氣候的變化及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
最近公司的智能人工氣候生長室非常暢銷，尤其是云南地區(qū)，可能與云南氣候變化較大，不適宜進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)有關(guān)，那么近期的氣候都是哪些因素發(fā)生了變化？這些變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生什么影響呢？
氣候變化是當(dāng)前熱點(diǎn)問題，眾多學(xué)者對(duì)區(qū)域氣候變化進(jìn)行過深入研究，應(yīng)用EOF進(jìn)行降水時(shí)空分布研究，效果很好。但現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)大多是針對(duì)單一氣候要素氣溫或降水進(jìn)行的，而關(guān)于光、溫、水三者相結(jié)合的農(nóng)業(yè)氣候變化研究報(bào)道甚少。地處低緯高原的云南是南亞和東亞季風(fēng)影響的過渡區(qū)，它立體氣候突出，干濕季分明，冬夏半年日照差異大。在全球氣候變化背景下，云南氣候變化特點(diǎn)鮮明。植物生態(tài)學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐認(rèn)為，氣候?qū)χ参锷L、產(chǎn)量形成和農(nóng)業(yè)的影響包括光、溫、水總量的匹配，氣候要素的時(shí)段變化和氣象災(zāi)害的綜合作用，而非僅僅單一要素的影響。在氣候因子中，最小候平均氣溫反映短時(shí)低溫，連續(xù)2旬滑動(dòng)平均日照時(shí)數(shù)表示寡照陰雨，連續(xù)3旬滑動(dòng)平均雨量最小值和最大值分別指示干旱和洪澇。3月日照充足、5—6月氣溫較高，三者對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響很小，不予考慮。云南雨季一般5月中下旬開始，5月下旬降雨普遍陡增量大，選用4月至5月中旬雨量更能反映春旱影響程度。云南夏秋季降水充沛、日照較少，2旬滑動(dòng)日照和3旬滑動(dòng)雨量最小值與同期干旱相關(guān)性極��；其余月段日照時(shí)數(shù)、平均氣溫和降水量均代表3個(gè)特定時(shí)段或作物敏感時(shí)段的光、溫、水總量。限于篇幅和研究主題，各初選氣候因子的物理意義不予詳述。數(shù)據(jù)預(yù)處理先統(tǒng)計(jì)8站點(diǎn)逐年各因子值，再分別對(duì)各因子求8站點(diǎn)逐年平均值，最后應(yīng)用17個(gè)變量、54年的樣本序列。
氣候?qū)r(nóng)業(yè)的影響不是多個(gè)氣候因子影響的簡單疊加，而是相同時(shí)段多氣候因子匹配的綜合作用和多個(gè)時(shí)段不同氣候匹配的共同影響，即不同的農(nóng)業(yè)氣候年型具有不同的農(nóng)業(yè)效應(yīng)。系統(tǒng)聚類法適用于農(nóng)業(yè)氣候的年型劃分，是對(duì)多變量(或樣本)按照相似程度(以距離表示)進(jìn)行客觀分類或歸類的一種成熟統(tǒng)計(jì)方法。在此以EOF分析得到的3時(shí)段所有主成分因子作為新變量組，經(jīng)對(duì)歷年新變量樣本標(biāo)準(zhǔn)化處理后，針對(duì)多個(gè)主成分因子歷年值的匹配進(jìn)行系統(tǒng)聚類和年份歸類。依據(jù)劃分的年型種類和各分類的主成分因子多年平均值可確定主要農(nóng)業(yè)氣候匹配年型的標(biāo)準(zhǔn)參照系，而某個(gè)農(nóng)業(yè)氣候年型的物理意義可由其主成分因子物理意義和因子值來解釋。按照農(nóng)業(yè)氣候匹配年型劃分經(jīng)分析，EOF對(duì)6—8月時(shí)段5個(gè)變量可提取84%~95%的原始信息，對(duì)另外2變量(3旬滑動(dòng)平均雨量最大值和最小值)可分別提取77.8%和68.2%的原始信息；提取的3個(gè)主成分因子其特征根對(duì)原始變量場總方差的貢獻(xiàn)率分別為46. 37%、22.33%和15.89%，三者累計(jì)貢獻(xiàn)率為84.58%。
基于氣候變化的農(nóng)業(yè)和生物學(xué)意義，針對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候特點(diǎn)來劃分研究時(shí)段和選定分析要素項(xiàng)，所選17個(gè)因子考慮了3時(shí)段氣候三因素的總量，主要不利短期氣候和中等時(shí)段要素值3個(gè)方面。 3個(gè)時(shí)段都分析了氣候三因素總量，代表了整個(gè)農(nóng)業(yè)生長季的光溫水總量；云南各氣候要素全生長季的相對(duì)變異比各月段的明顯要小，故在因子選擇上不必單獨(dú)考慮全生長季氣候要素總量。另一方面，不但分3個(gè)時(shí)段提取相互獨(dú)立主成分因子，而且從主成分因子的不同匹配上進(jìn)行了研究。因子選擇和研究方法具有合理性和科學(xué)性。)進(jìn)入1990年代中期后，第5、6類云南農(nóng)業(yè)氣候年型出現(xiàn)概率很高，根據(jù)植物生態(tài)學(xué)原理，此二類氣候年型的農(nóng)業(yè)效應(yīng)差異大；進(jìn)入21世紀(jì)后，第6類農(nóng)業(yè)氣候年型出現(xiàn)的概率達(dá)3/4，其氣候特點(diǎn)不僅是溫度高，而且春旱特輕，夏季雨量典型偏少、秋季陰雨寡照重。說明云南農(nóng)業(yè)主要生長季氣候變化加劇了，或許正進(jìn)入一個(gè)與1950—1980年代時(shí)期偏差大的階段。3個(gè)時(shí)段提取的第1主成分反映的都不是溫度，而是日照或雨量；春、秋季日照對(duì)第1主成分的影響大于雨量，即光照和降水的變化比氣溫變化更顯著，很值得關(guān)注。關(guān)于農(nóng)業(yè)氣候匹配年型的劃分及其變化特點(diǎn)，具有明確的農(nóng)業(yè)和生物學(xué)意義，對(duì)做好云南氣候影響評(píng)價(jià)、產(chǎn)量預(yù)測(cè)和農(nóng)業(yè)年景展望，具有重要指導(dǎo)意義。
