本章在第一章MRU尺度的基础上,进一步开展更细致的国家以及分区尺度分析。后面还将分小节详细分析包括粮食主产国和出口国在内的“核心国家”情况,并从省或者农业生态分区尺度进行分析,中国将单独作为第四章进行分析。
通常情况下,本小节列出的农情异常情况在空间尺度上较小,不一定能够在更大区域尺度的气候统计中得以体现,但在5.2节中仍可能会再次提及。本节不再强调第一章中已经涵盖的全球模式,而是重点关注166个国家及几个大国的主要分区,其中一些国家的粮食产量规模在全球尺度下显得很小,但是对其区域人口至关重要,且可能产生比一些主产国更大的影响和形势。
主要农业出口国的气候条件概述
本小节将简要概述主要的玉米、水稻、小麦和大豆出口国的当前状况,这20 个国家至少有一种粮食出口量超过100万吨,其中美国和阿根廷所有4种作物的出口量都超过100万吨,巴西、乌克兰和俄罗斯则各有3种作物。
玉米
出口量超过100万吨的14个国家中有4个出现了降水偏高超过20%,尤其是当前监测期处在玉米主要生长阶段和初始收获阶段的北半球三国:美国(+29%)、匈牙利(+35%)和塞尔维亚(+34%)。在美国,虽然气候冷湿,但是潜在生物量距平仅偏低1%,耕地种植比例(CALF)偏高3%,最佳植被状况指数(VCIx)则是较为理想的0.93。乌克兰(+6%)、印度(+7%)和法国(+9%)的潜在生物量出现大幅增长,其中只有乌克兰降水充沛(+15%),印度(-13%)和法国(-11%)均出现了降雨亏缺,此外,印度的VCIx为中等(0.83),CALF(55%)距平偏低5%。
在南半球,阿根廷(降水偏高20%)的玉米在当前监测期的前半期收获,然而在玉米主产区科尔多瓦省,降水仅偏高6%。该国的VCIx显示作物长势较差,而偏低的光照条件(-9%)也让潜在生物量偏低。在同属南美的巴西和巴拉圭,所有指标都显示出对玉米有利的生长环境和农情状况。同时,在当前监测期内玉米已经收获的南非,耕地种植增加(CALF偏高5%),但VCIx基本不变,由于干旱(RAIN下降30%),其潜在生物量下降10%。
水稻
亚洲三大水稻出口国(印度、泰国和越南)经历了非常相似的干热天气条件,在一些地区(印度)甚至达到了酷热程度,三国的降水亏缺在-13%至-23%之间,气温偏暖0.4℃至0.7℃之间;受阳光充足的影响,潜在生物量上升最高达到8%。印度和巴基斯坦的CALF下降了8%,其主要天气条件为湿润(+53%)和凉爽(-0.7℃)。在第五大水稻出口国美国,水稻长势较为均衡。
小麦
全球小麦出口超过100万吨的国家共有20个,美国、加拿大、俄罗斯、法国和澳大利亚等前五大出口国在全球市场交易量超过了1000万吨。20国中共有13个国家出现降水偏低,只有几个国家出现大幅的降水偏多,美国就是其中之一。监测期内美国大部分地区的冬小麦处在收获季,因此农气指标与产量息息相关。潜在生物量距平大幅偏高的国家都位于东北欧(拉脱维亚和波兰,均为+11%;立陶宛,+16%),这些国家光照充足(5%到10%),完全种植(CALF全为100%)和VCIx较高。
当前监测期,澳大利亚涵盖了2018至2019年度的冬小麦收获季和2019至2020年作物生长的开始阶段,非常干燥的气候影响了当前监测期(RAIN,-17%)的作物种植,CALF大幅下降(-38%),VCIx(0.42)是20个国家中最低的,作物收成不会很好,但是当季作物仍然有待观察。
正如在玉米部分已经提到的,阿根廷的潜在生物量显著下降了9%,然而考虑到6月和7月小麦处于早期营养阶段,作物可能不会受到严重影响。
大豆
南美洲的大豆收获期延续到了5月,而北半球的大豆还在收获中。因为荷兰是大豆产品的再出口国,所以在出口大豆超过100万吨的8个国家中只考虑7个。巴西和乌克兰的潜在生物量(分别为+4%和+6%)增加,阿根廷和乌拉圭的光照不足(分别为-9%和-6%)可能会对大豆带来一些负面影响,其潜在生物量也随之降低,并出现了极低的VCIx,分别为0.45和0.39。巴拉圭的情况则要好得多。
图3.1给出了一些“非常干旱”和“非常湿润”的区域,其中一些当前处在旱季到雨季的变换中(如西非萨赫勒)或雨季到旱季的变换中(如巴西东北部),这些区域往往会出现降水量较低,但因此计算得到的距平变化并没有太多意义。例如,博茨瓦纳当前监测期的降水为11毫米,距平偏低67%,平均每天仅为0.3毫米(假设监测期为120天),所以说当均值本来就非常低时,大幅度的距平偏低是无意义的;大幅的距平偏高则更具有意义,这意味着雨季会提前开始或者出现洪水。以下的分析仅针对降水有显著变化且有意义的区域。
还需要强调的是,对于降水量较大的赤道区域,降水距平偏低也不一定意味着干旱,以缅甸为例,近15年平均降水达到1331毫米,而当前监测期为1020毫米,偏低23%,但是日均8.5毫米仍然能够满足耗水作物的需求;实际上该国的潜在生物量距平偏高2%,这是因为降水能够满足以光合有效辐射表达的作物需水量(+7%)。实际上,缅甸的降水亏缺主要是由于长达6个月的季风季节延迟开始导致的,无需额外关注。
干旱区域
在监测期内预计降水量较大的国家中(大于100毫米),有几个区域遭受了超过25%的显著降水亏缺,其中以冈比亚和新喀里多尼亚为甚,亏缺比例达到63%。
冈比亚附近的几个西非国家在雨季本应开始之际出现了27%至40%不等的降水亏缺,这意味着雨季出现延迟。包括萨赫勒西部的塞内加尔和几内亚比绍,以及属于萨赫勒气候(即雨季从5月左右开始的半干旱气候)的贝宁和多哥。
通常我们不认为新喀里多尼亚是大洋洲的一部分,但在本报告期内该国与大洋洲的两个邻国都遭遇了干旱,新西兰降水距平偏低32%,而澳大利亚国家尺度上偏低29%,昆士兰州的亏缺接近全国平均水平,但北领地和新南威尔士州亏缺达到了50%以上,东南亚的东帝汶(-39%)也出现了类似的情况。
干旱在亚洲影响了朝鲜(-52%),该国近年来一直受到水资源短缺的困扰。中国的一些区域也受到影响,包括安徽(-39%)、河南(-43%)、江苏(-53%)、辽宁(-47%)和湖北(-52%)。
在欧洲,北欧和波罗的海国家都受到一定程度的影响(爱沙尼亚-39%,以及-25%至-29%的国家包括立陶宛、拉脱维亚、瑞典、丹麦和荷兰)。水分亏缺的国家西南延伸至了法国(国家尺度-11%,但是一些区域更严重,如诺曼底-33%),向东到俄罗斯,其部分区域的亏缺达到30%至40%,包括楚瓦什共和国、马里埃尔共和国、克麦罗沃州,奥伦堡州,坦波夫州和乌里扬诺夫州。
在拉丁美洲,最干旱的地区集中在加勒比和中美洲,包括多米尼加共和国(-49%)、伯利兹(-42%)、多米尼加(-36%)、洪都拉斯(-30%)和巴拿马(-26%)。委内瑞拉干旱和国内危机是该地区出现大量流离失所者的根本原因之一(参见第5.2节)。
湿润区域
湿润气候大多出现一个涵盖塞尔维亚(+34%)、波黑(+35%)和包括叙利亚(+99%,103毫米)、巴基斯坦(+53%)、哈萨克斯坦(尤其是其江布尔(+53%)和南哈萨克斯坦州(+98%))的中东地区在内的大区域内,区域内较大的降水异常分别出现在阿富汗(+67%)、塔吉克斯坦(+72%)和乌兹比克斯坦(+195%,208毫米)。
第二个湿润区域主要在美国,降水距平偏高幅度较大的州包括怀俄明(+41%)、路易斯安那(+42%)、加利福尼亚(+45%)、密苏里(+45%)、伊利诺伊(+46%)、俄克拉荷马(+48%)、堪萨斯(+50%)、内华达(+52%)、阿肯色(+53%)、密西西比(+54%)、犹他(+59%)、内布拉斯加州(+66%)和北达科他(+89%)。
第三个稍小的湿润区域分布在从玻利维亚(+34%)到阿根廷特雷里奥斯(+31%)和圣达菲(+41%)的区域,还包括查科(+51%)和圣地亚哥(+60%)。
图3.1 2019年4月-7月全球各国(包括大国的省州级别)降水与过去15年的距平(%)
气温异常
降水和气温异常模式的空间相关性不大,只有在北美高降水区出现了低温,以及在南亚和东南亚的小幅降雨亏缺区域出现了气温偏高异常。需要注意的是,这些观测结果都是直接从图3.1和3.2上判断的,而不是统计结果(国家尺度上的降水和气温相关性为-0.27)。
气温距平偏低区域
气温偏低异常在国家和区域尺度上并不显著,总体上幅度不超过1.0℃,但有三个例外:(1)哈萨克斯坦的巴甫洛达尔地区,而其周边并一直延伸到波罗的海国家的偏低幅度则相对较小;(2)克什米尔地区,向西向南延伸到乌兹别克斯坦、巴基斯坦和阿富汗,偏低幅度较小;(3)美国的四个州:南达科他(-2.3℃)、内布拉斯加(-2.1℃)、堪萨斯(-1.7℃)和俄克拉荷马(-1.6℃)。
气温距平偏高区域
国家层面上,气温偏高异常与偏低异常的幅度相当,即不超过1.0℃(除纳米比亚外),考虑到CropWatch计算气温距平使用的所有行政单元,只有两个区域有超过2.0℃的异常阈值:瑞士中部的上瓦尔登州和不丹的普纳卡宗(分别为+ 2.2℃和+2.3℃);其他一些气温偏高超过1.5℃的区域还包括布隆迪、不丹、中美洲及周边(哥伦比亚、多米尼加共和国、厄瓜多尔、洪都拉斯),南亚和东南亚(斯里兰卡、缅甸、泰国和越南)以及美国(阿拉斯加)。
图3.2 2019年4月-7月全球各国(包括大国的省州级别)气温与过去15年的距平(°C)
光合有效辐射异常
光合有效辐射的异常模式与降水接近(比较图3.1和图3.3可知),二者距平偏差的相关性(-0.44)强于温度和降雨之间的相关性。
光照偏低区域
光照偏低异常不太显著,距平幅度超5%的仅仅发生在乌拉圭(-6%)和阿根廷(-9%),这两个国家都是主要的农业出口国,因此会在潜在生物量部分再讨论。
光照偏高区域
共有33个国家的光照距平偏高幅度大于5%,分别位于五个区域,包括(1)欧洲和中亚并延伸到朝鲜,其中比利时和立陶宛幅度最大(+10%);(2)南亚和东南亚,包括马来西亚、文莱达鲁萨兰、缅甸、柬埔寨和越南,以泰国幅度最大(+8%);(3)新西兰(+7%);(4)非洲:刚果民主共和国、刚果、博茨瓦纳、以及幅度较大的索马里和津巴布韦(均为+6%);(5)中美洲、加勒比海和南美洲北部:苏里南、法属圭亚那、圭亚那、巴拿马、古巴、海地,以及幅度较大的洪都拉斯和伯利兹(均为+7%)和危地马拉(+8%)。
图3.3 2019年4月-7月全球各国(包括大国的省州级别)光合有效辐射与过去15年的距平(%)
潜在生物量异常
潜在累积生物量(BIOMSS)很大程度上考虑了前三个指标的综合效应,下面的讨论还会与农情指标进行对比。但需要注意的是,降水、气温、光照和潜在生物量是与2004至2018年的平均值比较,而农情指标CALF的距平是与2014至2018年的平均值比较。
潜在生物量的异常组合通过图3.4可以很容易识别出来,与第一章(图1.5)描述的有所重叠,因此在此不再赘述。相反,我们需要注意个别国家和一些大国的省区单元,本章后续国家分析中还将给出主要农业生态区(AEZ)的情况。
国家层面上,潜在生物量距平降幅最大的5个国家中有4个位于非洲,依次是冈比亚(-17%)、摩洛哥(-13%)、几内亚比绍(-13%)和南非(-10%),这4国均出现降水距平偏低,光照轻微偏高,最佳植被状态指数偏低。另一个国家是黎巴嫩(-12%),该国和摩洛哥在当前监测期都处在冬季作物季晚期,与摩洛哥潜在生物量偏低是低降水造成的不同,黎巴嫩主要是因为气温和光照偏低。
潜在生物量距平偏低-7%到-5%之间的国家包括塔吉克斯坦、圣多美和普林西比、吉尔吉斯斯坦、不丹、莱索托和阿根廷。除了阿根廷,这些国家的VCIx都超过0.9,并且大部分CALF增加,甚至有些显著增加,如塔吉克斯坦(+10%)和莱索托(+18%)。上面已经提过阿根廷的低VCIx值,事实上,由于当前监测期包括了夏季作物(主要是4-5月的玉米和大豆)的收获期和冬小麦与大麦的播种期(6-7月),导致该国的VCIx空间分布较为多样化,意义不大;其主要农业省都出现了不同的潜在生物量距平:布宜诺斯艾利斯(+5%,主要小麦种植区),科尔多巴(0%,玉米主产区)和遭遇低光照及过量降水的圣达菲(-13%,生产该国五分之一的玉米和大豆)。
如上面阿根廷所示,国家尺度上潜在生物量基本不变的国家内部的确会同时出现偏高和偏低的情况,还包括美国和俄罗斯(-1%)。尤其是在美国的一些主要农业州:从南达科他(-17%)到爱荷华、内布拉斯加、蒙大拿和怀俄明(-10%);潜在生物量距平偏低5%到10%之间的州包括科罗拉多(-5%)、堪萨斯、印第安纳、威斯康星、北达科他、伊利诺伊、密歇根和明尼苏达(-10%);正如前述,这些州的气候特征是高降水、低光照和气温偏低。
俄罗斯的情况更加多样化,96个省州中有18个生物量距平偏低超过5%,这些州的降水更是毫无规律可言,从偏低(马里埃尔共和国,-37%;基洛夫州和沃洛格达州,-29%)、到平均(彼尔姆州,+2%)、再到偏高(科米-佩尔米亚克区,+28%),所有这些区域的气温和光照都偏低(阿尔泰边疆区、新西伯利亚州、鞑靼斯坦共和国的光照平均或略偏高)。
除了上述12个国家在国家尺度上出现了潜在生物量距平偏低,还有55个国家偏高超过5%,如图3.4所示,偏高在南美洲、非洲、欧洲、中东、南亚和东南亚都占主导,超过10%的距平偏高主要由以下因素造成的:
•充足的降水(马里,RAIN+33%,BIOMSS+11%;马达加斯加+15%和12%;伊朗+63%和12%;巴基斯坦+53%和+18%,为当前监测期潜在生物量增幅最大)
•充足的光照和平均的气温,即使降水不足,潜在生物量也在增长,包括危地马拉(+10%)、拉脱维亚、波兰和卢森堡(+11%)、比利时(+13%)和立陶宛(+16%),亚洲唯一潜在生物量增幅超过10%的是老挝(+11%)。
这些国家中,除马里(0.69)和巴基斯坦(0.79)外,所有国家的VCIx值均高于0.9。马里的雨季开始于5月(南部)或者6月(北部),作物灌溉有限,仅限于尼日尔河谷(尤其是内三角区域);而巴基斯坦主要种植典型的北半球冬季和夏季作物,其大部分为灌溉种植;两国的CALF都很低(分别为54%和35%),低于近年来的平均值(-16%和-8%)。5.2小节(灾害)也许能解释上述结果。
根据局部情况,省州尺度的潜在生物量大幅增加(+10%)与草地和牧场相关性通常比其与农作物相关性更大,例如阿根廷的丘布特(+12%)、拉潘帕(+15%)和圣路易斯(+15%)。巴西的里约热内卢(+11%)、阿克里(+11%)、塞尔希培(+12%)和阿拉戈斯(+14%)出现了较大的增幅,主要是这些本来光照受限的亚马逊区域出现了低降水和高光照。加拿大增幅最大的是高纬度地区,但与农作物和畜牧业的相关性很低。印度共有8个邦的潜在生物量大幅增长,从奥利萨(+11%)、旁遮普、哈里亚纳、拉贾斯坦、北方、比哈尔和贾坎德(+19%)到德里(+22%),其增长原因比较多样。哈萨克斯坦富含石油的阿特劳地区充沛的降水让潜在生物量增加了11%。
俄罗斯较大的潜在生物量增幅出现在波罗的海地区(加里宁格勒州)和高加索(车臣共和国,+11%;印古什共和国,+13%和卡巴尔达-巴尔卡尔共和国,+14%)。
美国只有阿拉斯加(+24%)和亚利桑那(+24%),其中亚利桑那州的降水较为平均,而潜在生物量增加可能是因为偏低的光照和气温,降低了作物耗水需求。
图3.4 2019年4月-7月全球各国(包括大国的省州级别)潜在生物量与过去15年的距平(%)