第一章 文献综述
1.1选题的依据与研究目的
工业革命以来，土地利用、土地覆被发生快速变化，增加了地球表层生态系统的脆弱性，同时也成为全球气候变化的驱动因素之一。国际上有学者认为，通过合理调控土地利用变化减缓气候变化，可能是比减少温室气体排放更有效的途径（科学时报 2010）。农业在土地利用很重要的一部分，在受气候变化影响和应对气候变化扮演很重要的角色。气候资源是农业生产的基础，与其他行业相比，农业生产对气候变化的敏感性更强。
气候变化正在土壤、温度、水资源、自然灾害、病虫害等多方面严重影响全球农业的发展，这给粮食安全、食品安全和人类的健康带来新的威胁。气候变化问题不仅是科学问题、环境问题，而且是能源问题、经济问题和政治问题。黄河流域是我国粮食生产的重要基地和战略要地，农业生产和农业生态环境受气候变化的威胁最大，生态环境受气候变化最为敏感，且最为脆弱。黄河流域在陕西部分的地区属于干旱半干旱地区，其特点是土地资源比较丰富，水资源却十分紧张。随着黄河流域水资源的过度开发利用，在蒸发量增加的共同作用下，其径流量逐年减少。张宇（2000）等研究表明，对于水资源比较缺乏的北方麦区，指定适当的灌溉措施是解决产量问题的途径之一。
目前黄河流域现在面临开发和保护的矛盾，灌溉技术的推广和应用能够缓解气候变化对农业生产的负面影响。以干旱为主要气候背景的我国西北地区，对气候变暖的响应更敏感，对气候变化的适应能力更脆弱，受气候变暖的影响程度会更加严重，所造成的各方面损失也会更加巨大（林而达 2003）。吴普特等研究指出：气候变化已成为影响中国农业用水和粮食生产的一个重要因素。通过技术创新、政策机制保障和生产投入增加等人为因素控制，可在一定程度上缓解气候变化对中国农业用水和粮食生产带来的负面影响（吴普特 2010）我国农业地理条件复杂，对某一地区如何对人为因素控制，研究中并未发现。以技术和耕作管理措施能够减少气候变化对农业的负面影响。
针对气候变化可能给农业带来重大影响的现实，许多科研人员和涉农国际组织越来越重视在气候变化与农业相关领域的科学研究，对粮食安全可能受气候变化影响严重的发展中国家也加大了援助力度。中国政府和世界粮农组织共同组织了“黄河流域应对气候变化的环境友好型生态农业战略研究”项目，本文属于该项目的部分内容。
1.1.2 研究目的与意义
随着全球气候变暖，作为我国国民经济基础的农业倍受冲击，诸多如气温升高、CO2浓度增加、降水时空分布规律变异、极端旱和涝灾害频发等问题，对我国农业生产带来严峻挑战。陕西省的近十年的观测数据和事实表明：省内的平均气温呈现不断升高的趋势；从一年四季的季节分布看，冬季增温最明显；从地域分布看，陕北、关中的暖冬特征尤为突出。降水大幅度减少。极端天气与气候事件增多，夏季反常高温、旱灾频繁、洪涝灾害加剧。未来气候变暖趋势将进一步加剧。CO2 浓度的上升，有其积极方面，如对农作物的光合作用有促进作用，作物生长过程中提高水分利用率，因此将可能提高作物的产量。温度的升高导致蒸发量的增加，引起土壤含水量不足，提高作物病虫害发生率。
土壤中有机质降解加快、侵蚀加强、旱涝灾害增加等问题。降水量的减少使得干旱加剧和对河流径流量和地下水的需求更大。由于外界环境的改变，农业的作物生长过程也会随着改变，比如播种期提前，生命期缩短，作物种植制度、品种的改变等；气候变化引起的极端气候事件的频繁发生增加了产量的不稳定性。气候变化农业的生产成本和农业投资的增加导致一系列的社会经济问题等。陕西省地处内陆黄河流域中游，南北狭长，地形高山、平原、丘陵沟壑相交，纵跨三个气候带，南北差异显著，是中国气候高度敏感区和旱、涝灾害频发区，气候、地形条件复杂，全境处于黄河的围绕之中，对该区域的气候变化研究较少。
本论文选取黄河流域陕西段的榆林、延安、渭南 3 个地区，对其农业生产过程、农业生态系统、农业相关主体分别进行分析，在生态脆弱的黄河流域径流量、降水变化、气温升高的气象条件下，研究农业受到的影响及应对措施。对以上三个行政区的农业生产过程、农业生态系统、农业相关主体分别进行分析，系统地概况和集成气候变化对研究区域农业的基本影响特征和规律，并提出应对措施，为该区域农业应对气候变化及可持续发展提供参考，这对于研究区及同类型区农业生产及经济、社会发展具有重要现实意义。
第二章 研究区域概况与研究方法
2.1 研究区的地域特征
陕西省简称“陕”，位于祖国中部，地处东经 105°29′—115°15′，北纬 31°42′—39°35′之间，行政区划处于西北地区东部，总面积 20.58 万平方千米，约占国土面积的 2.14％，居全国第 12 位。地处中国内陆腹地的黄河中游地区，南北长约 880 千米，东西宽约 160-490 千米，呈南北长、东西窄的地域形状。陕西省东隔黄河与山西省为邻，西边与甘肃省接壤，东南及南边与河南、湖北、四川等相接,，北部、西北部与内蒙古自治区、宁夏回族自治区毗连。下辖 8 个地级市和 2 个地区及 5 个县级市、19 个市辖区、83 个县。
2.1.2 研究区域地理条件
黄河处于我国中纬度地带，其中的上、中游处于我国西北半干旱地区，属大陆性季风气候，气候干燥、寒冷，冬季较长，多风沙，夏季短促、凉爽，最低气温在 1 月，最高气温在 7 月。降水时间分布特点为年际变化大，年内降水高度集中，7-9 月约占全年降水量 70%，该季节的侵蚀产沙和输移量约占全年的 80%以上，集中降水的汛期多暴雨。陕西全境处于黄河“几”之型的中心区，属黄河中游一个特殊区。境内自北向南分布属于不同的气候带，陕北北部地区属温带，陕北南部、关中地区属暖温带。陕西地势复杂，地形多样，全省可明显分为陕北黄土高原、关中平原、山南秦巴山地地貌区。陕北黄土高原区，包括陕北北部的长城沿线风沙区和陕北南部的丘陵沟壑区，属极强生态脆弱地区，生态环境脆弱系数为 0.6613（赵跃龙 1999）气候带半干旱地区（干燥度 1.5-2.0）面积比为 34.1%。约占全省总面积的 45%，海拔 800-1900 米，年均气温 8-11℃，年降水量 275-590 毫米，年日照 2289-2829 小时，无霜期 160-200 天。关中平原区，包括渭北川道和渭北高原，约占全省总面积的 45%，海拔高度 320-924 米，年均气温 9-14℃，年降水量 270-590 毫米，年日照 1646-2505 小时，无霜期 193-297 天。纵跨三个气候带，南北差异显著，干湿分明，是中国气候高度敏感区和旱、涝灾害频发区（杜继稳 2007）。对陕西省威胁最大气象灾害是包括寒潮、旱涝、暴雨、冰雹、风沙等几种，其中旱涝是陕西省普遍而重大的气象灾害，而干旱危害严重，范围更大。
第三章 黄河流域中游陕西段气候变化.......................................... 23-31
3.1 气温变化特征 ..........................................23-25
3.2 降水变化特征 ..........................................25-27
3.4 黄河流域中游陕西段气候变化结论.......................................... 30-31
3.4.1 气温变化特征 ..........................................30
3.4.2 降水变化特征.......................................... 30
3.4.3 日照时数变化特征 ..........................................30-31
第四章 研究区气候变化对农业的影响.......................................... 31-39
4.1 对农业资源及投入的影响 ..........................................31-33
4.1.1 农业水资源变化.......................................... 31
4.1.2 对农业技术利用的影响.......................................... 31-32
4.1.3 对施肥量和农药使用的影响.......................................... 32-33
4.2 对农业种植结构的影响 ..........................................33-34
4.3 对产量的影响 ..........................................34-39
4.3.1播种面积与产量关系 ..........................................34-35
4.3.2 小麦和玉米单产变化.......................................... 35-36
4.3.3气象产量变化 ..........................................36-39
第五章 农业应对气候变化..........................................39-45
5.1 气候暖干化趋势明显..........................................39
5.2 气候变化使生态脆弱区..........................................39-40
5.3 气候变化进一步加重农业污染.......................................... 40-42
5.4 农民对气候变化的认知水平较低..........................................42-44
5.5 社会、经济因素..........................................44-45
结论
本研究通过对黄河流中游陕西段榆林地区、延安地区、西安地区近 60 年的气候变化特征分析，说明该区域气候变化趋势。利用三个地区的气象产量变化曲线分析了气候变化对农业产量的影响；调查了该区域目前应对气候变化的现状，综合分析目前应对气候变化存在的问题，并提出相应的去应对气候变化的措施及政策性建议，为准确认识现阶段黄河流域中游气候变化对农业生产机环境影响提供资料，对区域农业应对气候变化及可持续发展具有重要理论价值。主要研究结果如下：
1.采用气候倾向率分析方法对 1951-2010 年黄河流域中游陕西段具有代表性气象站点的气温、降水、日照观测数据分析气候变化特征及趋势。分析结果表明：研究区正处在暖期，并有暖干化趋势。60 年来气温以 0.344℃/10a 的速率升高，冬季增温幅度最大，其次为春季；年均降水量波动较大，并以-11.83mm/10a 的速率减少，夏秋季节降水减少幅度最大，春季次之，冬季减少幅度最小；日照时数呈整体减少趋势，减少速率为-53.16h/10a，秋冬季节平均日照时数减少幅度较大，以冬季最为明显。
2.利用黄河流域中游陕西段榆林、延安、渭南地区三个地区 1989-2009 粮食产量、小麦、玉米的单产数据资料，以粮食作物单产（kg/hm2）为因变量，以时间为自变量，采用分段线性拟合，得到趋势产量方程为，1989-1998：y=236.02x-462957 (R2=0.4252)；1998-2009：y=360.36x-712122 (R2=0.7924)。说明气候变化背景下，小麦气象产量增加，玉米气象产量大幅减少。利用 1991-2010 年的各地区的气象总产量与年均温、降水和日照时数进行的相关分析表明，作物产量与气温升高呈正相关，与降水量减少呈负相关，与日照时数减少呈正相关，但均未达显著水平。
3.通过建立气候变化对农业影响的评价指标，分析目前农业应对气候变化存在的主要问题，主要表现在：气候暖干化趋势明显，对农业影响范围广且不确定；气候变化使生态脆弱区农业气象灾害及其损失更严重；气候变化进一步加重农业污染；农民对气候变化的认知水平较低，应对气象灾害的能力较差；社会、经济因素制约农民主动应对气候变化的积极性。
4.针对研究结果和存在的问题，提出该区域年当前农业应对气候变化的措施主要有：加强农业科学技术研究，建立农业应对气候变化的新技术体系；针对农业生产不同环节大力推广先进技术，发展低碳农业；转变政府对农业生产各方面的管理方式；提高农业生产主体对气候变化的意识；拓宽农业服务部门与农民在应对气候变化方面的交流渠道；关注极端天气现象，提高气象服务水平和防灾减灾能力。