- 寧夏應(yīng)對(duì)全球氣候變化戰(zhàn)略研究
- 馬忠玉
- 8697字
- 2018-12-26 15:02:34
6.寧夏農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)策
面對(duì)日益嚴(yán)峻的氣候變化形勢(shì),全球通過控制溫室氣體排放與碳貿(mào)易,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)及再生能源,保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng),發(fā)展節(jié)水和抗旱農(nóng)業(yè)等措施以應(yīng)對(duì)氣候變化。因?yàn)闅夂蜃兓绊懙膮^(qū)域和行業(yè)差異,不同地區(qū)和行業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的具體對(duì)策不同。適應(yīng)氣候變化的對(duì)策在不同區(qū)域和不同類型農(nóng)田中有很大差異。要考慮每個(gè)適應(yīng)氣候變化對(duì)策的效力、經(jīng)濟(jì)可行性、適宜性、制度兼容性。不同作物的產(chǎn)品成本、品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)收益、作物對(duì)土壤的影響也是制約適應(yīng)氣候變化對(duì)策選擇的重要因素。政府的計(jì)劃和政策,如減免稅收、研究支持、貿(mào)易控制、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)等明顯影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐,而這些則可能部分地受制于氣候變化。如氣候變化導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境危機(jī)使政府鼓勵(lì)退耕還林,引起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)生了變化,最終影響對(duì)策選擇。生產(chǎn)者的態(tài)度也影響適應(yīng)氣候變化對(duì)策選擇。而生產(chǎn)習(xí)慣、對(duì)新技術(shù)新方法的信心等都會(huì)影響生產(chǎn)者的態(tài)度,而經(jīng)濟(jì)收益是首要的影響因素。
6.1 寧夏農(nóng)業(yè)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析
由于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,環(huán)境因素眾多,所以確定農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)有很大難度。為降低分析難度,可針對(duì)特定的區(qū)域與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案,僅研究由于不利的氣象條件而形成的風(fēng)險(xiǎn),即農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。
采用AHP方法對(duì)干旱風(fēng)險(xiǎn)中致災(zāi)因子危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估。而承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)牽扯的指標(biāo)多,專家很難判斷每個(gè)因子的重要程度,需要從大量的因子中尋優(yōu)解決因子影響權(quán)重問題。因此,采用PPE方法對(duì)承災(zāi)體脆弱性進(jìn)行評(píng)估。
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是指在歷年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,由于孕災(zāi)環(huán)境的氣象要素年際之間的差異引起某些致災(zāi)因子發(fā)生變異,承災(zāi)體發(fā)生相應(yīng)的響應(yīng),使最終的承災(zāi)體產(chǎn)量或品質(zhì)與預(yù)期目標(biāo)發(fā)生偏離,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和持續(xù)性,并可能引發(fā)一系列嚴(yán)重的社會(huì)問題和經(jīng)濟(jì)問題。采用Downing(1999,2000)提出的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型(風(fēng)險(xiǎn)=危險(xiǎn)性×脆弱性)作寧夏干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
Dr=Dh×Dv(1)
式中:Dr為農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn),Dh為農(nóng)業(yè)干旱危險(xiǎn)性,Dv為農(nóng)業(yè)干旱脆弱性。災(zāi)害系統(tǒng)包括孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體和災(zāi)情4個(gè)子系統(tǒng),而每個(gè)子系統(tǒng)又包含許多次級(jí)子系統(tǒng)。
致災(zāi)因子危險(xiǎn)性由年降水量、干旱發(fā)生概率、降水變率構(gòu)成。
首先需要構(gòu)造致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)(Dh)的層次結(jié)構(gòu)。Dh反映一個(gè)地區(qū)歷史上發(fā)生干旱的頻率和危險(xiǎn)程度,是利用1971~2000年30年平均降水量、降水變異系數(shù)和干旱發(fā)生頻率(見圖46)等評(píng)價(jià)的結(jié)果。致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)越高,發(fā)生干旱的危險(xiǎn)程度越大,發(fā)生干旱的概率越大。Dh由歷年平均降水量(R)、降水變異系數(shù)(Cv)、干旱發(fā)生頻率(Df)三個(gè)要素構(gòu)成。
根據(jù)1981~2008年寧南山區(qū)8縣歷年平均降水量、年際降水變異系數(shù)、干旱發(fā)生頻率三要素按照層次分析法得到,三者層次關(guān)系的判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)權(quán)重計(jì)算結(jié)果如表3。
表3 致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)Dh構(gòu)成要素的權(quán)重值

6.1.1 致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)
各縣歷年平均降水量()、降水變異系數(shù)(CV)和干旱發(fā)生頻率(Df)等因子的處理按照數(shù)據(jù)歸一化方法進(jìn)行處理。

圖46 干旱發(fā)生頻率空間分布圖
當(dāng)有灌溉條件(如圖46)時(shí),北部引黃灌區(qū)灌溉條件好,=1.0;中部揚(yáng)黃灌區(qū)
=0.8,南部山區(qū)有水庫、地下水灌溉條件的地區(qū)
=0.5(參見表4)。
表4 干旱危險(xiǎn)指數(shù)(Dh)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)表4、干旱危險(xiǎn)指數(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),可得出以下結(jié)論:寧夏干旱極度危險(xiǎn)區(qū)主要分布在引黃灌區(qū)周邊荒地、中部干旱帶上;干旱高危險(xiǎn)區(qū)分布在麻黃山、海原大部和彭陽。干旱中度危險(xiǎn)區(qū)一般區(qū)分布在西吉、固原中北部和灌區(qū)的惠農(nóng)北部;干旱低危險(xiǎn)區(qū)分布在灌區(qū)、揚(yáng)黃灌區(qū)和涇源陰濕區(qū),干旱無危險(xiǎn)區(qū)分布在涇源和固原南部。寧夏灌區(qū)盡管降水量少,降水變異系數(shù)高,但因有黃河灌溉便利(見圖47),發(fā)生農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害的頻率很低,干旱危險(xiǎn)性很低。六盤山區(qū)降水量在400~650 mm,降水量大,降水變異系數(shù)較小,加之部分地區(qū)有水庫蓄水灌溉條件,干旱危險(xiǎn)指數(shù)很小,屬于低到無危險(xiǎn)區(qū)。西吉大部、固原中北部降水量在300~400 mm,干旱危險(xiǎn)指數(shù)在0.4~0.6,會(huì)受到干旱威脅。海原大部、鹽池南部降水量在250~300 mm,發(fā)生干旱的危險(xiǎn)性比較大。灌區(qū)周邊、中部干旱帶大部,歷年平均降水量不足250 mm,降水變異系數(shù)大,幾乎每年都可能發(fā)生干旱。

圖47 干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果
6.1.2 承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)
承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)牽扯的指標(biāo)多,專家很難判斷每個(gè)因子的重要程度,需要從大量的因子中尋優(yōu)解決因子影響權(quán)重問題。因此,采用投影尋蹤和聚類方法對(duì)承災(zāi)體脆弱性進(jìn)行評(píng)估。
農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是在一定的自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下,農(nóng)業(yè)各部門或各種作物的生產(chǎn)要素按一定比例、采用不同方式結(jié)合而成的系統(tǒng),它是農(nóng)業(yè)土地利用方式的總稱。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)包括諸如土地、勞力、資本、管理及各種投入等一系列與自然和人類社會(huì)有關(guān)的因素,這些因素既相互聯(lián)系又相互作用,共同影響和決定農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,使得農(nóng)業(yè)系統(tǒng)成為自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)的復(fù)合系統(tǒng),其運(yùn)行與調(diào)控既要遵循自然系統(tǒng)的原理,又要滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。農(nóng)業(yè)干旱的脆弱性是指農(nóng)業(yè)系統(tǒng)易于遭受旱災(zāi)威脅和損失的性質(zhì)和狀態(tài),承災(zāi)體脆弱性對(duì)災(zāi)情起著放大或縮小的影響。農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評(píng)價(jià)是在對(duì)孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子分析的基礎(chǔ)上,對(duì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)承災(zāi)體進(jìn)行脆弱性評(píng)價(jià)。農(nóng)業(yè)干旱脆弱性評(píng)價(jià)是一個(gè)過程性評(píng)價(jià):災(zāi)前—災(zāi)中強(qiáng)調(diào)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的易損性,災(zāi)中—災(zāi)后強(qiáng)調(diào)區(qū)域應(yīng)對(duì)氣象災(zāi)害的適應(yīng)性,依據(jù)強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不同,評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取也不同。
(1)承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)。
農(nóng)業(yè)干旱脆弱性是指農(nóng)業(yè)系統(tǒng)易于遭受旱災(zāi)威脅和損失的性質(zhì)和狀態(tài),是自然驅(qū)動(dòng)力和人為驅(qū)動(dòng)力在特定時(shí)空條件下耦合的產(chǎn)物。同時(shí)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害脆弱性具有相對(duì)性和可變性。它的強(qiáng)弱是相對(duì)于區(qū)域農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和致災(zāi)因子頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間而言的。它可以隨著構(gòu)成農(nóng)業(yè)旱災(zāi)系統(tǒng)各要素的變化而改變。承災(zāi)體脆弱性所涵蓋的內(nèi)容相對(duì)較復(fù)雜,一般包括所研究區(qū)域的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)水平、人口因素、作物、生產(chǎn)水平以及抗災(zāi)減災(zāi)能力等指標(biāo)。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性起了明顯的加強(qiáng)作用(劉蘭芳等,2005)。這種作用首先表現(xiàn)為人口因素的影響。人既是承災(zāi)體,又是致災(zāi)因子,人口密度與農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性成正相關(guān)。糧食的人均產(chǎn)量也會(huì)影響農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性(劉蘭芳等,2005)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性密切相關(guān)。農(nóng)民人均收入是衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平直接決定了區(qū)域水利灌溉條件和能力,而在自然降水較少的年份和季節(jié),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御干旱災(zāi)害的能力與該區(qū)域的水利化程度緊密相關(guān)。商彥蕊(1999)將對(duì)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性產(chǎn)生影響的因素歸納為:作物自身性質(zhì)、生態(tài)環(huán)境因素與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素3大類。其中作物自身因素考慮到作物自身需水關(guān)鍵期與耐旱能力等方面;生態(tài)環(huán)境因素包括水土流失、土壤次生鹽漬化狀況、植被覆蓋程度等;而社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素則涵蓋了人均耕地面積與耕地質(zhì)量構(gòu)成、水利灌溉、復(fù)種指數(shù)、土地投入與糧食單產(chǎn)水平、人均糧食占有量、人均收入水平、人口及農(nóng)業(yè)管理水平等眾多方面。
考慮寧夏農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的特點(diǎn),從經(jīng)濟(jì)脆弱性、人口脆弱性、作物脆弱性和抗災(zāi)能力等四個(gè)角度選取指標(biāo),構(gòu)建寧夏農(nóng)業(yè)干旱承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見表5)。
表5 寧夏農(nóng)業(yè)干旱承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

其中作物產(chǎn)值比重、農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)值、單位面積化肥施用量反映地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和農(nóng)業(yè)投入水平,一般而言,種植業(yè)比重大,農(nóng)業(yè)更容易遭受干旱的影響,農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)值和化肥施用量反映農(nóng)業(yè)投入能力和投入水平,兩者越高,農(nóng)業(yè)承災(zāi)能力越強(qiáng)。農(nóng)業(yè)人口比重、農(nóng)業(yè)人口密度反映一個(gè)地區(qū)環(huán)境的承載能力和環(huán)境壓力的對(duì)比,農(nóng)業(yè)人口比重越少,人口應(yīng)用科技和農(nóng)業(yè)技術(shù)的能力越強(qiáng),對(duì)生態(tài)脆弱地區(qū)的環(huán)境破壞力越弱,農(nóng)業(yè)人口密度越小,尤其是雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),農(nóng)田的墾殖率越低,越有利于減緩干旱的影響。夏糧單產(chǎn)水平和秋糧單產(chǎn)水平反映作物群體適應(yīng)和調(diào)解干旱的能力,也間接反映生產(chǎn)水平和管理水平。馬鈴薯單產(chǎn)水平和種植率反映抗旱作物種類的種植比率。旱災(zāi)成災(zāi)率和旱災(zāi)成災(zāi)面積比率反映地區(qū)的干旱發(fā)生概率和農(nóng)業(yè)抗災(zāi)水平。水田面積比和保灌面積比反映一個(gè)地區(qū)抗災(zāi)工程設(shè)施的健全程度和干旱風(fēng)險(xiǎn)抵御能力。
(2)承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果。
運(yùn)用K-均值聚類方法計(jì)算了14個(gè)因子的聚類中心,以聚類中心點(diǎn)之間的數(shù)值作為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并將標(biāo)準(zhǔn)分為弱(I)、低(II)、中(芋)、高(IV)和強(qiáng)(V)五種等級(jí)結(jié)果列于表6。
表6 承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)因子分級(jí)的取值范圍

根據(jù)投影值結(jié)合表7分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算了寧夏農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性評(píng)價(jià)等級(jí),PPE模型計(jì)算等級(jí)平均絕對(duì)誤差為0.15,相對(duì)誤差平均為5.1%,模型計(jì)算及分級(jí)結(jié)果列于表7。
表7 寧夏農(nóng)業(yè)旱災(zāi)脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果及其等級(jí)劃分

綜合農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)脆弱性、人口脆弱性、作物脆弱性和抗災(zāi)措施對(duì)寧夏農(nóng)業(yè)干旱承災(zāi)體脆弱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),根據(jù)PPE模型計(jì)算結(jié)果(表5),寧夏全區(qū)脆弱性等級(jí)為Ⅳ,屬于高度脆弱區(qū),銀川市農(nóng)業(yè)屬于低脆弱區(qū),南部山區(qū)整體屬于高度脆弱區(qū)。銀川郊區(qū)、永寧、賀蘭、石嘴山、青銅峽、中寧農(nóng)業(yè)屬于低脆弱區(qū),農(nóng)業(yè)收入高、保灌面積大,水田比重高。平羅、惠農(nóng)、利通區(qū)、沙坡頭區(qū)、靈武屬于中度脆弱區(qū)。海原、西吉、同心、原州區(qū)處于強(qiáng)脆弱區(qū),保灌面積小、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值低、秋糧單產(chǎn)水平低。鹽池、隆德、涇源、彭陽屬于高脆弱區(qū),抗災(zāi)能力方面弱,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平偏低,農(nóng)業(yè)投入少,抗逆能力弱。綜合因素使這一地區(qū)農(nóng)業(yè)極度脆弱。
6.1.3 干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)
根據(jù)各縣致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果和承災(zāi)體脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果,結(jié)合第120頁式(1),計(jì)算出每個(gè)縣農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果,將結(jié)果用GIS插值方法插值到面上,結(jié)果如圖48所示。

圖48 寧夏各地農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果
圖48表明,各地干旱風(fēng)險(xiǎn)差異很大,同心、海原處于極度干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū),屬于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的依次是鹽池、靈武、沙坡頭區(qū)、西吉、惠農(nóng)、原州區(qū),處于中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的是平羅、中寧、吳忠、賀蘭、隆德、青銅峽、永寧;涇源和銀川處于弱干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。從以上風(fēng)險(xiǎn)排序看,中部干旱帶的同心、海原、鹽池列在前三位,這一地區(qū)歷史上干旱發(fā)生頻率高、降水量少,降水空間時(shí)間變異大,保灌面積、農(nóng)業(yè)人均產(chǎn)值少,這一地區(qū)處于極度干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。近年來,干旱已常態(tài)化,常年的干旱對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境、農(nóng)業(yè)設(shè)施和農(nóng)業(yè)投入造成毀滅性破壞,更加重了這一地區(qū)干旱風(fēng)險(xiǎn)程度,因此這一地區(qū)的干旱風(fēng)險(xiǎn)有加重的趨勢(shì)。山區(qū)比重大的靈武、沙坡頭區(qū)、惠農(nóng)和干旱半干旱區(qū)的固原、西吉并列進(jìn)入干旱高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大,這一地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、產(chǎn)值低而不穩(wěn),降水量少,要通過布設(shè)防災(zāi)設(shè)施降低干旱風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),適度發(fā)展農(nóng)業(yè)有一定的潛力。引黃灌區(qū)的大部分地區(qū)和隆德處于干旱中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū),這一地區(qū)過度依賴黃河給水,長期大水漫灌,水分利用效率低,單位水分生產(chǎn)力不高。近年來,隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和寧東基地建設(shè),農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、生活用水和生態(tài)用水矛盾日益突出,因此,這一帶要大力發(fā)展節(jié)水灌溉,提高水分利用效率,防止黃河來水偏枯造成農(nóng)業(yè)大減產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)。處于低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的銀川和涇源,涇源高的年降水量基本能滿足農(nóng)作物生產(chǎn)的需要,銀川得益于農(nóng)業(yè)產(chǎn)值高,農(nóng)業(yè)投入大,防災(zāi)能力增強(qiáng),尤其是近年來設(shè)施農(nóng)業(yè)大規(guī)模發(fā)展,提高了農(nóng)業(yè)防旱抗逆能力。另外水田比重高,保灌面積大也是主要因素。
6.2 農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化對(duì)策
6.2.1 抗旱、抗熱、抗病和晚熟品種培育
面對(duì)氣候變暖,選擇抗熱、抗旱的作物新品種、雜交品種,育種時(shí)還要考慮到病蟲害的變化趨勢(shì)對(duì)未來作物品種的影響,選育抗病、抗蟲作物品種,注重培育和篩選延長生育時(shí)間的中晚熟品種,同時(shí)要兼顧作物品種多樣化,作為重要的適應(yīng)對(duì)策。要加強(qiáng)冬小麥品種的選育工作,并注意提高抗干熱風(fēng)、抗病蟲的能力。注重中晚熟插秧稻抗御低溫冷害和稻瘟病的培育,發(fā)展成熟期較短的水稻早熟品種,以便能在冬小麥?zhǔn)斋@后復(fù)種水稻,達(dá)到一年兩熟的目的,提高資源利用率。2010年,遼寧省南部已經(jīng)試種成功水稻兩季栽培,寧夏熱量資源與該地區(qū)相似,通過品種培育,實(shí)現(xiàn)寧夏麥稻復(fù)種是有可能的。玉米要注意選育抗旱、矮桿、抗病蟲品種的選育,以適應(yīng)山區(qū)干旱氣候。馬鈴薯可注重生長前期抗旱能力強(qiáng),開花期抗高溫能力強(qiáng)的品種選育,可大幅度提高馬鈴薯的產(chǎn)量和高產(chǎn)穩(wěn)定性。
6.2.2 種植結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整
(1)冬麥北移。
擴(kuò)大冬小麥播種面積,實(shí)施冬麥北移,同時(shí)冬小麥適當(dāng)推遲播種,可避免冬季變暖的不利影響,如冬前旺長、越冬死苗多等問題。為了配合大面積冬麥北移,灌區(qū)應(yīng)根據(jù)冬小麥需水規(guī)律調(diào)整灌溉制度和灌溉時(shí)間,既要充分考慮冬小麥的需水規(guī)律,促高產(chǎn),又要結(jié)合農(nóng)業(yè)氣候資源的增加開展多種形式的作物復(fù)種與間作套種高產(chǎn)模式,充分發(fā)揮氣候變暖帶來的資源優(yōu)勢(shì),避免或減少人為認(rèn)識(shí)不到位造成的冬麥?zhǔn)痉锻茝V受阻和產(chǎn)量下降。
(2)壓夏增秋。
氣候變暖和春季、夏季降水的減少已經(jīng)使農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)被迫作出相應(yīng)的調(diào)整。近年來,寧夏大力實(shí)施壓夏增秋的種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,即減少以小麥為主的夏糧播種面積,增加地膜玉米、馬鈴薯為主的秋作物播種面積,特別是南部山區(qū)川臺(tái)地和中部干旱帶南部的熱量資源已經(jīng)能滿足玉米等喜溫作物的生長,發(fā)展面積迅速擴(kuò)大。這些舉措本身就是應(yīng)對(duì)氣候變化的戰(zhàn)略調(diào)整。伴隨夏秋作物種植比例的大幅度調(diào)整,寧夏糧食產(chǎn)量在近年來干旱不斷加劇的氣候背景下逐年提高,已經(jīng)從中受益。因此,在未來氣候變化趨勢(shì)沒有發(fā)生明顯改變前,山區(qū)壓減小麥特別是中部干旱帶旱地壓減春小麥面積,大力發(fā)展冬小麥和灌區(qū)冬小麥北移,大力增加玉米、馬鈴薯等高產(chǎn)秋作物比例,應(yīng)成為今后一段時(shí)期的穩(wěn)定應(yīng)對(duì)策略,盡量減少種植作物比例上的反復(fù)。
(3)大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)。
氣候變暖的最主要季節(jié)是冬季,寧夏最冷月最低氣溫上升十分明顯,這為近年來寧夏開展的設(shè)施農(nóng)業(yè)提供了氣候依據(jù),大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)作為應(yīng)對(duì)氣候變化的主要舉措,也是在自覺或不自覺地適應(yīng)氣候的變化。20世紀(jì)80年代以前,寧夏冬季氣溫較低,一般需要采用加溫溫室才能保證蔬菜生產(chǎn),發(fā)展規(guī)模十分有限。進(jìn)入90年代后,隨著冬季氣溫的上升,寧夏開始嘗試建造日光溫室,但當(dāng)時(shí)氣溫升高不穩(wěn)定,關(guān)鍵時(shí)期還需要人工加溫,發(fā)展也受到一定限制。本世紀(jì)以來,冬季氣溫進(jìn)一步升高,為大面積發(fā)展日光節(jié)能溫室提供了條件,各地也逐漸開始采用山東等冬季氣溫較高的省區(qū)流行的移動(dòng)式大棚進(jìn)行蔬菜生產(chǎn),這本身就說明氣候變暖使寧夏冬季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境轉(zhuǎn)好。但隨著氣候變暖,寧夏秋冬季降水天氣趨向增多,秋季連陰雨和冬季低溫陰雪寡照天氣出現(xiàn)的可能性增大,也可能出現(xiàn)階段性氣溫反復(fù)和異常低溫。因此,在寧夏大面積發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的背景下,出現(xiàn)短期災(zāi)害性天氣對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)造成的損失逐年加大,要做好各種預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施,特別是提高對(duì)極易造成設(shè)施農(nóng)業(yè)毀損、蔬菜受凍和生長停滯的短期異常低溫陰雨雪和寡照天氣等緊迫性、突發(fā)性災(zāi)害天氣的應(yīng)對(duì)能力。
6.2.3 提高農(nóng)業(yè)氣候資源利用率
(1)調(diào)整播期。
在變暖、變長的生長季,春小麥等提前播種和收獲可以避開或減少盛夏的高溫、干熱風(fēng)等極端氣候條件所造成的災(zāi)害,提高產(chǎn)量。寧夏小麥播種期由上世紀(jì)80年代前的3月上旬普遍提早到2010年的2月下旬,生育期提早10天,灌漿期遇到干熱風(fēng)的影響減小,產(chǎn)量有所提高。寧夏玉米播種期近年來也有所提早,但由于玉米苗期不耐凍,且氣候變化后異常低溫霜凍天氣并沒有明顯減少,因此玉米播種不宜過早。近幾年出現(xiàn)的玉米霜凍災(zāi)害也說明了這個(gè)問題。寧夏水稻育秧、插秧可以適當(dāng)提早到5月上旬,但2010年受灌溉條件限制,水稻插秧期普遍在5月中旬,個(gè)別地區(qū)不但沒有提早,反而推遲到5月中下旬甚至6月上旬,極大地浪費(fèi)了熱量資源。因此,隨著灌區(qū)冬小麥的播種,春季灌溉時(shí)間應(yīng)相應(yīng)提早,以安排水稻插秧的季節(jié)能適當(dāng)提早5~7天,對(duì)提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)十分有利。
我們利用作物模擬模型研究表明,在保持2010年施肥水平、品種不變的情況下,適當(dāng)將播期提前,寧夏中南部大部分地區(qū)馬鈴薯單產(chǎn)將提高10%~15%,最高區(qū)域可達(dá)60%,越到南部,產(chǎn)量提高幅度越大,但隨著播期提前,馬鈴薯遭受凍害的機(jī)率增大,要注意根據(jù)當(dāng)年的天氣氣候條件合理安排,不宜過分強(qiáng)調(diào)早播。甘肅定西的多年試驗(yàn)結(jié)果表明,適當(dāng)推遲馬鈴薯播種期也可增加產(chǎn)量,因?yàn)殡S著熱量資源的增加,適當(dāng)推遲播期仍能保證馬鈴薯正常成熟。在此前提下,馬鈴薯開花和結(jié)薯初期更容易遇到有效降水,減少了前期遭受干旱的時(shí)間,產(chǎn)量保證性增大。近年來寧夏的實(shí)踐表明,在馬鈴薯傳統(tǒng)適宜播種期遭遇嚴(yán)重干旱的情況下,不宜被迫播種,只要在6月上旬前能順利下種,產(chǎn)量還是有保證的。
(2)提高復(fù)種指數(shù)。
熱量資源的增加和可利用生長季的延長為提高農(nóng)作物復(fù)種指數(shù)提供了條件。寧夏可由傳統(tǒng)的春小麥套種玉米逐漸改為冬小麥復(fù)種玉米,冬小麥復(fù)種早熟插秧稻,即冬小麥復(fù)種玉米或插秧稻——春小麥套種玉米的兩年輪作和倒茬,實(shí)現(xiàn)一年兩茬,大幅度提高作物產(chǎn)量。此外,還可以嘗試多種方法提高復(fù)種指數(shù)。如移動(dòng)式大棚蔬菜——玉米輪作、麥后復(fù)種蔬菜等。
(3)適當(dāng)種植晚熟品種或生育期長的作物。
氣候變暖使寧夏引黃灌區(qū)積溫較1961~1986年增加多達(dá)200℃以上,≥10℃積溫增加了172.4℃,1987年后寧夏各地≥0℃、≥10℃積溫期間持續(xù)日數(shù)比之前延長了2~6天。根據(jù)未來100年氣候預(yù)測(cè)結(jié)果,預(yù)計(jì)未來寧夏作物可利用生長季可能會(huì)顯著延長。農(nóng)耕期的積溫增多、熱量資源增加,非常有利于喜溫作物中晚熟品種的種植區(qū)域擴(kuò)大。水稻全生育期可比1987年前的品種延長2~6天,育秧期、插秧期也可比以前適當(dāng)提早,但受霜凍限制,育秧期、插秧期不宜過早。旱直播稻也可由以前的早熟向早中熟發(fā)展。灌區(qū)和揚(yáng)黃灌區(qū)玉米在單季種植下,可適當(dāng)種植生育期較長的高產(chǎn)品種,提高玉米產(chǎn)量。但要注意的是,玉米苗期不耐凍,播種不宜過早。
6.2.4 大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)
(1)地膜覆蓋。
通過實(shí)驗(yàn)研究表明:地膜覆蓋具有較好的保水、增溫和增產(chǎn)效果。以相同條件的地膜處理和露地對(duì)照比較,馬鈴薯營養(yǎng)生長階段地膜耕層土壤含水量比對(duì)照提高5%~10%;5cm地溫提高2~3℃,10cm地溫提高近2℃,單產(chǎn)增加20%~40%。由于存在秋季降水增加,春夏季降水減少的氣候趨勢(shì),大力推廣秋季覆膜技術(shù),減少冬春季土壤水分的無謂蒸發(fā),可更進(jìn)一步提高地膜覆蓋的效能,增加春季作物抵御干旱的能力,提高、穩(wěn)定作物產(chǎn)量。
在地膜覆蓋栽培中,要考慮在適宜的時(shí)機(jī)揭膜,以便夏季降水能順利入滲,為后期生長積蓄水分條件。地膜馬鈴薯后期揭膜還有利于降低開花結(jié)薯初期高溫天氣的不利影響。
(2)壓砂瓜種植。
壓砂瓜種植方式是另一種節(jié)水栽培方式。根據(jù)近年來壓砂瓜種植區(qū)的調(diào)查,壓砂地土壤水分普遍好于裸露地,中部干旱帶裸露地上難以成活的瓜類在壓砂條件下卻能穩(wěn)定成活和結(jié)實(shí)。主要原因是壓砂層不僅能有效阻斷地下土壤水分通過毛細(xì)作用向上的水分蒸發(fā),還能使有效降水順利下滲,供瓜類生長結(jié)實(shí)。壓砂種植方式使昔日難以穩(wěn)定產(chǎn)出的極干旱地區(qū)有了穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,應(yīng)保持發(fā)展勢(shì)頭。同時(shí),要加大長期壓砂造成土壤退化的研究,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(3)節(jié)水灌溉。
改進(jìn)灌溉方式,推廣滴灌、噴灌和低壓管灌以應(yīng)對(duì)氣候變化造成的水分短缺。在水源清澈的地下水灌溉區(qū),發(fā)展噴灌、滴灌和低壓管灌可有效節(jié)約灌溉用水,支撐更大面積的農(nóng)業(yè)種植區(qū)域,可因地制宜地開展,沖抵大氣干旱的影響。在以黃河水為水源的引黃、揚(yáng)黃灌區(qū),要做好渠系防水、防滲的各項(xiàng)工作,研究各類作物的需水規(guī)律,科學(xué)調(diào)度水資源,既要保證作物關(guān)鍵期不缺水,又要減少大水漫灌過多和時(shí)機(jī)不適宜造成的水資源浪費(fèi)、地下水位升高和土壤鹽漬化。中部干旱帶和南部山區(qū)采取水庫、水窖在豐水期蓄水,干旱期開展補(bǔ)灌,最大限度地利用現(xiàn)有水資源的再分配,使作物能順利度過干旱期,達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)的目的。在作物生長過程中,還可結(jié)合地膜栽培、科學(xué)施肥等技術(shù)部分抵御干旱的負(fù)面影響。
(4)開發(fā)揚(yáng)水灌溉工程和庫灌工程,抵御暖干化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響。
應(yīng)對(duì)氣候變暖和干旱化的最有效手段是發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)。因此,自治區(qū)要爭取實(shí)施大柳樹水利工程,再造灌區(qū)來根本性改變農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件。
南部山區(qū)許多水庫已年久失修,水庫庫容嚴(yán)重下降,部分水庫已淤成一馬平川,幾乎無蓄水能力,還可能危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。雖然氣候變暖和降雨減少使這些存在多年隱患的水庫并沒有發(fā)生事故,但隨著氣候變暖,秋季降水增加,極端旱澇天氣出現(xiàn)的可能性增大。因此,在寧夏財(cái)力逐漸增強(qiáng)的今天,系統(tǒng)性地對(duì)山區(qū)水庫進(jìn)行清淤和加固,提高川臺(tái)地農(nóng)業(yè)灌溉的用水保障,抵御異常降水造成的水毀事故,保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全是水利上應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵舉措。
6.2.5 加強(qiáng)氣候變化預(yù)測(cè)和災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警,防御農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害
開展氣候變化預(yù)測(cè),提高預(yù)報(bào)時(shí)效,是應(yīng)對(duì)氣候變化和實(shí)施防災(zāi)減災(zāi)的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)上一般最好在作物播種前就能知道當(dāng)年的年景預(yù)測(cè),特別是生長季旱澇趨勢(shì)預(yù)測(cè),以便按照氣候安排計(jì)劃種植作物、面積和區(qū)域分布。在干旱、暴雨、霜凍、干熱風(fēng)、低溫冷害等災(zāi)害性天氣發(fā)生前,應(yīng)盡早發(fā)布時(shí)效較長和較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)警報(bào),對(duì)爭取時(shí)間實(shí)施防災(zāi)減災(zāi)舉措、救災(zāi)和災(zāi)后救濟(jì)、重建有十分重要的作用。為此,自治區(qū)要加大在寧夏氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警上的軟硬件投入,實(shí)現(xiàn)寧夏農(nóng)業(yè)、水利、氣象、林業(yè)、植保、民政、救災(zāi)等各個(gè)部門情報(bào)資料的共享、快速無阻礙傳遞和信息處理方面的合作,提升寧夏防災(zāi)減災(zāi)能力。
6.2.6 氣候變化條件下寧夏草地保護(hù)與利用對(duì)策
寧夏中部地區(qū)是典型的農(nóng)牧交錯(cuò)帶,農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入中畜牧業(yè)比重較高,發(fā)展養(yǎng)羊業(yè)是提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收入的重要途徑。建立人工草料地,提高人工飼草料生產(chǎn)能力。超載過牧、草畜不平衡是引起草地退化的主要?jiǎng)右颉鷻诜庥⑤o之補(bǔ)播、灌溉等措施是促進(jìn)草原恢復(fù)的有效措施。
寧夏中部地區(qū)年降水量在400mm以下,難以滿足喬木生長對(duì)水分的需求。在本區(qū)生態(tài)建設(shè)中只有種植耐旱的草本植物、旱生灌木和半灌木,才能獲得較高的生物產(chǎn)量。大力發(fā)展草地農(nóng)業(yè),實(shí)施草原封育能給天然草原的原生植被提供一個(gè)休養(yǎng)生息的良好環(huán)境,恢復(fù)草場(chǎng)生產(chǎn)能力。
課題組
承擔(dān)單位:寧夏氣象科學(xué)研究所寧夏農(nóng)牧廳
課題負(fù)責(zé)人:張曉煜 郭德寶
參與人員:李紅英 張衛(wèi)平 袁海燕 王 靜 段曉鳳
張學(xué)藝 劉 靜 張 磊 衛(wèi)建國 馬國飛
韓穎娟 曹 寧 馬 寧
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