衡水市气候与农业生产的关系研究

西南大学《气候与农业》课程论文论文题目：浅谈衡水市气候与农业生产的关系研究学院：农学与生物科技学院专业：农村区域发展年级：09级学号：222009326032029姓名：韩晔二零一一年四月二十七日浅谈衡水市气候与农业生产的关系研究作者：韩晔（作者单位：重庆北碚西南大学农学与生物科技学院地点：西南大学邮编：400715）摘要：气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。气候变化带来的影响将是全方位、多尺度和多层的，对气候变化反应最为敏感的农业。衡水市处于温带季风气候，分析了气候的形成因素和特征，和温带季风气候对华北地区的有利和不利影响，根据其对农业生产的不利影响提出了相应对策（积极推广和普及农业节水技术;推广集水保水技术;因水制宜调整农作物类型,发展优势作物;合理调整种植结构,优化作物布局;加强宣传教育,增强农民气候适应意识）以更好的促进华北地区农业的发展，提高农业产量，实现农业的可持续发展。关键字：衡水市，气候，农业生产，研究前言:农业生产与气候息息相关，农业生产受气候的影响，下文从衡水市气候的形成原因，气候的特征，气候对农业生产的影响，以及面对不利影响所采取的对策进行的研究。1衡水市气候的形成因素1.1太阳辐射对气候形成的影响衡水位于北纬37.5东经115，位于河北省中部，由于太阳高度角的关系，位于温带。1.2大气环流对气候形成的影响衡水位于华北地区，华北地区位于亚洲大陆，面对太平洋。亚洲大陆是世界上最大的大陆，太平洋是世界上最大的海洋，海陆热力差异明显。而且华北地区东临渤海和黄海，距离太平洋近。夏季，亚洲大陆刑场亚洲低压，太平洋形成夏威夷高压，受气压梯度力的影响，风从高压吹向低压，因此从太平洋吹向亚洲大陆。受地转偏向力，摩擦力等因素的影响，风从东南吹向西北，形成东南季风。风从海洋吹向陆地，带来温暖湿润的空气，因此，夏季炎热多雨。冬季，亚洲大陆形成亚洲高压，太平洋形成阿留申低压，同理，风从西北吹向东南，形成西北季风。风从陆地吹向海洋，寒冷干燥。1.3下垫面对气候形成的影响衡水位于华北平原，海拔100多米，地形简单，东南风可以长驱直入，西部有太行山，但是太行山海拔不高，对西北风无太大阻力，因此下垫面对此地气候的影响不大。2衡水市地区的气候特征衡水市夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。由于位于温带，衡水市是一年两熟制，以种植小麦、玉米、棉花、大豆、花生、红薯为主，兼种芝麻、谷子、绿豆、红小豆、高粱、油菜（籽）等。粮食作物为小麦，玉米，经济作物为棉花，大豆，花生，白菜。有时会种植豆角，辣椒，甘薯，但是产量不高，多为满足自己需求。春季，气温回升，光照增加，水分开始增加，万物复苏。植物开始增长，此时种植小麦，同时可种植棉花，大豆，花生等经济作物。夏季炎热多雨，气温高，光照时间长，光能充足，水分充足，有利于农作物生长，农作物生长旺盛且迅速，此时收获小麦，种植甘薯等作物。秋季，气温下降，光照减少，水分相应减少，天气凉爽，秋分时种植玉米，收获甘薯，立秋时种植白菜。冬季寒冷干燥，气温低，光照不足，水分缺乏，收获玉米，白菜，种植小麦。综上，衡水受到气候影响，主要以种植小麦、玉米为主，以种植棉花，花生，大豆为辅。3温带季风气候对衡水市农业生产的影响衡水市具有夏季高温多雨、冬季寒冷干燥、高温期与多雨期一致的季风气候特征，雨热同期。冬季盛行从大陆吹向海洋的西北风，夏季盛行从海洋吹向陆地的东南风。冬季风产生于亚洲内陆，性质寒冷、干燥，在其影响下，衡水市冬季降水少、气温低。夏季风来自东南面的太平洋，性质温暖、湿润，在其影响下，降水普遍增多，雨热同季。中国受冬、夏季风交替影响的地区广，是世界上季风最典型、季风气候最显著的地区。和世界同纬度的其他地区相比，衡水市冬季气温偏低，而夏季气温又偏高，气温年较差大，降水集中于夏季，这些又是大陆性气候的特征。因此，衡水市气候大陆性较强，也称作大陆性季风气候。3.1季风气候对中国农业生产有利的影响温带季风气候“夏季炎热多雨、冬季寒冷干燥、雨热同期”的特点对农业生产极为有利。雨热同期，气温高的季节，水分正好充足，农作物生长的条件优越，有利于作物生长。受太平洋上的夏季风影响，降雨量较为充足，对农作物、树木、牧草的生长和成熟有利，因为距离海洋近，相对于同纬度亚洲中部地区，降水充足，而大陆中部降水少，是大陆性气候，适于耐旱作物；夏季高温，扩大了喜温作物生长的北界，使世界上大多数农作物和动植物都能在衡水找到适宜生长的地方。因此衡水市的作物较丰富。同时衡水昼夜温差大，有利于农作物糖类的积累，农产品质量高，品质好。同时冬季气温较低，植物生长期长，生长充足，农作物较南方一年三熟的作物质量高。3.2季风气候对中国农业生产不利的影响衡水气候虽然有许多方面有利于发展农业生产，但也有不利的方面，季风气候带来的降水差异大是对衡水农业生产的主要打击。衡水雨季开始晚而结束早。衡水的温带季风气候特征显著，气候要素变率大，旱、涝、低温等气象灾害频繁多发。同时，衡水农业基础比较薄弱，抵御灾害的能力较差，气候波动，特别是气候异常对农业的发展会产生巨大的不利影响。其中旱灾、洪灾、寒潮、干热风、盐碱地等是对衡水影响较大的主要灾害性天气。由于每年夏季风的势力强弱变化大，中国所以常常出现“北旱南涝”或相反的灾害。衡水处于北方，因此会出现旱涝灾害，主要以旱为主，还极易产生寒潮、霜冻引起的灾害性天气，危害农作物的收成。。在秋冬季节，来自蒙古、西伯利亚的冷空气不断南下，冷空气特别强烈时，气温骤降，出现寒潮。寒潮可造成低温、大风、沙暴、霜冻等灾害，农作物缺乏足够的光照，适宜的气温，充足的水分，影响农作物的生长，对农业的打击较大。夏季炎热，有些年降雨少，因此干燥，容易形成干热风，农作物缺乏水分影响农作物的生长。大水漫灌造成了盐碱地的严重程度，盐碱地盐分多，碱性大，造成土壤肥力，不利于农作物的发展，不能满足农作物对于土壤营养成分的需要。4气候的农业适应性对策气候变暖使农业气候带北移,导致熟制边界北移,作物的种植范围扩大。到2050年,三熟制的边界从长江流域移至黄河流域,两熟制地区将北移至目前一熟制地区的中部。据此,可以增加作物复种指数,调整作物的播种期,避免作物生育期缩短和高温带来的不利影响,将气候变暖变为可用的有利资源。但是,衡水市水资源短缺一直是农业的最主要限制因子，而且表1显示，水资源短缺呈现严重化趋势。所以农业应对气候变化的主要方面是水的问题。表1华北地区各年代年及季水分盈缺距平变化情况表〔3〕(相对1951-2000年平均)单位:mm季节50年代60年代70年代80年代90年代常年值春4.415.5-9.3-4.0-6.6-165.8夏54.4-20.612.0-12.1-33.759.0秋-10.728.72.6-2.4-18.2-73.4冬11.10.74.1-1.3-14.6-55.9年59.224.29.4-19.8-73.0-236.14.1积极推广和普及农业节水技术衡水市水资源短缺,但水分利用效率较低,尤其表现在灌溉中水资源的浪费。许多地区仍然采用土渠输水、大水漫灌的方式,灌溉用水在输水过程中一半就被浪费掉了。目前节水灌技术发展很快,如滴灌、喷灌、管道灌溉等。另外,改进灌溉制度也可以达到节水的目的,如进行定额灌溉,减少灌溉次数(将冬小麦的返青水和拔节水合并),灌关键水(在抽穗期、灌浆期、成熟期灌水)等。众多研究者也进行了其他节水方面的研究,据张忠学等的研究〔12〕,残茬或秸秆还田具有明显的节水增产效应,在相同灌溉水量(150mm)的情况下,玉米秸与小麦秸全部还田较不还田水分利用效率分别提高了2.34kg·hm-2mm-1和2.36kg·hm-2mm-1;同时增施有机肥水分利用效率分别提高2.21kg·hm-2mm-1和2.18。kg·hm-2mm-1。还可利用作物的水分胁迫诱导反冲机制,即在作物的某一生育期减少灌溉,对作物实行水分胁迫,胁迫解除后,作物生长速率短期内超过充分灌溉条件下的作物生长速率,即“反冲”机制,利用这一机制,可以合理配置有限的水资源,节水的同时达到稳产的目的。4.2推广集水保水技术衡水市属于季风区,降水季节变化大,夏季多暴雨,许多雨水来不及利用即流失,造成很大的浪费。目前国内外雨水利用已有很多较成熟的应用技术,在山区,可以修筑反坡梯田,进行等高条耕;沿坡面开挖串珠式集水坑;采用单坡式、双坡式、漏斗式、扇形状、V字型等整地方式汇集地表径流。在平原区可采取田间方格种植、沟垄覆盖种植等方式增加水分入渗;利用洼地蓄水,修建集雨沟、水窖、塘坝等收集雨水;利用井壁回灌、坑塘引渗等方式来补充地下水。在黄河，海河等外流河上修建闸坝,人工控制蓄泄水量,并配套修建一些水库,既可分洪,又可有效蓄积水资源。为防止地表水资源蒸发,必须采取一些保水措施。在土壤表面,可采取地膜或秸秆覆盖方式,如沟垄覆盖方法,即垄上覆盖地膜,作集水区,沟内种植作物,为种植区,区内可覆盖秸秆、砾石、塑料地膜等。在水窖、塘坝、水库等的水面上,可覆盖液态化学制剂、石蜡、泡沫塑料、泡沫聚苯乙烯布等4.3因水制宜调整农作物类型,发展优势作物在华北地区,仍然存在水稻种植,虽然种植比例很小,但因为水稻耗水量大,无论从水资源还是经济效益方面都应该完全取消。华北地区主要粮食作物冬小麦,虽然耐旱抗旱品种不断出现,但因其生育期属于衡水市缺水最严重的冬春季,水分亏缺仍然十分严重。薛昌颖等研究河北省和京津地区生育期内的自然降水和底墒水只能满足冬小麦全生育期需水的1/3～2/3。冬小麦要获得高产,关键靠灌溉。而根据中国水利部20世纪80年代开展的第一次全国水资源评价结果和1994-2000年资料统计,华北地区1994-2000年水资源总量比1956-1979年减少19.52%。在气候暖干化的趋势下,水资源量将继续减少,冬小麦的灌溉水源也大量减少,而且冬小麦的灌溉需水量将不断增加,水分亏缺将更为严重,所以从长远的水资源可持续利用考虑,应压缩冬小麦的种植面积,在地表水资源严重不足的地区应该发展与当地水资源相适宜的作物,如需水较少的棉花,谷子,高粱,甘薯等。在水分条件适宜的基础上,集中资金与科技,发展密集型规模化冬小麦的种植,可以大幅度提高单产,。4.4合理调整种植结构,优化作物布局在水土资源适宜的地区,可以发展规模化小麦、玉米种植,在水土搭配不是很适宜的地区,通过调整种植结构,也可以获得很好的效益。比如,单一粮食作物的种植不仅严重受水分的限制,而且经济效益很低。将作物种植与畜牧业相结合,饲用玉米、饲用大麦等饲用作物与粮食作物相结合,形成畜牧-种植混合农业,这样既能缓解水资源压力,又能提高经济效益。据王智平的研究,在太行山前平原发展冬小麦-夏玉米、苜蓿和奶牛业,苜蓿配合作物秸秆饲养奶牛,牛粪返回土壤增加肥力,形成一种良性循环的生态农业。这种种植-畜牧模式,可节约灌溉35%,具有显著的经济效益和能效。另外,将种植业和果林业相结合,也可取得较好的资源和经济效益。总之,在衡水市水分条件的严重限制下,根据当地水资源量,优化作物布局,合理调整种植结构,是保证水资源可持续利用的最基本的措施。4.5加强宣传教育,增强农民气候适应意识绝大多数地区农民发展农业生产只是按照几十年来形成的习惯,作物丰收与否只能凭运气,凭老天爷关照与否,农业生产完全是盲目地进行。因为认识不到气候变化的规律,即使有各种应对气候变化的政策措施,农民也只是消极执行甚至完全抵制,气候适应措施得不到充分实施和普及。所以必须加强对农民的宣传教育,提高其对气候变化的意识。特别是县乡镇村的领导干部要深入最基层,扎扎实实做好对农民的宣传教育工作,使农民充分意识到农业生产必须进行调整以适应气候变化并积极有效地进行。另外,技术推广站的技术人员要深入农户,使农民切实掌握各种农业适应技术。只有农民积极主动地执行气候适应政策,才能真正实现农业对气候的适应,实现农业的可持续发展。5结束本文通过衡水市的气候特点对农业生产的影响，分析了有利和不利影响，针对不利影响，提出了可行性建议，希望对衡水市农业生产有所帮助。参考文