四川省主要農(nóng)業(yè)氣象災害及防災減災科技需求

何 鵬，李 曉，林正雨

(四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)信息與農(nóng)村經(jīng)濟研究所 / 四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)村發(fā)展研究中心，四川 成都 610066)

四川省主要農(nóng)業(yè)氣象災害及防災減災科技需求

何 鵬，李 曉，林正雨

(四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)信息與農(nóng)村經(jīng)濟研究所 / 四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)村發(fā)展研究中心，四川 成都 610066)

四川省是典型的氣候脆弱區(qū)，農(nóng)業(yè)氣象災害多發(fā)、重發(fā)，抗災能力弱。主要的農(nóng)業(yè)氣象災害有季節(jié)性干旱、高溫熱害、暴雨洪澇和低溫陰雨凍害等。提升農(nóng)業(yè)重大氣象災害監(jiān)測能力、大力加強農(nóng)業(yè)氣象災害影響風險評估研究工作、推進多災種并發(fā)情況下的綜合防控與避災減災技術集成應用示范，對促進四川省農(nóng)業(yè)減災增產(chǎn)增效和農(nóng)民增收具有重要的現(xiàn)實意義，對保障全省糧食安全、生態(tài)環(huán)境安全和農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用。

農(nóng)業(yè)氣象；防災減災；科技需求

1 研究概述

四川省位于我國西南部，地處長江上游，介于東經(jīng)97°26’～110°12’和北緯26°01’～34°21’之間，總面積達48.5萬km2。大致以龍門山——大涼山為界，其西為高山峽谷與高原，其東為盆地，全省耕地面積6.72×106hm2、園地面積為7.67×105hm2、林地面積2.22×107hm2、草地面積1.22×107hm2，是全國重要的糧油產(chǎn)地，其糧食產(chǎn)量歷來占全國糧食總產(chǎn)量的7%左右，經(jīng)濟作物油菜籽、蔬菜、茶葉、柑橘、蠶絲等產(chǎn)量居全國前列。

四川地形復雜多樣，高差懸殊，垂直變化十分明顯，形成了多種氣候類型。東部地區(qū)為亞熱帶濕潤季風氣候，西南部地區(qū)為干濕分明的亞熱帶季風氣候，西北部地區(qū)又屬于青藏高原的一部分，形成寒冷的高原大陸性氣候。同時四川也是典型的氣候脆弱區(qū)，農(nóng)業(yè)氣象災害多發(fā)、重發(fā)，抗災能力弱[2,3]。在全球氣候變化背景下，農(nóng)業(yè)氣象災害呈逐年增加、強度增強、危害加重的趨勢。2006年高溫干旱，2008年低溫雨雪冰凍，2009～2010年特大旱災，2010年3月低溫陰雨，2010年7月暴雨洪澇災害就是最明顯的詮釋[4,5]。重大農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會經(jīng)濟發(fā)展和民生造成了巨大的損失。

2 資料與方法

針對四川省重大農(nóng)業(yè)氣象災害及其防控問題研究需要，在收集查閱《中國氣象災害大典(四川卷、重慶卷)》、歷年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒、四川省防災減災年鑒和相關文獻的基礎上，結合中國氣象科學數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(http://www.cma.gov.cn/)四川區(qū)域站點數(shù)據(jù)，并邀請作物栽培、農(nóng)業(yè)氣象等專家會商，采用歷史數(shù)據(jù)分析與專家研討相結合的方法，分析四川省農(nóng)業(yè)氣象災害發(fā)生規(guī)律及危害，識別影響主要農(nóng)作物生產(chǎn)的災害因子、監(jiān)測防控現(xiàn)狀與問題，提出未來研究重點與目標，為穩(wěn)定四川省糧食生產(chǎn)，提高糧食安全有效供給能力提供科學依據(jù)。

3 重大農(nóng)業(yè)氣象災害及其危害

3.1 季節(jié)性干旱

季節(jié)性旱災是四川省發(fā)生頻率最高、持續(xù)時間最長、危害范圍最廣、經(jīng)濟損失最大的農(nóng)業(yè)自然災害。旱災已成為該區(qū)域農(nóng)村經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展的最重要制約因素。季節(jié)性干旱以春、夏、伏旱出現(xiàn)頻率最高，均在60%以上，冬旱次之(45%)，秋旱最少(20%)，以盆地為主要發(fā)生區(qū)域[6]。1961～2010年，四川盆地年平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫均呈上升趨勢，線性擬合增長率分別為0.10℃/ 10年、0.09℃/ 10年、0.13℃/ 10年，同時高溫日數(shù)也呈增加趨勢[7]。以四川盆地為例，1951～2010年的60年間，除11年無旱災或無旱災資料記載外，其余年份均有不同程度的旱災發(fā)生，成災達49年[4,5]。

四川省由于受副熱帶高壓系統(tǒng)的影響，盛夏期間一般有一段高溫伏旱天氣，常常與水稻的生殖生長期相重疊，即水稻高溫熱害，是盆地東部水稻主要的農(nóng)業(yè)氣象災害，常年均可能發(fā)生。近年來輕度高溫熱害呈減輕的趨勢，中度發(fā)生變化不明顯，而重度發(fā)生呈增加的趨勢[8,9]。高溫會導致小麥、油菜和水稻逼熟，影響結實和作物單產(chǎn)。冬暖則導致小麥春化過程提前和油菜早花早薹。

3.2 暴雨洪澇

暴雨和洪澇也是四川主要的農(nóng)業(yè)氣象災害之一。暴雨是形成洪澇的根本原因，而洪澇是暴雨成災的主要表現(xiàn)形式。四川洪澇的出現(xiàn)同暴雨時空分布基本一致，盆地和西南山地局部地區(qū)洪澇常年均有發(fā)生，但大范圍的區(qū)域性洪澇卻主要出現(xiàn)于盆西、盆西北和盆東北地區(qū)。近50年來四川盆地平均年降水量以近20年來減少最為明顯，僅有1973 年降水異常偏多，1961年、1981年和1983年降水顯著偏多，1964年和1967年降水偏多, 多雨年多發(fā)生在20世紀60年代和80年代[7]。據(jù)1956年至2010年統(tǒng)計，共出現(xiàn)167次區(qū)域性洪澇，平均每年3次。時間上主要出現(xiàn)在5～9月，各月發(fā)生洪澇的頻率為5月9%，6月9%，7月36%，8月28%，9月18%。洪澇不僅破壞農(nóng)田和基礎設施，而且造成農(nóng)作物受災減產(chǎn)甚至絕收。據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，僅四川平均每年遭遇洪澇災害的縣就達105個，農(nóng)作物受災面積平均每年48.9×104hm2[4,5]。

3.3 低溫凍害

四川盆地春秋季節(jié)，氣溫變化不穩(wěn)定，春秋季多低溫寒潮。

3.3.1 春季低溫 3月上旬以后，盆地海拔500m以下地區(qū)冷空氣活動頻繁，連續(xù)3d以上平均氣溫低于12℃的頻率在50%以上，3月中、下旬大部分地區(qū)減少至20%以下，這會導致水稻爛秧，影響小麥、油菜等小春作物結實。

3.3.2 初夏低溫 5月上、中旬連續(xù)3d以上平均氣溫低于15℃會影響水稻分蘗，在盆西北和盆東北出現(xiàn)頻率為30%～50%，其余地區(qū)為10%～30%；5月下旬至6月上旬連續(xù)3d以上平均氣溫低于20℃，對水稻抽穗揚花不利，6月上旬以后，低溫基本上不再出現(xiàn)。

3.3.3 秋季低溫 9月中旬是晚稻抽穗揚花期，一般要求日均溫不低于20℃，否則會導致水稻空殼多，產(chǎn)量大幅度下降，并引起紅苕霉爛等。省內(nèi)9月上旬連續(xù)3d以上平均氣溫小于20℃的頻率普遍在20%以上，盆西北大于40%。

霜凍指造成植株損傷或死亡的低溫凍害，四川西部高原霜凍期長，強度大，危害特別嚴重，是農(nóng)林牧生產(chǎn)的限制性因素之一。盆地和川西南地區(qū)霜凍雖然較少，但盆地北部重于盆地南部。如果以最低氣溫<2℃為霜凍標準，并按低溫強度分為輕微(0.1～1.9℃)、一般(0.0～-2℃)和嚴重(<-2℃)3級，全省大體可以劃分為3級區(qū)域：盆地內(nèi)部及川西南河谷地帶屬于輕凍害區(qū)，無嚴重霜凍，輕微和一般霜凍全年各在15d以下。盆北、川東南及川西南山地區(qū)屬于中凍害區(qū)，全年嚴重霜凍一般為5～25d，輕微和一般霜凍各為15～25d。川西高原屬于嚴重凍害區(qū)，全年各級霜凍在25d以上[6]。

4 防控重點及未來科研需求

4.1 提升農(nóng)業(yè)重大氣象災害監(jiān)測能力

針對西南地區(qū)發(fā)生的農(nóng)業(yè)重大氣象災害，通過農(nóng)業(yè)和氣象部門有機結合，完善氣象災害綜合監(jiān)測網(wǎng)絡，提升“一極一軸一區(qū)塊”等重點區(qū)域以及川西高原和盆周山地氣象觀測資料稀疏區(qū)的監(jiān)測能力。隨著監(jiān)測技術手段的提升和大數(shù)據(jù)應用越來越普遍，氣象部門要構建基礎性綜合性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和海量氣象信息存儲系統(tǒng)，通過完善與水文、國土資源、環(huán)境保護、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門的信息資源交換共享機制，加強監(jiān)測信息收集處理和共享能力建設。由氣象和農(nóng)業(yè)部門合作，牽頭構建集孕災環(huán)境、成災機制、受災體和災損評估于一體的農(nóng)業(yè)重大氣象災害監(jiān)測預警與評估模型、方法和指標體系。

4.2 大力加強農(nóng)業(yè)氣象災害影響風險評估研究工作

現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估對概念內(nèi)涵、針對性、過程分析有待加強。如存在將氣象災害風險評估等同為農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估，缺乏具體評估的農(nóng)業(yè)承災體；將氣象災害致災因子和指標等同于農(nóng)業(yè)氣象災害致災因子和指標；在防災、減災能力因子選擇方面，所選因子與防災、減災能力缺乏實質(zhì)性關聯(lián)等問題?，F(xiàn)有農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估成果大多以單一災種對單一承災體的影響為研究對象，多數(shù)研究為靜態(tài)的、災后的評估，僅少數(shù)研究針對作物全生育期或關鍵期，利用數(shù)理統(tǒng)計、作物模擬模型等方法，開展了單災種風險、多災種綜合風險動態(tài)評估[10,11]。

未來隨著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)防災減災的迫切需求，農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估的基礎理論和技術方法、災害風險動態(tài)評估技術、多災種綜合風險評估技術、氣候變化背景下災害風險變化評估研究等將會得到加強，農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估技術將向精細化、動態(tài)化方向發(fā)展?；?S技術的農(nóng)業(yè)氣象災害風險動態(tài)評估、多災種綜合風險評估技術將成為未來研究發(fā)展及其業(yè)務應用的重點[11]。

4.3 推進多災種并發(fā)情況下的綜合防控與避災減災技術集成應用示范

針對四川省主導特色農(nóng)產(chǎn)品，選擇水稻、玉米、小麥、油菜、馬鈴薯共5種主要糧食作物和柑橘、獼猴桃2種水果，按照“工程防災、生物抗災、結構避災、技術減災、制度救災”的基本思路，重點開展季節(jié)性旱災、洪澇災害、低溫陰雨與高溫熱害等農(nóng)業(yè)重大氣象災害綜合防控與防災減災關鍵技術和模式的集成示范。包括重大農(nóng)業(yè)氣象災害動態(tài)監(jiān)測技術集成與應用、重大農(nóng)業(yè)氣象災害動態(tài)評估技術研究與應用、區(qū)域災害綜合防控生物工程技術體系構建、抗旱抗凍耐洪澇淹沒的作物新品種源篩選及抗逆簡化播栽關鍵技術研究、避災減災農(nóng)藝技術集成研究與示范等[12]。

[1]四川在線，四川省耕地面積10080萬畝 人均為世界三分之一[EB/OL]．[2014年04月30日]http://www.sc.gov.cn/10462/10464/10797/2014/4/30/10300479.shtml.

[2] 程紹敏．四川盆地主要氣象災害對農(nóng)業(yè)的影響及減災對策[J]．四川氣象，2000，20(1)31-34.

[3] 徐精文，楊文鈺，任萬君．川中丘陵區(qū)主要農(nóng)業(yè)氣象災害及其防御措施[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2002，23(3)：49-51.

[4] 溫克剛，馬力．中國氣象災害大典(重慶卷) [M]．北京：氣象出版社，2008.

[5] 溫克剛，詹兆渝．中國氣象災害大典(四川卷)[M]．北京：氣象出版社，2008.

[6] 甘書龍，傅綬寧，唐洪潛，等．四川省農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃[B]．成都：四川省社會科學院出版社，1986.

[7] 陳超，龐艷梅，潘學標．近半個世紀以來四川盆地氣溫和降水的變化特征[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31(增1)：27- 31.

[8] 韓蘭英，張強，姚玉璧，等．近60 年中國西南地區(qū)干旱災害規(guī)律與成因[J]．地理學報，2014，69(5)：632-639.

[9] 何永坤，范莉，陽園燕．近50年來四川盆地東部水稻高溫熱害發(fā)生規(guī)律研究[J]．西南大學學報(自然科學版)，2011，33(12)：39-43.

[10] 王明田，張玉芳，馬均，等．四川省盆地區(qū)玉米干旱災害風險評估及區(qū)劃[J]．應用生態(tài)學報，2012，23(10)：2803-2811.

[11] 王春乙，張繼權，霍治國，等．農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估研究進展與展望[J]．氣象學報，2015，73(1)：1-19.

[12] 劉定輝，劉永紅，熊洪，等．西南地區(qū)農(nóng)業(yè)重大氣象災害危害及監(jiān)測防控研究[J]．中國農(nóng)業(yè)氣象，2011，32(增1)：208-212.