本期通报描述了2019年1-4月(即监测期)期间的农业生产形势。在本章节,我们关注覆盖全球的65个制图报告单元(MRU)的农气特征,但是CropWatch农气监测指标(CWAIs)只关注每一个全球制图报告单元内的农业区域的气候变量均值,例如,在“撒哈拉至阿富汗沙漠”地区,只考虑尼罗河谷和其它耕地区域。全球制图报告单元详见附录B,用来识别球气候特征。2019年1-4月全球制图报告单元农气指标数值参见附录A的定义和表A.1。
尽管CWAIs用与气候学变量相同的单位来表示,但其采用的是农业区域的空间平均值,并使用潜在农业产量进行权重计算。MRU尺度监测指标(降水、气温、光合有效辐射和潜在生物量)间的相关性直接源于气候学本身。例如,赤道附近降水和气温的正相关(R=0.364)主要受到其降水量大影响。
农情通报所强调的“平均”的参考期指的是自2004至2018年的15年时期。虽然与2004-2018年的距平并非异常值评判标准(严格来说应该采用30年),我们仍然使用该术语。列出的距平虽然与其他来源不同,但趋势保持一致,如美国国家海洋和大气管理局(NOAA)或哥白尼计划(Copernicus)使用更长的参考期(30或100年)。在以前的章节中也强调过,CropWatch采用近15年作为参考期的具体原因是因为CropWatch关注的是农业,15年被认为是气候学意义和农业意义之间可接受的折中期:农业对持续气候变化的响应要短于30年(一代人)。对于后续章节中采用的生物(农情)指标,我们甚至采用更短的5年参考期(即2014 -2018年),但潜在生物量指标是与较长的15年平均进行比较。这为市场对供应变化的快速反应提供了条件,同时,尽管有长期变暖趋势,但最近几年(例如2008年或2010-2013年)所有变缓。
需要强调的是,考虑到本节所涉及的区域的大小,由于气候在区域内的空间变化,即使很小的距平变化也可能对植被和农业产生巨大影响。
与常年平均的差异,即距平特征,在描述监测期情况上比均值本身更有意义。尽管约60%的地区的监测期降水低于常年平均,但是整体上农业区域的降水仍比15年参考期(2004-2018)平均值高2%。气温接近常年平均(仅距平偏高0.1°C),而光合有效辐射略高于往年平均。目前的潜在生物量计算过程使得潜在生物量依赖于降水和气温,监测期内潜在生物量变化的影响有80%来自于降水,气温只有几个百分点的影响。正是如此,尽管55%的全球制图报告单元的潜在生物量高于常年平均,但全球潜在生物量均值仅高于常年平均1%。
与之前相同监测期(1-4月)相比(尤其是2017年,其次为2018年),当前通报期降水量更接近15年平均:2017年高于常年平均13%,2018年高于常年平均8%,2019年仅高于常年平均2%(图1.1)。对于光合有效辐射来说,在2017年和2018年分别低于常年平均2%和5%后,本监测期高于常年平均1%。相似的是,全球气温在2017和2018年分别低于常年平均0.2°C和0.1°C,2019年则略高于常年平均0.1°C。考虑到权重均值(表1.1),全球均值更接近于常年平均。
虽然目前的1-4月监测期比之前同期更接近于常年平均,但不同大陆间差异显著,如表1.1所示。大洋洲大部分地区降水匮缺较大(较常年平均偏低23%,处于夏季,多数在东部和南部),中美洲、南美洲和非洲降水适中,其中中美洲作物处于生长季节晚期和末期,南美洲的南部区域在监测期内对应夏季作物末期,非洲在监测期内覆盖地中海冬季末期和非洲南部玉米生长季。北非、中亚和东亚降水均在一定程度上高于常年平均,分别偏高12%、11%和10%。
图 1.1 全球制图报告单元(MRU)过去2年与过去15年同期降水、气温和光合有效辐射距平(65个全球制图报告单元平均,未加权重)
表 1.1 全球制图报告单元(MRU)2019年1-4月与过去15年同期农气指标距平(%),每一组中均值均采用单个全球制图报告单元的农用地权重计算。“其它”包括图中用白色显示的5个非农业区域。
| 累计降水距平 (%) | 平均气温距平( °C) | 光合有效辐射距平( %) | 潜在生物量距平( %) | |
非洲 | -5 | -0.1 | 2 | -6 | |
南美洲和中美洲 | -4 | -0.3 | 2 | -3 | |
北美洲 | 12 | -0.9 | -4 | 0 | |
中亚 | 11 | 0.7 | -4 | 12 | |
东亚 | 10 | 0.8 | -3 | 8 | |
南亚 | -2 | -0.1 | 2 | 2 | |
欧洲 | -3 | 0.8 | 2 | 1 | |
大洋洲 | -23 | 0.4 | 4 | -21 | |
其它 | 7 | 2.2 | 0 | 18 | |
全球 | 0.4 | 0.0 | 0.4 | -0.2 |
北美的气温较常年平均偏低0.9°C,光合有效辐射较常年平均偏低4%,监测到大部分区域气温与光合有效辐射相关性不大,陆域其它区域气温小幅偏低0.3°C。光合有效辐射偏低最多的情况发生在北美,其次为中亚和东亚(分别较常年平均偏低4%和3%)。
尽管列为“其它”的区域主要为非农业区域,但有意思的是这些区域监测到较常年平均偏高较多的降水和气温(分别偏高7%和2.2°C),且都是由于北美亚北方带异常气候状况造成的,其降水较常年平均偏高21%,气温较常年平均偏高3.5°C,这是非常显著的,并导致了反季节的冰雪融化。
潜在生物量距平与降水距平趋势相似,但北美是个例外,其潜在生物量距平异常是由低温和低日照的综合影响造成的。在最高纬度地区,潜在生物量增幅很大,较常年平均偏高18%。
1.3 降水和潜在生物量距平
图1.2 全球制图报告单元(MRU)2019年1月至4月与过去15年同期降水距平(%)
图1.3 全球制图报告单元(MRU)2019年1月至4月与过去15年同期生物量距平(%)
大洋洲出现了降水量较常年平均偏低30%以上的情况,包括新西兰 (MRU56,偏低32%)、澳大利亚西南部的纳拉伯至达令河(MRU 55,偏低40%)。作为农业主产区的昆士兰至维多利亚(MRU 54)降水较常年平均偏低23%(监测期内降水为171毫米,常年平均为222毫米)。以上这些地区尚未进入作物主要生长季节,尽管土壤水分低于预期,但对粮食产量并未产生较大影响。这同样适用于中美洲大部分区域(MRU 17 谢拉马德雷地区,降水偏低37%)和南美洲北部(MRU 19,降水偏低33%)。在南锥半干旱地区(MRU 28,降水偏低30%)耕地占少数,降水匮缺主要对畜牧业有影响。位于热带的中国海南(MRU 33,降水偏低39%)作物主要生长季节刚刚开始,但存在水分胁迫状况。干旱影响最严重的情况可能发生在北非地中海地区(MRU 07),特别是在马格里布,主季小麦和大麦的生长末期正好处在本监测期内,水分匮缺(偏较常年平均低33%)势必会影响作物成熟。
干旱严重程度稍低但仍然显著的降水匮缺影响了以下区域:南亚(MRU 45,降水偏低13%)、东南亚大陆(MRU 50,降水偏低12%)、东非高原(MRU 02,降水偏低10%)和非洲之角(MRU 04,降水偏低17%)。
北美的两个不相邻区域以及从西非绵延至中亚和东亚的广袤区域的降水较常年平均偏高较多。近几期CropWatch通报均反复强调该区域的这个特征,似乎已成为一个长期特征。在北美,高降水影响了美国玉米主产区(MRU 13)和美国西海岸(MRU 16),分别较常年平均偏高34%和32%,这2个重要农业区都遭受到了水涝和洪水的影响。在亚洲,从地中海东部(MRU 31,西亚,降雨量偏高33%)到中国降雨较常年平均偏高较多,中国的地区包括:中国黄淮海区(MRU 34,偏高34%),中国华南区(MRU 40,偏高43%)以及中国台湾(MRU 42,偏高45%)。此外,还需要提及的区域分别为中国黄土高原区(MRU 36)、中国甘新区(MRU 32)和蒙古南部(MRU 47),降水分别较常年平均偏高35%、61%和170%。中国黄土高原区是农业主产区之一,同时中国甘新区(MRU 32)和日本南部及朝鲜半岛的南部边缘(MRU 46)半干旱区的畜牧业也很普遍。在这些区域,降水补充了土壤水分,为作物冬季和春季生长、畜牧业发展以及河流补水创造了有利条件。
一般来说,潜在生物量距平与降水距平的趋势一致,受气温的影响有限。在低降水地区(降水匮缺20%以上),降水和潜在生物量趋势不同的情况仅发生在中亚东部(MRU 52),覆盖冬季作物产量占比低的蒙古北部、布里亚特共和国和阿穆尔州。中亚东部降水较常年平均偏低27%,但由于较高的气温正向距平(偏高2.4°C),其潜在生物量只较常年平均偏低5%,这个区域气温虽然较常年平均偏高,但仍在零度以下。美国玉米主产区、中国台湾和中国甘新区降水均比常年平均偏高,潜在生物量增长幅度远低于降水(分别为-4%、23%和38%),这是由于降水量达到较高值后潜在生物量将不再随降水增长而增长。
1.4 气温
图1.4 全球制图报告单元(MRU)2019年1月至4月与过去15年同期气温距平(ºC)
欧亚大陆出现了大范围空间上连续的气温正向距平,从西欧(除地中海地区)(MRU 60,偏高0.5°C)至日本南部及朝鲜半岛的南部边缘(MRU 46,偏高0.6°C)。其中的地区存在一些较大的气温异常,包括西部的乌克兰至乌拉尔山脉(MRU 58)和东部的中亚东部(MRU 52)、中国东北区(MRU 38)和中国内蒙古及长城沿线区(MRU 35),气温分别较常年平均偏高1.7°C、2.4°C、3.0°C和1.6°C。
非洲北半部、北美大部和南美洲气温则偏低,距平在-0.5°C至-1.5°C之间。值得一提的距平最低的区域是美国北部大平原(MRU 12),较常年平均偏低2.3°C,相邻的不列颠哥伦比亚至科罗拉多(MRU 11)较常年平均偏低1.5°C,美国玉米主产区(MRU 13)较常年平均偏低0.7°C。
1.5 光合有效辐射
图1.5 全球制图报告单元(MRU)2019年1月至4月与过去15年同期光合有效辐射距平(%)
光合有效辐射的情况较简单,低光合有效辐射发生在以下几个区域:(1)西非至东亚;(2)北美洲;(3)南美洲主要夏季作物区。实际上,所有其它区域光合有效辐射均高于常年平均。
(1)西非至东亚:光合有效辐射最低距平值发生在东亚的中国长江中下游区(MRU 37,-15%)、中国黄淮海区(MRU 34,-4%)、中国西南区(MRU 41,-3%)以及西亚-中亚地区,尤其是山区。此外,还包括西亚(MRU 31,-6%)、帕米尔地区(MRU 30,-7%)、高加索地区(MRU 29,-4%)以及乌拉尔山脉至阿尔泰山脉(MRU 62,-3%)。
(2)北美洲:包括5个地区,光合有效辐射距平值从前2个的-6%到最后一个的-4%,具体为:美国西海岸(MRU 16)、美国棉花主产区及墨西哥湾平原(MRU 14)、墨西哥西南部及北部高原(MRU 18)、美国玉米主产区(MRU 13)和美国北部大平原(MRU 12)。
(3)南美洲主要夏季作物区:包括阿根廷中北部(MRU 25,光合有效辐射偏低6%)和潘帕斯草原主要夏季作物区(MRU 26,光合有效辐射偏低4%),含巴西东南部、乌拉圭和阿根廷东北部省份。
光合有效辐射异常偏高的区域包括新西兰(MRU 56)和中国海南(MRU 33),分别较常年平均偏高9%和17%。
1.6 距平异常组合
上述提及的中国海南(MRU 33)和新西兰(MRU 56)逻辑上来说也表现为以干燥为主的特征,至少中国海南(MRU 33)气温显著高于常年平均(+2.0°C)。
1-4月监测期间,全球发生异常气候的地区约有一半在亚洲,更具体地说是在中国。这包括中国海南(MRU 33)、中国东北区(MRU 38)和中亚东部(MRU 52),这些地区降水较常年平均偏低并伴随着高温和充沛的日照。另一组地区降水较常年平均偏高并伴随非常低的光合有效辐射(中国长江中下游区,MRU 37)或反季节的温暖天气(中国内蒙古及长城沿线区,MRU 35;中国台湾,MRU 42;中国甘新区 MRU32)。在美洲大陆,南部的两个主要牧区天气干燥而寒冷(MRU 28,南锥半干旱地区;MRU 27,巴塔哥尼亚西部),或者是湿冷和低光合有效辐射,发生在全球农业主产区之一的美国玉米主产区(MRU 13)。
在非洲,萨赫勒地区(MRU 08)和撒哈拉至阿富汗沙漠(MRU 64)天气都相对凉爽(按当地标准),后者较常年平均湿润。澳大利亚西南部较预期要干燥且凉爽,东南部较预期温暖。