚热带、暖温带、寒温带,各地区气候差异显著,种植的主要农作物也相差很大。尽管50a来,全国大部分地区气温均升高了,但各地区降水量的变化却不同,如,华北、西南地区降水减少,松花江、长江、珠江流域,以及西北地区降水却增加了。

  因而,分区域探讨气候变化对农业病虫害的影响十分有必要。

  本研究将全国各地区气象要素与当地主要农作物病虫害发生面积做相关分析,发现中国西南地区农业病虫害主要受日照时数、降水量与冬季最低温度的影响。中国西南部地区,山区丘陵较多,近40a(1961-2000年)西南大部地区降水增加、湿度增大明显,气温升高,日照时数减少,而四川盆地气温则呈下降趋势。此类地区病虫害发生面积与日照时数呈反比,也就是说日照时间越长越不利于农业病虫害的发展。而冬季降水与病虫害发生面积呈正比,夏季则刚好相反。冬季最低温度越低越不利于病虫源越冬。西南地区气候变化的趋势均有利于农业病虫害的发生发展。

  西北地区不同于西南部,近30a(1961-1990年)升温显著,部分地区降水增加,表现出暖湿化趋势。温度与降水是影响该地区农业病虫害发生面积的主要气象因子。降水多、空气湿度大有利于喜湿性病害如小麦条锈病、小麦赤霉病等的发生发展,但对蚜虫、棉铃虫等虫害的扩展蔓延会产生一定的抑制作用。像小麦条锈菌这类好阴凉喜湿,怕干旱高温的病害,冬季气温高有利于其发展而夏季高温则不利于小麦条锈病的发生发展。

  同时,该地区降水对农业病虫害的影响小于温度的影响。

  也就是说该地区气候变暖对农业病虫害的影响将更加显著。

  长江流域是中国水稻主产区之一,近年来呈现明显的暖干化趋势。温湿度是该地区农业病虫害发生发展的主要影响因子。气候变暖,尤其是冬季增温有利于病虫卵及成虫安全越冬。

  华北地区是中国主要的粮食产区之一,该地区近50a(1951-2000年)气温升高,冬季变暖尤其明显。降水明显减少,20世纪90年代以来减少最为显著。华北地区农业病虫害发生发展主要受到降水、温度与日照的影响。

  冬季降水与病虫害发生的面积呈反比,冬季降水增加会抑制病虫害的发生发展。日照时数也与病虫害发生面积呈反比,而温度与其呈正比。由此可见,在当前气候变化背景下,华北地区降水减少、气温升高均有利于病虫害的发生发展,应引起相关部门的关注。

  东北地区也是中国的主要粮食产区之一,近20a(1981-2000年)升温显著,冬季温度升高十分明显,有暖干化的趋势。冬季升温,使越冬病虫卵(蛹)死亡率降低,病源和虫源有效越冬基数增大,休眠越冬期缩短,病虫的分布区扩大。作物生长季节和害虫生长季节同时加长,一年中害虫繁衍世代数增多,农田多次受害的机率增大。另外,还会出现一些在原来严寒冬季不能生存的新类型病虫害。

  2.2暖冬的危害

  气候变暖,尤其冬季气温升高,有利于冬种作物面积的扩大,增加了寄主植物源,有利于病虫害的越冬、繁殖等。农业病虫害也随之产生了一些变化:越冬病虫卵蛹死亡率降低,病害虫数量上升、出现范围扩大、农业害虫的年发生世代增加等。另外,气候变化还可能使新的病虫害类型出现,农业因病虫害造成的损失更为严重。

  暖冬造成主要农作物病虫越冬基数增加、越冬死亡率降低、次年病虫害发生加重。冬季变暖后,有利于害虫安全越冬,其起始发育时间提前、发育速度加快、发育历期缩短、繁殖力增强,其为害时间延长,为害程度加重。

  如,1999年小麦红蜘蛛大发生,且发生期较常年提前20多天,与1998年冬季温暖有很大关系。害虫有效越冬基数是第一代或第二代种群发生的基础。越冬基数高,越冬存活率高,来年越冬代的种群数量大,为害大,进入第二代的基数也大。在中国主要稻区,近几十年出现暖冬(40a来每10a冬季增温0.42℃)。北方稻区水稻害虫发生面积增长、危害加重,固然与水稻种植面积的增加有关,但是虫害发生面积增长率远远超过水稻种植面积的增长率,这与气象、耕作制度和防治等因素均有关。

  暖冬造成全国大部分地区病害发生期提前、为害期延长、危害范围扩大。冬季温度升高使虫害发生期提前,例如小麦蚜虫由于温度升高发生期提前,它一年中发生为害的总时间增加,从而导致蚜虫数量增加,为害加重。

  温度是限制病虫害特别是虫害在地球上分布的主要因子之一,气候变暖拓宽了农业病虫害的适生区域,必然对虫害的地理分布产生重要影响。气候变暖使受低温限制的昆虫增加了向两极和高海拔扩散的机会。近20a来小麦蚜虫在华北地区的严重发生,与气候变暖密切相关。


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