3.1概述
表3.1列出了全球从2017年10月至2018年1月期间的农业气候和农艺指标,指出了它们与近5年和15年平均值的差异距平。图3.2至3.5显示了基本的CWAI指标。第1章侧重于描述使用大型空间单位的当前报告期(“ONDJ”)的全球气候模式的特征,而本章的介绍侧重于各国,即旨在确定遭受异常气候条件和由此产生的不正常农业条件的国家,包括165个国家和地区,仅省略那些在CropWatch农业气候指数(CWAIs)采用的空间分辨率(赤道大约25公里×25公里)下无法得到有意义结果的那些国家和地区,主要是一些小的岛国。
对于全球的30个粮食主产国和中国(30+1个国家),表3.1还列出了重要的农情变量,包括潜在生物量(BIOMSS),耕地种植比例(CALF)和最佳植被状况指数(VCIx)。BIOMSS提供报告期降雨和温度对年生物量积累的贡献;CALF指示种植面积与总耕地面积的比值,距平升高意味着耕地面积比前五年(5年平均)增加;VCIx是相同位置的收益率与历史收益率的比较,高值代表作物表现与最近几年的最佳表现接近,0表示作物状况和近十余年最差水平相同;1表示作物状况和近十余年最好水平相同;>1表示当前监测期作物状况超越历史最佳水平。
报告期的主要气候特征和异常情况在第1章中列出,在本节中不再重复,如前所述,本小节侧重于国家。图3.1至3.4(分别为RAIN,TEMP,RADPAR和BIOMSS距平)与第1章中的相应图表类似,但本章图表不仅包括国家,还包括世界最大八个国家的一级行政单位,其中哈萨克斯坦最小。
请读者参阅5.2节(第5章)中关于报告期间发生的重大灾害情况,以及上述的表3.1,其概述了30个主要农业国家的指标。
农情指标
现有农情指标与农气指标没有相同的统计权重,因为只有某些国家有农气指标统计。然而,比较这些国家并发现其中的“好”和“坏”很有意义。
平均VCIx为0.86(未加权),但统计分布呈负偏态(偏斜:-0,997),即35%的数值低于0.86,65%高于上述数值,大量高值来自生产的技术化趋势。低值国家包括:伊朗(0.51),巴基斯坦(0.67),澳大利亚(0.67),哈萨克斯坦(0.67),南非(0.68)和中国(0.70);高值国家包括印度尼西亚(0.97),菲律宾(0.97),巴西(0.97),缅甸(0.98),波兰(1.00)和乌克兰(1.04)。从环境条件的角度来理解这些数字是相对容易的,这将在第3.2章的国家叙述中加以说明。
(未加权的)平均CALF变化达到+ 3%,这里的分布也是偏斜的,但这次偏差为正值(1.202),68%的值低于平均值,32%高于平均值。本报告期内CALF最差的国家包括哈萨克斯坦(-45%),加拿大(-11%)和澳大利亚(-7%),其中包括了两个全球主要小麦出口国。高值端包括乌克兰(+ 13%),伊朗(+ 14%),巴基斯坦(+ 16%)和乌兹别克斯坦(+ 63%)。
有趣的是,很少有国家通过VCIx“补偿”CALF,即以高VCIx降低CALF,或反之。相反,CALF和VCIx似乎是(弱)正相关的,这是同样的环境因素影响耕地和产量的结果。“补偿”的国家包括伊朗(CALF + 14%,VCIx 0.51),巴基斯坦(+ 16%,0.67)和阿根廷(+ 8%,0.71),但现阶段尚不清楚“补偿”在多大程度上能确保生产。
极端情况包括哈萨克斯坦(-45%CALF,0.67 VCIx),澳大利亚(-7%,0.67),加拿大(-11%,0.74),南非(-4%,0.68)和中国(-3%,0.7) ;高值端包括罗马尼亚(9%,0.94),巴西(2%,0.97),乌兹别克斯坦(63%,0.95)和乌克兰(13%,1.04),其中乌兹别克斯坦比较令人惊喜。
降雨异常
干旱
主要的全国性降雨偏少发生在地中海盆地,该地区冬季是农业生产主要时期,优势作物包括欧洲的小麦,非洲和亚洲的小麦和大麦以。如果春季降雨量不能提高,预计将会严重影响农业,尤其是该地区近期还因遭受干旱导致土壤和地下水储量低,因此需要大大高于平均水平的降水补充冬季和夏季栽培的灌溉作物所需的水分。在意大利、西班牙和埃及,用河水灌溉占主导地位,面临风险较小,而地下水在灌溉中发挥主要作用的国家尤其面临风险,包括葡萄牙、西班牙、希腊和摩洛哥以及与地中海接壤的其余国家。
葡萄牙(-65%)和阿尔及利亚(-63%)是该地区最干旱的国家,其次是塞浦路斯(-52%)、以及其他几个-50%至-40%的国家(意大利、黎巴嫩、西班牙、突尼斯和利比亚)。干旱的国家还有几个中东国家,但他们的预期降雨量要低得多,例如,沙特阿拉伯的平均降雨为34毫米,但当期降雨为13毫米,虽然下降了62%,尽管这对地下水补给很重要,但对于当前作物产量来说显然无关紧要。
尼泊尔(-60%)和巴基斯坦(-48%)是亚洲受旱灾影响最严重的国家之一。它们是一个更大的季风后期效应的一部分,其灌溉是冬季农作物在次年春天收获的主要动力。冬季降雨能够提供额外的水分,但对作物而言并不十分重要。以下区域出现了严重的降雨偏少(-92%至-50%):德里,北方邦,喜马偕尔邦*,乌塔尔克汉德*,哈里亚纳邦,比哈尔邦,中央邦和拉贾斯坦邦。在当前通报期间,只有标有星号的两个邦的期望降雨超过100毫米。
智利也出现严重亏缺(-51%),其农作物大部分处于营养生长阶段或接近收获(小麦),因此干旱可能带来严重影响,尤其是对小麦,但该国的大型农业生态多样性是一个有利的因素。南卡罗来纳州以及包括格兰查科在内的大部分“南锥体”的水分供应低于预期,其中包括乌拉圭(-26%)和阿根廷大部分省份(-40%至-30%),巴塔哥尼亚是个例外,虽然部分地区特别干燥,但与畜牧业相比,农作物的播种面积有限。BIOMSS指数下降幅度比相应的降雨幅度要小10%左右。
在国家层面,值得一提的还有另外两个地区:新西兰(降雨量从279毫米下降到145毫米,下降了48%),和非洲南部,包括津巴布韦(-36%)、马拉维(-36%)、莱索托(-25%)和博茨瓦纳(-21%)。南非(-14%)作为该地区主要农业国在后面会详细介绍。读者会发现目前该国玉米收成表现不佳(VCIx为0.68),面积(CALF)下降4%。需要强调的是,该地区所有国家在夏季雨季时都遭遇了干旱,这对其主要作物的生长造成影响,如玉米。玉米开花和大部分需水生长阶段通常在二月,因此2月份的降雨量将很大程度上影响该地区的作物产量。
降水偏多
在国家层面上,降水偏多国家可以分为五个组别,我们根据他们的生长季节类型和时间在这里介绍。
第一组包括八个国家,分布在波罗的海周围,与欧洲的干地中海形成了鲜明对比。基于降雨偏多的比例,该组包括爱沙尼亚(+ 30%)、芬兰、德国、立陶宛、瑞典(+ 37%)、白俄罗斯、波兰和挪威(+ 46%),这些国家都种植冬季作物,尽管与最北边国家的夏季作物相比,其相对重要性较低。在冬季作物区域,我们还要提到两个黑海国家格鲁吉亚(+ 30%)和亚美尼亚(+ 76%),以及中亚的吉尔吉斯斯坦(+ 51%)和阿塞拜疆(+ 60%)。即使这些国家的作物种植可能因水渍土壤而推迟,但是他们不太可能遭受水分过量,相反,储存的土壤水分将有利于2018年冬季作物和夏季作物的种植。
属于相似气候条件的第二组国家出现在拉丁美洲(巴拉圭+ 35%,玻利维亚+ 34%),然而他们目前处于夏季作物季节,作物主要在营养生长阶段或收获的最初阶段。在玻利维亚,由于海拔高度,作物目前正处于种植阶段。在这两个国家,如果土壤保持过长时间的水渍,过量的降水将会是潜在的危害。
随后的几个国家分组都位于热带或赤道。报告期涵盖了这些国家主要作物和早期作物的收获或二季作物的种植。两个加勒比国家(牙买加+ 36%,古巴+ 56%)和他们的中美洲邻国受到两次气旋影响(飓风玛丽亚和伊尔马,2017年11月),因此由于过量降雨、海洋喷雾和强风造成了其作物受损。几次袭击东南亚海域的台风也为越南(+ 38%),柬埔寨(+ 39%)和菲律宾(+ 46%)带来了充沛的水分,这三个国家已经被列入灾害章节,并且在本章后面详细叙述,他们在农业指标方面都表现良好,CALF距平接近0,VCIx在0.93以上。
温度异常
基于时间序列分析,极端温度可以用统计项定义,在这种情况下,上限或下限十分位数的温度可以称为极端,这是标准降水指数(SPI)为降雨采用的方法。然而,从通过极端温度带来的影响去定义极端将会更有用,但也更困难。
有趣的是,气候参数有多极端也取决于空间尺度。CropWatch农气指标是农业区域(多边形,如国家或第1章中使用的CropWatch MRU)的空间平均值。在这个尺度上,温度的随机空间变化将导致较低的平均值,甚至可能为零距平。为了使距平达到更大的绝对值(例如2或3度),有必要在多边形内的获得一些区域上的异常温度,这就是为什么一个国家距平两度或三度是有意义的,因此,在多边形内部,可能有的像元会出现较大的距平,并带来很大的影响。最后,值得注意的是,正面和负面的距平在其效应上并不对称,因为负距平可能会达到凝冻。
对于目前的讨论,我们采用1.5°C阈值作为正面和负面距平的“显著”。这足以定义较平均温度更“冷或暖”,但不符合需要更大距平范围(4-5度)的冷(热)潮。
最大的距平负值发生在也门(-2.2°C)和其邻国厄立特里亚以及埃塞俄比亚和北苏丹(-1.8°C),紧随其后的是非洲南部地区,其中包括斯威士兰(-2.1°C)和莱索托(-1.5°C)以及莫桑比克,马拉维和马达加斯加(接近-1.0°C)。在欧洲,受低温影响的地区包括英国和爱尔兰(均为-1.9°C)、法国和挪威(均为-1.6°C)。北非突尼斯的平均气温为14°C,比平均水平低1.6°C。本报告所述期间埃塞俄比亚在农情指标方面表现良好,包括主季收获晚期,这在冬季作物越冬的英国和法国(CALF + 1%和-1%; VCIx 0.89和0.84)同样适用。
正值距平出现在不丹和白俄罗斯(两者均为+ 1.5°C),查谟和克什米尔(+ 1.6°C)以及伊拉克和叙利亚(分别为+ 1.8°C和+ 1.9°C),且全球没有出现热潮。正如近期CropWatch通报中反复指出的那样,最高的正值距平出现在农业与温度相关性较小的北半球温带地区,如阿尔汉格尔斯克州和俄罗斯欧洲部分的科米共和国以及育空和西北地区,加拿大部分地区。在加拿大,同期的平均温度接近-20.0°C,因此仍然处于冰冻范围内,不太可能出现明显的生态变化。然而,在俄罗斯,平均值仅为-5.0°C或-6.0°C,并且可能出现局部解冻或冰冻,并可能产生农业和生态后果,例如害虫越冬、水平衡改变和冬季来自泥炭地的甲烷排放增加。
辐射异常
光照亏缺超过15%主要出现在欧洲以波罗的海为中心的区域,包括芬兰(-24%)、白俄罗斯(-19%)、爱沙尼亚(-18%)、卢森堡(-17%)、爱尔兰(-16%)、德国及邻近波兰(均下跌15%)。空间尺度变化对日照的影响远比温度和降雨量要小,因此超过15%的距平值将相当于“暗潮”,在夏季它会使光合作用减少大约相同的百分比,并严重影响产量。就目前的季节而言,当作物处于休眠状态并且白天较短时,光照亏缺对作物的持久影响不大。事实上,德国和波兰的农情指数非常有利,VCIx的收益率接近历史记录。
欧洲的光照距平低于-10%的国家还包括立陶宛(-14%)、比利时(-13%)、拉脱维亚(-13%)、乌克兰(-13%)、挪威(-12%)、捷克(-12%)、荷兰(-11%)和瑞典(-10%)。在亚洲,除中国(-12%)也种植冬季作物之外,几个热带国家目前正处于旱季灌溉季节,或者在第二季作物早期,包括越南(-14%)、日本(-12%)、孟加拉国(-11%)、老挝(-10%)和东帝汶(-10%)。虽然孟加拉国和越南的VCIx分别为0.95和0.93,但日照偏少可能会对某些作物产生影响,尤其是日照是主要限制因素的稻米。在所列国家中,中国是唯一一个农情主要基于农情指标的地区,其中包括播种面积(CALF,-3%)的减少和相对不变状态(VCIx为0.70)。
最后,还必须列出一个非洲国家:圣多美和普林西比(-12%)。
在-6%至-9%范围内的国家有26个,尽管日照距平也很大,但它们并不需要单独说明。它们大多属于上述的区域中,例如尼日利亚(-6%)和利比里亚(-8%),另一些确实在世界其他地区,如洪都拉斯(-9%)、古巴(-9%)和牙买加(-8%)和智利(-6%)。俄罗斯,因为它面积巨大,也需要稍加关注(-6%),实际上,RADPAR是俄罗斯最“极端”的CWAI,主要分布在西部波罗的海和乌克兰之间,包括阿尔汉格尔斯克州(-21%)、奥尔洛夫斯基州、库尔斯克、沃洛格茨基、利佩茨克和摩尔曼斯克(-26%)。根据VCIx的数据,俄罗斯的粮食产量并不是很壮观,但它们在很大程度上得到了CALF增长7%的补偿。
RADPAR正距平的国家比负距平要少得多,且都与降雨量减少或干旱有关,包括意大利(+ 5%)、博茨瓦纳(+ 6%)、希腊(+ 6%)和葡萄牙(+ 9%)。
异常天气条件的组合
上述葡萄牙结合了两个极端:最大的日照正距平异常(+ 9%RADPAR)和最大降雨负距平(RAIN-65%),其他国家则都结合了三个极端。
为了建立下面的列表,10%被认为是极端的阈值,即对于每个变量(RAIN,TEMP,RADPAR),落在10%上限或下限的距平(在164个国家中)被认为是极端值。五个欧洲国家在所有极端气候变量中上榜:白俄罗斯(+ 40%,1.5°C,-19%)、波兰(+ 41%,1.4°C,-15%)、挪威(+ 46% (+ 33%,1.4℃,-14%)和德国(33%,1.2℃,-15%),其中括号中包含ΔRAIN,ΔTEMP和ΔRADPAR。其中的前四个国家处于非常潮湿和温暖的冬季,日照非常少,且是“波罗的海”国家,而与其地理上非常接近的国家(挪威)处在非常潮湿和寒冷的冬季,光照非常低。
如果采用较不严格的阈值,例如0.75,即认为上限和下限的四分位数是极端,所有三个指标RAIN,TEMP和RADPAR均为极端的国家将为22个。
虽然以下6个国家的降雨距平都在+20%到+ 30%之间,但他们的温度和光照出现了异常,包括爱尔兰(-1.9℃,-16%)、爱沙尼亚(1.3℃,-18%)、拉脱维亚(1.3℃,-13%)、德意志(1.3% °C,-12%)、乌克兰(1.4°C,-13%)和、索马里(-1.3°C,3%)。CropWatch农情指标也适用于乌克兰,其有着创纪录产量(VCIx值为1.04)与耕地面积显著增加(+ 13%,CropWatch监测的所有国家中最大)。
在本报告所述期间,RAIN和RADPAR异常前三的国家包括葡萄牙(-65%,9%)、西班牙(-46%,4%)和越南(38%,-14%)。四个异常的RAIN和TEMP的国家或地区包括:位于干燥凉爽的非洲之角和南阿拉伯半岛的也门(-58%,-2.2°C)、厄立特里亚(-51%,-1.8°C)和北苏丹(-46°,-1.2°C),以及潮湿凉爽的巴拉圭(35%,-1.4°C),干燥和温暖的新西兰(-48%,1.2°C)。