天气、气候对农业的影响--以美国的谷物生产为例

　　天气和气候是影响全球农业生产的显著因子。无论是天气的季节变化还是其区域变化都对农作物产量的潜力产生直接影响(世界主要产粮区和气候特征报告, 1997)。目前，尽管人们通过使用新的农业技术，高产种子，有计划地使用肥料、除草剂、杀菌剂来提高农作物产量，但天气仍然是影响农作物收成的主要影响因子。从播种到收获，降水、温度、日照时数和风等气象因子对农作物的产量和质量都有重要影响。
　　有关研究指出，农作物产量的波动和天气变化之间有很强的相关关系。比如，象棉花这样的喜热作物在生长的早期遇霜冻或持续太久的阴雨天气将很难存活。有些作物对水的依赖比较明显，如要获得稳定的收成，春小麦至少需要350－400毫米的雨量。如果遇上干旱年份，这些依赖水的农作物的产量将受严重影响。一方面，土壤需要为庄稼提供足够的水份以抵销叶面蒸腾失去的水份，另一方面，过量的降水也会严重影响粮食的产量和质量。如果过量降水和异常高温遇到一起，其对作物的影响更为严重。事实上，温度是谷类作物生长期中最重要的气候影响因子。以美国为例，在谷类作物授粉、灌浆期，温度超过35°C的每一天, 每英亩都要减产1.5蒲式耳。如果土壤中含有足够的水份，高温天气对谷类作物的影响要小一些。但是，即使是短期的干旱也足以使得土壤水份大大减少。在谷类未成熟的时候遇上低于0°C的低温天气，由于霜冻导致叶子的损失将延缓作物的生长，最终也会造成减产。
　　美国农业部公布的1970－1997年谷物产量的变化曲线表明，1970年以来，美国的谷物产量有明显增长。有关专家认为，这和使用杂交种子有关。同时，化肥的使用和病虫害治理对产量增长也有贡献。从图上我们也看到，谷物产量的增长趋势上，还叠加一个很大的波动。如，73－74年，79－80年，82－83年，87－88年，90－91年，92－93年， 94－95年，粮食产量都有较大的回落。研究表明，厄尔尼诺南方涛动(ENSO)对谷物生产有很大影响。在22个正南方涛动指数年中，有7年美国谷物获得大丰收，12年接近正常，只有3年(其中有一个涝年)，谷物减产。相反，15个负南方涛动指数年中只有1年艾奥瓦州谷物丰收，但有6年谷物大减产。美国受其影响最严重的谷物产区为中西部的艾奥瓦、伊利诺斯州和南部的密西西比州。从艾奥瓦州，明尼苏达州一直到南北达科他州，其温度影响最大。其湿度则主要影响艾奥瓦州南部及其以东地区。人们甚至可以根据南方涛动指数(SOI) 来预报谷物产量。一般来说，SOI<-0.8 时，谷物产量将可能增加，负南方涛动指数可能导致谷物产量高于趋势线以上10%。相反，正南方涛动指数(SOI>0.8) 可能造成艾奥华州谷物大减产。当然，ENSO对各产粮区的影响不尽一致。如正南方涛动指数对印地安纳州谷物产量的影响就没有统计显著性。