1 概述
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。
2. 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:该作物在南半球即将开始种植,在北半球则已经收获,而在热带国家(印度),当前通报期对应于夏玉米(kharif)生长中期和冬季作物(rabi)的生长早期。 玉米出口量超过100万吨的14个国家中,只有五个国家出现降水偏高,其中包括偏高不超过10%的法国、加拿大和俄罗斯,以及降水偏高更为显著(+24%)的美国。在上述国家中,只有俄罗斯的潜在生物量(BIOMSS)下降了8%,其他国家则基本均接近往年平均。有关俄罗斯玉米种植地区的更多详细信息,请参考下面的春小麦概况。
其他玉米出口国的降水均低于平均水平,其中巴西降水偏低5%,而其他部分国家降水偏低幅度超过20%,包括阿根廷(-20%)和巴拉圭(-44%),受此影响,阿根廷的潜在生物量显著偏低10%,最佳植被状况指数(VCIx)也仅为0.44。
在气温和光照都高于平均水平的中东欧,降水亏缺范围在-21%(塞尔维亚,乌克兰)至-35%(罗马尼亚)之间,位于该区间范围的还有匈牙利和保加利亚,这些国家的农情指标大多处于或接近平均水平,但乌克兰的耕地种植比例(CALF)下降了4%,VCIx为中等(0.8)。
印度的降水偏多较为突出(40%),但所有农情指标仍然较为正常。南非的降水亏缺(-52%)会对即将需要土壤水分的玉米生长造成不利影响,BIOMSS和CALF分别下降了8%和7%,而VCIx(0.66)是该组出口国第二低。
水稻:印度和巴基斯坦分别是第一和第四大水稻出口国,其降水分别距平偏高40%和98%,气温和光照均略低于平均水平,其中只有印度的光照下降了7%。尽管两个国家的CALF均有所上升(分别为+ 3%和+ 14%),但其他农情指标都给出了相反的信号。作为第二和第三出口国的泰国和越南分别出现了17%和5%的降水亏缺,其气温均略高于平均水平,但光照升幅更大(分别为7%和6%),且所有农情指标都较好。
在美国,除加利福尼亚(-67%)外,主要水稻生产州(阿肯色州、路易斯安那、密苏里、德克萨斯、密西西比)的降水均高于平均水平(+11%至+ 57%),各州的其他农业气象条件则各不相同,几乎所有州的潜在生物量均高于平均水平,偏高幅度从2%(密苏里)到7%(德克萨斯)不等,但加利福尼亚州除外,该州潜在生物量偏低4%。
小麦:两个半球出口小麦超过100万吨的国家有二十个,其中前五名更是超过1000万吨,包括美国、加拿大、俄罗斯、法国和澳大利亚。在当前报告期间,这些国家都至少处在一个小麦季,冬小麦和春小麦在北半球处在收获季,而其收获在阿根廷和澳大利亚部分地区(昆士兰州,其他地区也即将开始)也已经开始;而在南半球,夏季作物季节即将开始。因此,当前通报期的降雨量和其他气候变量与世界各地的小麦作物产量相关。
在国家层面,排名前四位的小麦出口国(美国,加拿大,俄罗斯和法国)的降水偏多量在3%(法国)至24%(美国)之间。美国的CALF值略有增加(+ 3%),但其他农情指标为平均(CALF)或良好(VCIx接近0.9);俄罗斯和法国有着相反的光照和潜在生物量指标(RADPAR分别下降2%和上升4%;BIOMSS分别为-8%和+ 8%)。
在俄罗斯,春小麦的主产区从伏尔加河地区(巴斯基和奥伦堡州)延伸到西西伯利亚(阿尔泰州)沿哈萨克边界分布,而冬小麦则集中在高加索地区和北部,大多数冬小麦都已经播种,并且已经或即将达到休眠状态。春小麦地区的降雨总体上高于平均水平(平均+ 9%),光照良好(+3%),潜在生物量也距平偏高3%,只有车里雅宾斯克州和巴什科尔托斯坦共和国的潜在生物量低于平均水平(分别为6%和24%),这与低温和低光照以及高于平均水平的降水(+ 25%和+ 40%)直接相关。
相比之下,大部分冬小麦种植区的降雨量距平略偏低(十二个行政单位中的九个,9/12),总体气温低于平均水平(11/12),光照接近平均水平且潜在生物量明显下降(11/12,平均为-10%),最大的潜在生物量下降发生在沃罗涅日州(-15%)、奔萨(-19%)、乌里扬诺夫斯克州和萨马斯基州(都在-20%),所有地区的降水均接近平均水平,但天气凉爽,气温距平接近或小于-1.0°C,只有克拉斯诺达尔边疆区农气条件较为理想。
澳大利亚(-38%)、罗马尼亚及其邻国匈牙利和保加利亚(分别为-35%,-26%和-24%)、和阿根廷(-20%)都出现了大幅度的降水亏缺。在澳大利亚,CALF下降了15%,VCIx仅为0.29,是迄今为止所有小麦出口国中最低的。尽管降水不足,匈牙利在20个最大的小麦出口国中,BIOMSS的距平偏高最多,CALF和VICx表现良好。20国中只有英国(+ 17%)、墨西哥(+ 16%)和印度(+ 40%)的降水距平偏高。作为第六大出口国的乌克兰和第九出口国的哈萨克斯坦也需要关注,前者的降水亏缺为21%,这将对小麦的成熟晚期和收获期造成影响,但光照增加(+ 6%)同时也使农作物受惠,从而整体作物生长达到了平均水平,只是水分不足可能会对2020年冬小麦作物的早期阶段产生负面影响;在哈萨克斯坦,环境条件较为均衡,使得潜在生物量距平偏高5%,但CALF降低8%,VCIx为0.76。
大豆: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,而且其中大部分在上面已经提到了(美国,第1大出口国;阿根廷,第2;加拿大,第4,乌克兰,第7)。与美国和加拿大类似,乌拉圭的降水偏高34%、气温偏低、且光照下降3%,这些导致潜在生物量大幅下降(16%)和VCIx偏低,大豆播种可能会延迟。这种情况与在阿根廷观察到的情况非常相似,阿根廷的主要大豆省份(科尔多瓦和布宜诺斯艾利斯)都出现了低降水(分别为-23%和-35%)和气温,但是播种季节之初的潜在生物量仍然接近平均水平。
巴拉圭的降水很低(-44%),但潜在生物量和VCIx的情况却强于乌拉圭。降水亏缺(-5%)的巴西有着与巴拉圭类似的农情和潜在生物量指标值,主要的大豆种植州(马托格罗索州、巴拉那州和南里奥格兰德州)经历了相反的状况,巴拉那州的降水偏少(-34%),气温和光照偏高,导致潜在生物量增长了8%。到目前为止,巴拉那州和南马托格罗索州的大豆生长条件最为有利。
3. 气候异常和潜在生物量变化
3.1 降水
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,伊拉克当前监测期的降水为8毫米(平均值为25毫米),距平偏低68%,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;如在靠近土耳其和伊朗边界的伊拉克库尔德斯坦,7到9月的降水量为0,仅在10月(21毫米)才出现降水。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。以印度尼西亚为例,当前通报期是印尼主要农耕区爪哇的雨季开始阶段,平均降水量达到1024毫米,因此记录的降水量(728毫米)比平均水平低29%,但是,728毫米相当于每天约6.1毫米,这足以满足潜在蒸发量达到约500毫米、每天4.2毫米的作物需求。实际上,该地区潜在生物量提高了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(+8%)。实际上,印度尼西亚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。
图3.1 2019年7月-10月全球各国(包括大国的省州级别)降水与过去15年的距平(%)
干旱区域
本部分内容仅包括监测期间平均降雨量超过90毫米的国家,包括种植季刚刚开始的地中海和南部非洲国家。
全球有超过30个国家的降水亏缺大于20%。
最大的干旱国家组合包括中欧和地中海至黑海国家,这些国家都处于冬季作物季节的开始,该地区向东北延伸,直至莫斯科州,向东横跨哈萨克斯坦,直至阿勒泰共和国和西伯利亚的克拉斯诺雅茨克边疆区。除某些例外地区(阿勒泰共和国,-31%),该组合东部的水资源短缺状况通常比西部地区更为严重,大量国家的降水亏缺为为33%(葡萄牙、斯洛伐克、北马其顿共和国、摩尔多瓦、黑山、希腊和罗马尼亚);土耳其、摩洛哥、格鲁吉亚和匈牙利的亏缺程度略低,在25%至30%之间;保加利亚、阿尔巴尼亚、乌克兰、塞尔维亚和亚美尼亚的亏缺在20%至25%之间。就目前而言,所有列出的国家都没有经历作物胁迫的情况,除了CALF为54%的葡萄牙的降水距平偏低18%。由于光照充足,它们中的大多数显示出增加的潜在生物量。
东南亚和大洋洲国家的降水亏缺大多在29%至33%之间,其中包括印度尼西亚、东帝汶、新喀里多尼亚和澳大利亚,其中澳大利亚是该组中唯一一个CALF下降且VCIx下降的国家。
在亚洲,不丹(-26%)和中国几个省份需要注意:安徽-52%、湖北-48%、江苏-47%、河南-36%和宁夏-24%。
同样强度的亏缺还发生在美洲中部和南部,包括巴拉圭(-33%)、洪都拉斯(-29%)、智利(-26%)和伯利兹(-24%)以及巴西的几个州(马托格罗索州-48%、圣保罗-36%、巴拉那-34%和圣卡特琳娜-27%)和阿根廷几个省(圣路易斯和拉潘帕-61%、圣胡安-46%、米西内斯-36%和布宜诺斯艾利斯-34%)。
在非洲南部,较低的CALF值表明主要玉米种植季被延迟,特别是在南非(降水下降了52%),其他亏缺国家包括莱索托(-86%)、埃斯瓦蒂尼(-24%)等。降雨偏少的一些孤立国家还包括布隆迪(-33%)、毛里求斯(-24%)和冈比亚(-21%)。
湿润区域
除了凉爽和潮湿的北美以外,受强烈季风影响的北半球热带国家也需要注意,包括巴基斯坦(+ 98%)、斯里兰卡(+ 48%)和印度(+ 42%),印度一些邦(泰米尔纳德邦,喀拉拉邦,马哈拉施特拉邦,中央邦,安得拉邦,古吉拉特邦和拉贾斯坦邦)的降水量更是偏高50%至120%。
如灾害部分(5.2)所述,亚洲的一些降水距平偏高与印度洋气旋活动有关,这也影响了非洲之角,使索马里(+ 42%)和肯尼亚(+ 52%)的降水量高于平均水平,在这些半干旱的地方,即使是轻微的降水偏高也会造成严重破坏。在萨赫勒地区,马里(+ 63%)和毛里塔尼亚(+ 44%)的降水距平偏高使处在生长期中后期的作物和牧场受益。与东部和南部邻国相反,安哥拉(+ 62%)的降水偏多有利于生长周期即将开始的农作物和牲畜。
3.2 气温异常(图3.2)
图3.2 2019年7月-10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)
在当前报告期间,RAIN和TEMP异常模式之间没有全局的空间一致性(r²= 0.017,n = 167),但是,大陆尺度上的数据还是表现出一定的一致性,例如北美、波罗的海国家和俄罗斯西北部的高降雨和低温。这个结论来自图3.1和3.2的目视检查,而不是统计分析。
国家尺度上的最低温度距平发生在芬兰(-1.3°C)、东帝汶(-1.0°C)、乌拉圭(-1.0°C)以及中部非洲国家:苏丹(-1.2° C),南苏丹(-1.1°C)和乍得(-1.0°C)。但是,在省州尺度上的2766个行政单位中,有169个(占6%)出现了1.0°C或更高的温度异常偏低。如美国的南达科他州(平均温度偏低-2.8°C)、蒙大拿州(-2.5°C)、北达科他州和爱达荷州(均为-2.0°C)。距平-1.7°C至-1.2°C的州还包括怀俄明州、内布拉斯加州、俄勒冈州、华盛顿州、内华达州、明尼苏达州和犹他州。在俄罗斯,最低气温发生在波罗的海附近地区,特别是在阿尔汉格尔斯克州-2.3°C、科斯特罗马-2.2°C、沃洛格达州-2.1°C和科米共和国(-2.0)以及大约30个小麦情况提到的重要地区。
省州尺度数据还进一步证实了一些地区的凉爽气候,包括苏丹、南苏丹和乍得地区,以及从也门到尼日利亚东北部的地区,包括也门的3个省(例如,雷马-1.6°C)、厄立特里亚3个地区(例如Anseba -1.7°C)、肯尼亚的4个地区(例如Kakamega -1.5°C)、乌干达的9个地区(例如Kapchorwa -2.9°C和Sironko -1.7°C)、苏丹的12个州(例如Al Jazirah -1.4°C,塞纳尔-1.6°C)、南苏丹的5个州(例如Jungoli -1.5°C)、乍得的8个地区(例如Batha -1.4°C)和尼日利亚的2个州(例如Gombe,-1.1),这些的地区大都出现了低光照。
国家层面上气温距平较高的国家有三个:法国高于平均水平1.0°C、瑞士为1.1°C、科威特为1.4°C。省州尺度上140个单位的气温比平均气温高1.0摄氏度以上,记录的最大气温距平偏高是瑞士的卢塞恩州(+ 2.3°C)和上瓦尔登州(+ 2.8°C)、不丹的普纳卡宗(+ 2.7°C)和美国的夏威夷(+ 3.3°C)。
3.3 光照异常(图3.3)
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(%)
光照异常模式与降水非常接近(将图3.1与图3.3进行比较),光照量与降水量之间的相关性(在国家一级)达到-0.198,比温度和降雨之间的联系更强。
国家尺度上的光照明显偏低基本上都发生在南亚,包括印度(-7%)、斯里兰卡(-5%)和(尼泊尔-4%)。在第省州级别上的偏低主要分布在波罗的海国家(拉普兰-7%)和欧洲俄罗斯西北部(彼尔姆州-24%,科斯特罗马州-20%,基洛夫-20%和科米彼尔米亚克区-24%)、北美西北部(例如艾伯塔省-7%、明尼苏达州、北达科他州和南达科他州-8%)和东亚(例如中国的西藏省和四川省均在-6%,和哈巴罗夫斯克边疆区-4%)。
国家尺度上最大的光照距平偏高发生在中美洲和加勒比海地区,并且与“干旱走廊”(请参阅有关灾害的第5.2节)直接相关,该走廊迫使许多人因失去生计而移居国外:包括危地马拉+ 9%、海地和哥斯达黎加+ 10%、洪都拉斯+ 12%、巴拿马+ 9%、伯利兹和萨尔瓦多+ 7%)。
其他日照偏高的地区还包括中东欧的部分地区(塞尔维亚、保加利亚、挪威+ 7%)和东南亚:老挝+ 9%、马来西亚和印度尼西亚+ 8%、泰国和东帝汶+ 7%、越南+ 6%。
3.4 潜在生物量和农气指数异常
图3.4 2019年7月-10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(%)
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。因此,再加上最近的全球气候趋势,两组变量之间的全局相关性很难解释。
有十个国家的潜在生物量下降幅度超过10%,降幅较大的国家包括叙利亚-30%,埃及-25%,约旦-19%和以色列-15%,且都出现了偏低的降水和较为平均的其他农气条件。这些国家大多实施灌溉,CALF值很低,而VCIx值却很好。在阿根廷(-10%,VCIx 0.44)和乌拉圭(-16%,0.37)同时出现低VCIx和BIOMSS。另外,埃塞俄比亚(-13%)潜在生物量降低的主要因素可能是气温降低了0.3°C。
潜在生物量偏高超过10%的国家也有10个,其中三个是“萨赫勒气候区”,他们的潜在生物量偏高是由于在作物季的中部和末期降水量高于平均水平,而这通常是在7月或8月达到峰值:尼日尔+ 11%、厄立特里亚+ 12%和毛里塔尼亚+ 13%。厄立特里亚的VCIx是个例外,但这很可能是由于飓风Kyarr造成的(参见有关灾害的5.2节),该飓风导致了植被的临时性绿化。在欧洲和北非,由于各种因素的组合,包括水分供应的增加和光照或气温的有利变化,带来了潜在生物量的增加。匈牙利的BIOMSS增长达到11%、西班牙和克罗地亚为12%、阿尔巴尼亚为17%、突尼斯为22%,BIOMSS增幅最大的地区是也门(+ 27%)和巴基斯坦(+ 29%),他们的降水都高于平均水平,气温为平均水平,而光照则略低于平均水平,且两者的CALF均显著增加(分别为+ 46%和+ 14%),VCIx与最佳历史值相当。
3.6 极端气候组合
一些国家的农气和农情指标异常组合非常有特色,需要在后续的报告期更加密切的监测,葡萄牙和南非的农气和农情指标都不甚理想,CALF和VCIx均不理想但气候指标不错的国家包括一些非洲南部国家(博茨瓦纳、斯瓦蒂尼、纳米比亚和赞比亚)和西班牙,虽然这些国家属于不同的农业生态区,但是他们的农耕季都刚刚开始,如果降水条件能改善作物长势也可能会恢复。
乌拉圭和阿根廷也有类似的问题,包括低温和低农情指标,它们都处于夏季作物季节的开始,可以恢复。
其他潜在的问题国家包括阿富汗(光照低和VCIx差),黑山和罗马尼亚(降水低,CALF / VCIx分别较差)。