氣候變化對(duì)獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的作用,農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)論文IPCC發(fā)布的歷次氣候變化評(píng)估報(bào)告均充分證實(shí)全球氣候系統(tǒng)變暖已是不爭(zhēng)的事實(shí)。2020年第五次評(píng)估報(bào)告〔AR5〕指出，1880-2020年全球平均地表溫度大約上升了0.85〔0.65-1.06〕℃，且陸地增溫大于海洋，冬半年大于夏半年，1983-2020年可能是過去1400年中最暖的30年。氣候變化影響社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面，十分是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)受氣候變化的影響更為直接。近年來，諸多學(xué)者通過IPCC發(fā)布的不同階段的評(píng)估報(bào)告，針對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)林果主要?dú)庀鬄?zāi)禍的影響展開了一系列的研究。潘根興、劉彥隨等針對(duì)氣候變化對(duì)中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象資源、農(nóng)業(yè)生物環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的影響進(jìn)行了研究，指出區(qū)域性干旱將成為我們國家將來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)愈來愈嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。楊曉光、李勇、徐斌等針對(duì)全球氣候變化對(duì)中國種植制度北界及對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)單雙季稻高低溫災(zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)及其產(chǎn)量影響進(jìn)行了研究?；糁螄葘?duì)氣候變暖對(duì)農(nóng)作物病蟲害的影響進(jìn)行了具體的分類研究。柳晶、郭海英等的研究以為植物物候?qū)夂蜃兓憫?yīng)比擬敏感。楊小利通過對(duì)蘋果生產(chǎn)對(duì)氣候變化的評(píng)估后以為蘋果生長(zhǎng)周期延長(zhǎng),鄧振鏞、姚小英、劉敬強(qiáng)針對(duì)西北地區(qū)特色作物對(duì)氣候變化響應(yīng)進(jìn)行過研究?；糁螄⒗钍揽葘?duì)主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了針對(duì)一年生農(nóng)作物、多年生果樹不同承災(zāi)體類型的風(fēng)險(xiǎn)概率估算方式方法及其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。賀文麗等以年平均氣溫、無霜期、年降水量作為區(qū)劃因子開展了陜西獼猴桃種植氣候生態(tài)適宜性區(qū)劃。王景紅等基于自然災(zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成原理，構(gòu)建了獼猴桃高溫干旱災(zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。但針對(duì)氣候變化對(duì)獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)的影響預(yù)估研究尚未見相關(guān)文獻(xiàn)。陜西是全球最大的獼猴桃生產(chǎn)基地，截止2020年，全省獼猴桃種植面積86.40萬畝，產(chǎn)量82.29萬噸，約占全球獼猴桃種植面積的1/3，全國獼猴桃種植面積的2/3以上。獼猴桃也是陜西農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，平均每畝經(jīng)濟(jì)效益到達(dá)6300元。因而，開展氣候變化對(duì)獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)影響研究，為應(yīng)對(duì)氣候變化，促進(jìn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)合理布局，提高獼猴桃生產(chǎn)氣象防災(zāi)減災(zāi)提質(zhì)增效具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1、資料與方式方法1.1資料收集1.1.1預(yù)估數(shù)據(jù)全球氣候形式〔GCM〕是預(yù)估將來氣候變化趨勢(shì)的有效手段，北京氣候中心〔BCC〕發(fā)展的全球氣候系統(tǒng)形式BCC_CSM1.1〔BeijingClimateCenter_ClimateSystemModelversion1.1〕介入了世界氣候研究計(jì)劃〔WCRP〕組織的第五階段耦合形式發(fā)展比擬計(jì)劃〔CMIP5〕并表現(xiàn)出較強(qiáng)的模擬能力。在AR5中，采用了CMIP5形式和新排放情景，CMIP5形式耦合了大氣、海洋、陸面、海冰、氣溶膠和碳循環(huán)等多個(gè)模塊，動(dòng)態(tài)植被和大氣化學(xué)經(jīng)過也被耦合。CMIP5開發(fā)了融入政策因素的代表性濃度途徑〔RepresentativeConcentrationPathways，RCPs〕情景數(shù)據(jù)。采用新的形式和情景，預(yù)估準(zhǔn)確性有所提高，這也是AR5的亮點(diǎn)之一。RCPs包括4種典型濃度途徑RCP8.5、RCP6、RCP4.5、RCP2.6。華而不實(shí)RCP6與RCP4.5情景是通過采取一系列技術(shù)和措施來控制溫室氣體排放不超過目的水平，并使總輻射強(qiáng)迫在2100年之前到達(dá)穩(wěn)定的中間穩(wěn)定途徑。氣象災(zāi)禍評(píng)估主要牽涉氣象要素的日變化，因而對(duì)極端天氣表現(xiàn)能力更強(qiáng)的RCPs情景數(shù)據(jù)在氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)影響評(píng)估方面更有優(yōu)勢(shì)。研究使用國家氣候中心研究人員利用國際理論物理研究中心的區(qū)域氣候形式RegCM4.0，單向嵌套BCC_CSM1.1氣候系統(tǒng)形式，鑒于RCP4.5的優(yōu)先性大于RCP6，因而對(duì)中國地區(qū)進(jìn)行RCP4.5排放情景下，1950-2099年的連續(xù)積分模擬結(jié)果輸出的氣溫、降水二進(jìn)制格點(diǎn)數(shù)據(jù)作為預(yù)估基礎(chǔ)，形式水平分辨率為50km。采用插值方式方法將格點(diǎn)數(shù)據(jù)插值到研究區(qū)域中的氣象站點(diǎn)，生成1950-2060年的平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量逐日時(shí)間序列數(shù)據(jù)。1.1.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用于計(jì)算基準(zhǔn)期氣象災(zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的數(shù)據(jù)來源于陜西省氣候資料室，主要收集日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日降水、日照等數(shù)據(jù)。陜西獼猴桃基地縣的種植面積、品種等數(shù)據(jù)來源于陜西省果業(yè)局。陜西省主栽的獼猴桃主要為秦美和海沃德等晚熟品種，占到種植面積的70%以上，因而獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估時(shí)段主要與晚熟品種的特性和物候期一致，根據(jù)陜西生態(tài)物候監(jiān)測(cè)網(wǎng)對(duì)秦美獼猴桃的物候監(jiān)測(cè)，一般樹液流動(dòng)期在3月上旬、芽膨大期3月下旬、雌花開放盛期在5月上旬、可采成熟期在9月下旬-10月上旬、落葉期在11月中下旬。1.2研究方式方法1.2.1風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算氣象災(zāi)禍致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性主要表現(xiàn)為其危害強(qiáng)度和發(fā)生概率，因此氣象災(zāi)禍的氣候風(fēng)險(xiǎn)可用其發(fā)生時(shí)的危害強(qiáng)度和發(fā)生概率來表征。根據(jù)柏秦風(fēng)等的研究成果，構(gòu)建獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)：式中：VH為某種災(zāi)禍的氣候危險(xiǎn)性風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，用于表示氣候致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)大小，其值越大，則氣候致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)程度越大，災(zāi)禍發(fā)生時(shí)造成損失越大。sd、md、ld分別為重度、中度、輕度氣象災(zāi)禍的發(fā)生概率，sc、mc、lc分別為重度、中度、輕度災(zāi)禍的災(zāi)損系數(shù)。根據(jù)陜西省經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)臺(tái)歷次災(zāi)禍實(shí)地調(diào)查及有關(guān)文獻(xiàn)資料，確定了獼猴桃越冬期凍害、芽膨大期凍害、日灼災(zāi)禍的受災(zāi)分析時(shí)段、致災(zāi)氣候因子、成災(zāi)等級(jí)指標(biāo)及災(zāi)損系數(shù)，見表1。1.2.2分析時(shí)段劃分以1971-2000年為基準(zhǔn)期，預(yù)估期分2001-2030年和2031-2060年兩個(gè)時(shí)段，利用歷史基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和預(yù)估數(shù)據(jù)，分別計(jì)算在基準(zhǔn)期和將來不同時(shí)段獼猴桃主要種植區(qū)三種主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分布，預(yù)估將來獼猴桃果區(qū)主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)區(qū)較基準(zhǔn)期的變化情況。2結(jié)果與分析2.1越冬期凍害風(fēng)險(xiǎn)越冬期凍害是陜西獼猴桃生產(chǎn)中最為普遍也是最主要的氣象災(zāi)禍，主要集中在初掛果果園和長(zhǎng)勢(shì)過旺的果園。通過對(duì)基準(zhǔn)時(shí)段越冬期凍害指數(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析表示清楚，越冬期凍害主要分布在秦嶺山區(qū)海拔約1000-1400米的山區(qū)，以及關(guān)中北部和西部海拔800-1000米的大部分地區(qū)。該區(qū)域中度凍害發(fā)生約2a1遇，同時(shí)存在2-6a1遇的重度凍害。中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在陜南米倉山、大巴山、秦嶺南麓海拔約800-1000米的臺(tái)塬和關(guān)中平原北部海拔500-800米的地區(qū)及關(guān)中平原東部海拔500米下面部分地區(qū)，該區(qū)域中度越冬期凍害2a1遇，同時(shí)存在3-5a1遇的輕度凍害。秦嶺南麓、米倉山、大巴山以北海拔約600-800米的大部區(qū)域和關(guān)中平原處在輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，輕度凍害約2-5a一遇。陜南漢江流域海拔600米下面區(qū)域基本無風(fēng)險(xiǎn)，該區(qū)處在北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，冬季氣溫較關(guān)中高，獼猴桃越冬期寒潮降溫幅度較小。從預(yù)估情況看，在RCP4.5排放情景下，將來獼猴桃越冬期凍害的重度及以上風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和基本無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)都將逐步縮小，到2031-2060年關(guān)中將以中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，陜南將基本以輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主。全省當(dāng)前種植面積較為集中的秦嶺北麓重點(diǎn)種植區(qū)越冬期凍害風(fēng)險(xiǎn)有所增加，其越冬期凍害風(fēng)險(xiǎn)將由輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)變?yōu)橹卸蕊L(fēng)險(xiǎn)區(qū)，漢中盆地種植區(qū)將由基本無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)向輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)過渡，而關(guān)中北部的次適宜種植區(qū)的越冬期凍害風(fēng)險(xiǎn)沒有明顯增加趨勢(shì)，秦嶺南坡的凍害重度風(fēng)險(xiǎn)去將逐步減小，逐步變?yōu)橹卸蕊L(fēng)險(xiǎn)區(qū)。2.2芽膨大期凍害陜西獼猴桃種植區(qū)3-4月的冷空氣經(jīng)過占到全年的1/3，此時(shí)正值獼猴桃芽膨大期，因而常遭到凍害影響，進(jìn)而影響產(chǎn)量和品質(zhì)。通過分析基準(zhǔn)時(shí)段芽膨大期凍害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，發(fā)現(xiàn)關(guān)中的渭南市和銅川市全區(qū)，咸陽市的淳化、永壽、禮泉以及寶雞市的岐山、鳳翔、千陽和隴縣芽膨大期凍害風(fēng)險(xiǎn)最高，華而不實(shí)中度凍害3-4a1遇，同時(shí)存在3-5a1遇的重度凍害。中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在關(guān)中北部及秦嶺南麓的部分地區(qū)，華而不實(shí)陜南中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)海拔較高，關(guān)中區(qū)地理略偏北，該區(qū)重度凍害5-12a1遇、中度凍害8-12a1遇。秦嶺南麓海拔約800-1000，米倉山、大巴山山區(qū)海拔約800-1200米的大部分地區(qū)以及渭河平原及其兩岸海拔約500-800米的大部分地區(qū)屬輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，中度和輕度芽膨大期凍害發(fā)生頻率低，危害小。從預(yù)估結(jié)果來看，將來獼猴桃芽膨大期凍害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)將明顯減小，風(fēng)險(xiǎn)將以無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，基本覆蓋了當(dāng)前除關(guān)中西部之外的大部分區(qū)域。十分是陜南的芽膨大期凍害風(fēng)險(xiǎn)將大大降低。關(guān)中中部的芽膨大期凍害風(fēng)險(xiǎn)略有增加，關(guān)中北部的越冬期凍害和芽膨大期凍害不容忽視，應(yīng)是該區(qū)域拓展獼猴桃產(chǎn)業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的氣象問題。2.3日灼災(zāi)禍陜西晚熟獼猴桃的幼果期和果實(shí)膨大期碰到夏季高溫經(jīng)過，易造成果實(shí)灼傷，較為嚴(yán)重的可引起落葉落果，嚴(yán)重影響其品質(zhì)及儲(chǔ)藏性。通過分析氣候基準(zhǔn)時(shí)段獼猴桃日灼災(zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，獼猴桃的日灼災(zāi)禍基本以基本無風(fēng)險(xiǎn)和輕度風(fēng)險(xiǎn)為主，華而不實(shí)基本無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在秦嶺南麓及米倉山、大巴山海拔約1100米以上的山區(qū)，關(guān)中西部和北部海拔約1000米以上的山區(qū)，夏季高溫日數(shù)少，持續(xù)時(shí)間短，偶有輕度日灼災(zāi)禍發(fā)生。輕度度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在關(guān)中南部、北部和西部以及陜南海拔500-1000米的區(qū)域，該區(qū)以臺(tái)塬、丘陵為主獼猴桃果實(shí)膨大期，輕度日灼災(zāi)禍2-7a1遇，同時(shí)存在3-4a1遇的重度和中度日灼災(zāi)禍。中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要分布在關(guān)中中東部，除輕度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)以外的大部分平原川道地區(qū)，另外，陜南的漢江下游和丹江下游兩岸有小部分分布,該區(qū)地勢(shì)略偏低、地形以河谷川道為主，夏季受下沉氣流影響，高溫日數(shù)較多，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在獼猴桃果實(shí)膨大期易構(gòu)成高溫與干旱互相脅迫的形勢(shì)，造成獼猴桃膨大期水分欠缺，中度日灼災(zāi)禍2-3a1遇，同時(shí)存在3-4a1遇的重度災(zāi)禍。從預(yù)估結(jié)果來看，將來日灼災(zāi)禍呈現(xiàn)逐步加重的趨勢(shì)，呈現(xiàn)出從東北向西南逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)，到2001-2030年，關(guān)中東部的渭南市基本都在中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，商洛和漢中部分地區(qū)的日灼災(zāi)禍由輕度和基本無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)向中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)過渡，當(dāng)前重點(diǎn)扶持種植的秦嶺北麓沿線基地縣除關(guān)中西部外基本都處在中度風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。到2031-2060年，關(guān)中東部、商洛和漢中東部基本都嚴(yán)重的日灼風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)中以西安為界的東部區(qū)域，陜南以安康為界的東部區(qū)域基本都在中度風(fēng)險(xiǎn)以上，全省獼猴桃種植區(qū)基本無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)基本消失。3、討論氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)影響的模型模擬通常采用敏感性分析或情景分析，本研究基于RCP4.5排放情境下的預(yù)估數(shù)據(jù)對(duì)陜西獼猴桃產(chǎn)地的主要?dú)庀鬄?zāi)禍風(fēng)險(xiǎn)的將來變化進(jìn)行了評(píng)估，該預(yù)估數(shù)據(jù)能夠很好地表現(xiàn)出陜西省溫度的地理分布特征以及降水由南向北遞減的基本特點(diǎn)。原有的氣候變化預(yù)估研究大多基于IS92、SRES等情景狀況，本研究采用的RCPs情景考慮了政策因素，能夠愈加科學(xué)客觀的預(yù)估將來的氣候變化狀況，同時(shí)RCPs情景數(shù)據(jù)對(duì)極端天氣預(yù)估方面較強(qiáng)，對(duì)于研究由極端溫度引起的災(zāi)禍影響評(píng)估分析結(jié)果更為可信。然而，由于氣候預(yù)估的復(fù)雜性，十分是在區(qū)域尺度上的模擬與將來的實(shí)際有一定的差異，因而，本研究結(jié)果僅從氣候模擬角度出發(fā)，應(yīng)存在一定的不確定性。在獼猴桃主要?dú)庀鬄?zāi)禍成災(zāi)等級(jí)指標(biāo)及災(zāi)損系數(shù)確定方面，本研究均基于原有研究成果及陜西省經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)臺(tái)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)品種及樹齡等因素未做區(qū)分，而影響獼猴桃種植及對(duì)災(zāi)禍抗逆性的因素除氣象條件外還有品種和其它立地條件等。劉占德等的研究表示清楚，陜西關(guān)中的獼猴桃凍害程度與樹齡和樹勢(shì)有關(guān)，初掛果果樹和長(zhǎng)勢(shì)較旺的幼樹發(fā)生較為嚴(yán)重，因而將來的研究中氣象災(zāi)禍及災(zāi)損率等指標(biāo)針對(duì)不同的獼猴桃品種或在不同區(qū)域內(nèi)均應(yīng)有所區(qū)別。同時(shí)隨著氣候變化的加劇，作物物候期也將隨之發(fā)生變化，