第三节　气候变化与气候资源利用研究


　　一、气候变化及其影响

　　（一）气候变化与对策研究

　　1987～1990年，黑龙江省气候中心利用历史气象资料，分析气候变化趋势，最早提出黑龙江省气候变暖。研究认为自1881年以来气温呈波动上升趋势，到20世纪80年代达历史最高值。冬、春季增温幅度超过夏、秋季。80年代初划分的黑龙江省五条积温带发生北移东扩性变化。预测未来10年（1991～2000年）黑龙江省年平均气温仍要上升0.3℃；冬季可达0.6℃，大于等于（≥）10℃积温将维持偏多趋势。进入20世纪以来，旱涝阶段分明，平均10年左右转换1次。旱涝存在22年和36年的准周期。未来10年（指90年代中后期）将进入雨量偏少，相对干旱时期，降水量平均减少1～2成，主要反映在中部、东部地区。研究还对未来50年气候做出了展望，建议充分利用气候变暖的热量资源，改进作物布局，调整种植结构等。1995年，此项成果获中国气象局科技进步奖。

　　（二）气候变暖及影响的研究

　　1992～1993年，黑龙江省气象局开展了气候变暖对农业及生态环境影响研究。组织气象、农业、林业等学科专家，立题研究黑龙江省气候变化对农业及生态环境影响与对策。采用多种方法和大量数据，研究了黑龙江省气候变化规律，气候变暖特点及未来50年气候趋势预测，分析提出了气候变暖对农业及生态环境的影响和应当采取的对策。此项研究在1995年获黑龙江省人民政府科技进步奖。

　　1999～2003年，气象科研人员开展了气候变暖对黑龙江省农作物影响研究。由黑龙江省气象台主持，国家气象中心及黑龙江省农业、水利等方面专家参与，承担了中国科技部下达的研究项目“气候变暖对黑龙江省主要农作物影响及结构调整对策的研究”。首先研究了黑龙江省气候变暖的事实、成因及未来50年的气候趋势。分析认为，1971～2000年比1881～1910年年平均气温上升1.4℃。气温突变在1990年前后，比前一次1897年的强升温年平均气温还要高1.7℃左右；1981～2000年比1951～1980年年平均气温升高1.1℃，气候明显变暖。变暖主要是极端最低气温上升，年较差变小。近20年黑龙江省极端最低气温较前26年升高1.0℃～2.23℃。升温最大是佳木斯，其次是呼玛。变暖后黑龙江省年温差平均减少1.16℃，减少最多的仍是佳木斯，为1.93℃。在四季中，冬季增幅最大，近20年比前30年（下同）平均增高1.59℃；春季次之，平均增温1.29℃；夏秋增温较小分别为0.53℃、0.48℃。分析全国160个站气温年平均差值看出，黑龙江省是全国最大变暖区。黑龙江省呼玛和新疆塔城为全国升幅之最，近20年比前30年年增温分别为1.6℃、1.4℃。研究认为ELNINO现象对黑龙江省冷夏控制能力减弱，冬季西伯利亚高压变弱和北太平洋高压变强是黑龙江省气候变暖的气候学原因。对未来30～50年的气候预测指出，通过对WMO认定较好的5个气候模式、2个排放情景数值模拟认为，2030年，黑龙江省年平均气温可提高1.94℃，2050年可提高2.42℃。而降水量变化不大，均在±3mm范围波动。研究认为，气候明显变暖的近20年比前30年大雨暴雨次数增多，大于等于（≥）30℃极端最高气温平均日数下降，小于等于（≤）－30℃平均日数减少，无霜日数明显增加，积温增加，低温冷害明显减少，大旱次数增加，大涝次数减少，风速减弱，大风次数减少，大雪次数增加，寒潮次数减少。对农业生态环境的影响表现在水土流失加重，西部沙化、盐碱化和草原退化加快，干旱面积增加，水资源匮乏，病虫害加重等。气候变暖对农作物生长利大于弊，有利于高产稳产。与前30年比玉米单产明显提高，水稻面积增加7.6倍，黑龙江省粮食总产翻了一番，其中气候变暖的贡献率达10％～13％。不利影响是，喜凉的亚麻、甜菜面积减少。对农业生态环境治理、水资源危机的适应性、防灾减灾、减少温室气体排放等提出了对策。认为在作物布局上，一、二积温带以玉米、水稻为主，退出小麦种植；三、四积温带发展大豆，置换玉米，适当增加水稻面积；小麦向四、五积温带集中。

　　2002年，黑龙江省气象台对黑龙江省近50年干旱发展进行了事实分析。应用降水、气温和土壤湿度资料分析干旱化发展趋势。其方法是用月平均气温、降水量距平和均方差所构造的干旱指数及土壤湿度显示干旱发展。结果表明，近50年黑龙江省向干旱发展，1990年以来干旱化趋势尤为明显，西部干旱化更为严重。气温的升高对干旱化的作用比降水更为严重。利用NCEP／NCAR的容积式土壤湿度计算全球50年来干旱发展趋势表明，黑龙江省干旱的发展是全球气候变暖的响应，全球平均气温上升1℃，黑龙江省干旱程度增加10％左右。1951～2000年，黑龙江省每10年干旱指数上升趋势系数为0.19～0.29，其中西部为0.23～0.29。春、夏、秋三季上升趋势指数分别为：0.32、0.13、0.21。

　　2000年，齐齐哈尔市气象局开展了气候变化对扎龙湿地生态环境影响的研究。采用方差分析和7年滑动平均分析齐齐哈尔市年降雨量变化，认为以24年周期变化为主。该市1955年前为少水期，1955～1967年为多水期，1968～1981年为少水期，1982～1993年为多水期，1994年后进入新的少水期。扎龙湿地年平均降水量为426毫米，折合水量占入境水量的62.85％，其余入境水量为乌裕尔河、双阳河、东升水库等来水。降水的阶段性对湿地产生明显影响。在1968～1981年少水期中，加上人类在中上游兴修水利工程，截流入境水量，以及开发湿地从事农业生产等活动的影响，使湿地面积由60年代初的260万公顷，到80年代初退缩到不足100万公顷。在1982～1993年的多水期中，由于温度上升使水相平衡提高，湿地没有大范围扩展，生物多样性变化不大。1994年后进入新的水少期，湿地缺水再次突出，由于温度进一步升高，干旱和人类活动影响加剧，生物多样性进一步破坏，芦苇、沼泽面积由原来的80％下降到60％，解决湿地补水问题刻不容缓。

　　2002年，虎林市气象局与省环保科研所有关科研人员利用858农场气象站（湿地地区）、虎林气象站（干地地区）20多年气象资料，进行干地与湿地气候因子的相关分析。认为年平均气温湿地与干地都在增温，但湿地比干地低0.5℃，原因是湿地的大量热量要用于蒸发；在1995年前湿地积温高于干地积温，而1995年后湿地积温低于干地积温，原因是湿地开垦面积增多，干地水田发展快，人工湿地大面积增加。

　　1991～1992年，黑龙江省气象科学研究所和大兴安岭地区气象局，在大兴安岭林区对林内小气候和采伐迹地小气候进行对比观测，在此基础上分析了森林采伐对局地小气候的影响。通过对辐射平衡的计算得出，白天采伐迹地的辐射平衡值略高于林冠层辐射平衡值，是林冠下面辐射平衡值的10倍以上；地面热通量，采伐迹地明显增加，永冻层加深；而林内热通量小，永冻层较浅；林冠层潜热交换远大于采伐迹地，在大气层结处于中性和不稳定情况下，可差5～10倍以上。

　　二、农业气候资源开发利用

　　（一）“吉”字号玉米引种气候可行性研究

　　1987年，黑龙江省气象局根据肇源等南部县引种“吉”字号玉米是否可行问题，组织气候和农业气象技术人员，对吉林省和黑龙江省气温、降水、光照等进行差异分析，分析引种“吉”字号玉米的气候风险。研究表明，黑龙江省南部与吉林省北部气候差异很小，热量条件基本一致，属同一气候区。在黑龙江省第一积温带，即大于等于（≥）10℃积温保证率在2600℃以上地区种植“吉”字号玉米可以正常成熟。在第二积温带采取保护地栽培，如育苗移栽、地膜覆盖等措施也可种植“吉”字号玉米。此项研究为黑龙江省大范围引种“吉”字号玉米提供了科学依据。

　　（二）“水玉米”与气象成因及对策的研究

　　1997～1999年，针对黑龙江省玉米水分过大，质量低劣问题，黑龙江省气象局组织科研人员对农业气候资源变化及开发利用进行调查研究。结果表明，1979～1998年，由于气候变暖加剧，五条积温带北移0.5～1.0纬度，三江平原二三积温带东扩面积较大；春季增暖明显，稳定通过10℃初日平均提前4～6天，终霜冻提前4～8天，夏季气温一直保持正常偏高水平，未出现一次严重的低温冷害。玉米水分过大的主要原因是越区种植造成的，与错误使用积温指导农民选用品种有关。首次提出按农作物生育期80％保证率积温选择品种的建议。生育期积温是指玉米平均出苗期至成熟期大于等于（≥）10℃的积温，与全年大于等于（≥）10℃的积温有很大差异（表4－2）。



　　显然，按全年大于等于（≥）10℃积温选用品种，与按生育期积温选用品种要差150℃～260℃，相当于超越1个积温带种植玉米。改用生育期80％保证率的积温选用品种，可保证玉米优质高产。在成果推广会上，黑龙江省农口厅局领导和专家讨论认为，这项研究实用意义强，是个创新。黑龙江省农业办公室根据省政府领导批示，将此项研究成果推广到各市、县人民政府。

　　（三）三江平原气候资源开发利用研究

　　黑龙江省气象局组织科研人员对三江平原的气候特征、农业气候资源、农业气候区划、主要灾害性天气及预测、利用气候资源合理开发治理三江平原等问题进行了深入研究。将三江平原划分为3个农业气候区：一是三江平原农业气候区。主要包括佳木斯市中西部、鹤岗，双鸭山中西部各县（市），属温和气候带，80％保证率大于等于（≥）10℃积温为2400℃～2600℃，年降雨量为500～550毫米，生长季干燥度为1.0，春旱较轻，但集贤、宝清等丘陵地区10年有5年发生重春旱，是中晚熟品种种植区。二是牡丹江半山间农业气候区。主要包括牡丹江、鸡西、七台河市所属大部县（市）。大于等于（≥）10℃积温为2400℃，年降雨量为550毫米左右，生长季干燥度为0.8～1.0。春旱概率为20％～30％，适宜种植中晚熟品种。三是三江农业区。主要包括抚远、虎林、饶河县。大于等于（≥）10℃积温为2200℃～2400℃，年降雨量为650毫米左右，生长季干燥度指数为0.8，气候湿润，春涝概率为50％～60％，常发生夏涝，是中早熟品种种植区。研究认为，低温冷害是三江平原地区的主要气象灾害，但1981年后强低温冷害明显减少；内涝特别夏秋涝象发生概率较高，达43％，严重影响粮食产量。

　　（四）黑龙江省主要气象灾害预测及区划研究

　　1993～1995年，黑龙江省气象科学研究所采用现代气候统计分析法，收集省内旱、涝、冷害年份的历史资料及经济损失情况，制定客观的灾害标准，划分灾害等级，研究灾害时空分布特征和发生规律；建立统计－动力模型，充分利用计算机技术对大量历史资料数据进行建库、加工、处理，做到从原始资料到预测结果和区划成果连续作业，将气象灾害的数据、指标、预测、区划、评估、检索联成一体，迅速向用户提供咨询和决策服务，具有很强的可操作性。本项研究还利用树木年轮资料，建立长达250年的气温序列，填补了中国东北地区气象资料的空白。建立了两套灾害等级标准，变静态灾害区划为动态灾害区划。与国内同类研究相比独具特色：以灾害信息系统的形式将灾害数据库、指标库、方法库等联成一体，随时可以客观分析、预测预报灾情、进行灾害区划、灾害评估、灾害检索。1995年，该项研究成果获黑龙江省人民政府科技进步奖。

　　（五）牡丹江市农业气候资源热量部分调查

　　1990年，在牡丹江市农业委员会的支持下，牡丹江市气象局与牡丹江市区划办合作，组织市县乡村4级共553人，其中专业技术人员171人，对全市各村的积温、霜期进行大规模调查，广泛收集了气象、林业、农场和水文等方面的气象观测资料，对各积温区临界线的村，采用实地调查、作物品种反馈等方法确定积温带的走向。通过调查和分析认为，牡丹江地区与省内同纬度比，气温冬季偏高，夏季偏低；区域内积温差异悬殊，东宁县三岔口盆地大于等于（≥）10℃积温在2700℃以上，而海林、林口等山区积温则在2100℃以下；一般县（市）有3～4个积温区，东宁有6个积温区；1980年后气候变暖，积温增加50℃～80℃。调查分析结果编印成《牡丹江市农业气候资源调查报告（热量部分）》，对牡丹江及所属的绥芬河、密山、宁安、林口、海林、穆棱、东宁、虎林县（市）各乡（镇）、村的积温，初终霜的最早、最晚和平均日期分别进行了确定，逐乡逐村列表描述。牡丹江市政府副市长胡宝福认为，调查报告很有实用价值，对全市农业生产具有现实的指导意义。

　　（六）佳木斯市农业气候资源利用研究

　　1995～1997年，由佳木斯市气象局主持，所属6个县（市）等有关人员参与开展佳木斯市农业气候资源开发利用研究，该项研究利用了行政区内13个气象站（含农场、林业气象站，下同）及周边5个气象站建国以来至1994年的历史资料，分析农业气候资源状况、农业气候灾害和农业气候区划并提出建议。在热量资源分析中，依据18个站的温度资料分别以海拔高度、纬度和经度作为因子建立经验方程，对没有气象资料的地方进行插值订正，求算各点的温度生长期（稳定≥5℃初日至稳定≤10℃终日的日数）。其方程为：M＝163.2749－0.0183H－0.06134Φ－0.03E（M为生长期长度，H为海拔高度，Φ为纬度因子，E为经度因子）。同时，给出了温度生长期初、终日方程。从而使全市各县气温稳定通过5℃初日、10℃终日、生长期长度、年大于等于（≥）10℃积温的划分细致到乡镇和农场。在水分资源分析中，提出了水分生长期（自然降水量超过40％蒸散量初日至最后的终日）。据此，在水分状态分布中将干旱分为春旱、春夏旱、秋旱、春夏秋旱、春旱夏秋干、春旱秋干六型；将内涝分为春涝、夏涝、夏秋涝、秋涝四型；将中间型分为春旱秋湿、全干两型。1997年，该研究成果被编印成册。此项研究的最大特点是使用1980年以来气候变暖的气象资料进行农业气候区划分析，在热量资源分析中使用插补订正方法，使大于等于（≥）10℃积温及主要界限温度等值线首次划分到乡镇和农场，实用性比较强。

　　（七）马铃薯种植气候优势研究

　　大兴安岭地区气象局就建立马铃薯种植、商品种薯种植基地的气候优势进行了研究。研究认为：大兴安岭地区冬季严寒漫长，不利于马铃薯病虫害越冬；夏季气温凉爽，无持续高温危害，适宜马铃薯生长；生长季气温日较差大，有利于马铃薯干物质的积累；大到暴雨少，蒸发量小，降水利用率高；日照资源丰富，大大提高了积温、无霜期利用的有效性。