玉門市農(nóng)業(yè)氣候資源特征及氣象災(zāi)害防御分析

雷淑琴+韓世昌+李誠+金生仁+劉霞

摘要 對玉門地區(qū)的日照、氣溫、降水、風(fēng)及主要?dú)庀鬄?zāi)害進(jìn)行分析。結(jié)果表明，玉門市光照充足；氣溫垂直分布比較明顯；降水量的地域差異明顯，年降水量受地形的影響，由北向南遞增；風(fēng)受地形影響較大，由于地處河西走廊地帶，南北有兩山對峙，形成自然的峽管狀，風(fēng)在這個(gè)地區(qū)產(chǎn)生峽管效應(yīng)，風(fēng)速明顯增大。氣象災(zāi)害種類多，危害嚴(yán)重。針對以上特點(diǎn)，提出了農(nóng)業(yè)氣候資源的應(yīng)用途徑及氣象災(zāi)害防御措施，以期促進(jìn)玉門市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)；氣候資源；應(yīng)用；氣象災(zāi)害；防御措施；甘肅玉門

中圖分類號 S42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）22-0199-03

玉門市地處河西走廊西部，位于東經(jīng)96°15′～98°30′，北緯39°40′～41°00′之間。面積為13 450 km2，綠州占總面積的10.7%。玉門市地貌分為祁連山地、走廊平原和馬鬃山地3個(gè)部分。綠洲14.37萬hm2，戈壁57.06萬hm2，山地45.96萬hm2，荒地15.87萬hm2。境內(nèi)有南靠祁連山的前山，呈西北至東南走向，海拔2 500～3 500 m。境內(nèi)最高峰妖魔山，海拔4 585 m。山麓平原區(qū)海拔自山前2 500 m降至1 200 m以下，相對高度110～290 m。中部有寬灘山、黑山和低山丘陵，分隔赤金、花海2地。北部有馬鬃山，呈西北至東南走向，山勢低矮，坡度平緩，海拔1 400～1 700 m。西部的玉門鎮(zhèn)片區(qū)位于昌馬河沖積扇地帶，扇腰以上為戈壁，以下為綠洲，綠洲外是扇原平原，地勢自東南向西北傾斜。根據(jù)中國氣候區(qū)劃，玉門市屬中溫帶干旱氣候，降水少、蒸發(fā)大、日照長、風(fēng)沙多；冬冷夏熱、氣候干燥。

1 氣候資源特征

1.1 日照

光能是植物生活不可缺少的重要自然資源，對植物的生長發(fā)育起著重大作用，因此，研究農(nóng)作物對光能資源的利用十分重要。日照是農(nóng)作物熱量的來源，日照時(shí)數(shù)的多寡表示了光能資源的優(yōu)劣，是重要的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)之一。

玉門地區(qū)光資源豐富，日照充足，年日照時(shí)數(shù)3 202.6 h，4—9月作物生長季的日照時(shí)數(shù)為1 807.5 h；6月日照時(shí)數(shù)最多，為315.8 h；12月最少，為210.0 h（表1）。農(nóng)作物生育期≥0 ℃期間日照時(shí)數(shù)為2 300.8 h，生育期≥10 ℃期間日照時(shí)數(shù)為1 601.6 h；花海、柳河、黃閘灣、下西號、小金灣、獨(dú)山子、柳湖、玉門鎮(zhèn)等地年日照時(shí)數(shù)為3 200～3 300 h，南部赤金、清泉、昌馬等鄉(xiāng)鎮(zhèn)年日照時(shí)數(shù)為3 100～3 200 h。根據(jù)日照時(shí)數(shù)的分布特征可以得出，市境內(nèi)日照時(shí)數(shù)地域差異比較大，日照時(shí)數(shù)隨海拔的增高而減少，這樣就形成了日照時(shí)數(shù)北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)多于南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地理分布特點(diǎn)。以上資料可以看出，玉門境內(nèi)光照充足，光能資源豐富，具有得天獨(dú)厚的氣候資源優(yōu)勢，能夠滿足各種作物對日照的需要。

1.2 氣溫

玉門市大陸性氣候特點(diǎn)明顯，冬季冷而長，夏季熱而短，北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)年平均氣溫高于南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。全市平均氣溫在3～8 ℃之間，由北向南降低。最冷月（1月）平均最低氣溫為 -19.6 ℃（表2），最熱月（7月）平均最高氣溫為31.9 ℃（表3），氣溫日較差大，是我國高值區(qū)之一。氣溫日較差大，有利于干物質(zhì)積累，增加籽粒千粒重。青海、西藏等地的資料表明，日較差大極有利于作物產(chǎn)量與質(zhì)量的提高。因此，日較差大是玉門市農(nóng)業(yè)氣候資源中的一大優(yōu)勢。

全市無霜期的地域分布特點(diǎn)：川區(qū)無霜期為135 d，花海盆地為137 d，赤金、清泉一帶為135 d；山區(qū)變化復(fù)雜，坡地?zé)o霜期比川區(qū)略長，如老市區(qū)為144 d，昌馬盆地為117 d。

玉門市日平均氣溫穩(wěn)定通過0 ℃的活動(dòng)積溫為3 451.0 ℃，日數(shù)為237 d；穩(wěn)定通過5 ℃的活動(dòng)積溫為3 295.7 ℃，日數(shù)為197 d；穩(wěn)定通過10 ℃的活動(dòng)積溫為2 941.9 ℃，日數(shù)為158 d；穩(wěn)定通過15 ℃的活動(dòng)積溫為2 275.1 ℃，日數(shù)為111 d。

1.3 降水

水是植物生命活動(dòng)所必需的條件之一，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的因素，是農(nóng)作物進(jìn)行光合作用制造有機(jī)質(zhì)的原料。而且水分對于農(nóng)作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量高低以及品質(zhì)的優(yōu)劣都有著重要的意義。玉門市的水分資源主要有自然降水、河流及地下水。自然降水量是指來自天空的降水量，具體是指從天空降落到地面上的液態(tài)、固態(tài)降水，在未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水平面上積聚的深度。西北地區(qū)是我國降水量最少的地方，也是北半球同緯度降水量最少的地方[1]。玉門市全年降水量僅為66.5 mm，降水比較稀少。

1.3.1 降水四季分配不均。玉門降水四季分配不均，主要降水時(shí)段集中在6—8月，降水量為32.7 mm。而且降水量的年際變化大，年降水量最多為123.0 mm，年降水量最少僅為33.6 mm，兩者相差89.4 mm。這種雨熱同季的分布特點(diǎn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常有利。

1.3.2 降水少，各地差異大。全市降水量為57.1～172.8 mm，降水量地域差異比較明顯。年降水量的分布受地形的影響較大，由北向南遞增，隨著海拔的增高，降水量呈增加的趨勢。降水量低值中心在花海盆地，高值中心在南山山地。玉門市具有典型的大陸性荒漠氣候特點(diǎn)，降水日數(shù)少，積雪日數(shù)少且積雪深度不深；從降水量來看，不能滿足植物的要求，全市農(nóng)區(qū)主要依靠灌溉。

1.4 風(fēng)

風(fēng)受地形的影響較大，走廊地帶冬季盛行偏西風(fēng)，夏季盛行偏東風(fēng)，全年風(fēng)向頻率以東風(fēng)最多。玉門市地處河西走廊地帶，加上南北有兩山對峙，從而形成了天然的峽管狀，風(fēng)在此地產(chǎn)生峽管效應(yīng)，風(fēng)速明顯增大，全年大風(fēng)日數(shù)為40.7 d。

1.4.1 風(fēng)的日變化明顯。玉門市風(fēng)的日變化比較明顯，沿山一帶多為山谷風(fēng)，比如昌馬、清泉。

1.4.2 風(fēng)能資源豐富。玉門市的年平均風(fēng)速為3.8 m/s，風(fēng)能資源非常豐富，對發(fā)展清潔能源非常有利。同時(shí)，還可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供天然的動(dòng)力。endprint

2 農(nóng)業(yè)氣候資源利用

2.1 有利于作物生育的氣候條件

玉門地區(qū)日照長、溫差大、積溫高，大部分地方熱量資源一熟有余，能夠種植生育期較長的喜溫作物。區(qū)內(nèi)風(fēng)力資源豐富，空氣動(dòng)能作用強(qiáng)烈，年平均風(fēng)速3.8 m/s。由于空氣流速快，便于大范圍內(nèi)二氧化碳的補(bǔ)充，因而提高了植物光合作用的強(qiáng)度，有利于植物受粉和作物干物質(zhì)、糖分的積累。糧、棉、油干物質(zhì)積累多，品質(zhì)好，瓜果含糖量高，著色好，成熟早。由于空氣干燥，氣溫日較差大，病蟲害種類少、繁衍慢，一般危害程度較輕。

2.2 不利于作物生育的氣候條件

玉門地區(qū)降水量為57.1～172.8 mm，多集中在6—8月，且常以暴雨形式降下，對濕潤土壤和植物生長發(fā)育不起保證作用。由于降水少、季節(jié)分布不平衡、年際變化大，在牧區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)春旱和夏旱，農(nóng)區(qū)常出現(xiàn)春旱、夏旱、伏旱和秋旱。因此，降水不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，必須依靠灌溉。

2.3 農(nóng)業(yè)氣候資源的有效利用

充分發(fā)揮有利的氣候資源優(yōu)勢，批量種植糧食、油料、甜菜、瓜類、蔬菜、特色作物，形成一定的產(chǎn)品優(yōu)勢。采取一系列綜合措施，發(fā)掘水源保障灌溉，輪作倒茬，消滅雜草，提高土壤肥力，做好農(nóng)田基本建設(shè)、肥料建設(shè)、種子建設(shè)等。

2.3.1 按適生區(qū)布局作物，防止越區(qū)種植。作物布局是一個(gè)復(fù)雜的問題，需要各學(xué)科綜合考慮，最后達(dá)到合理化。很顯然，將作物種植在最適合生育的區(qū)域內(nèi)，有利于提高光熱資源利用率，容易獲得高產(chǎn)。因此，棉花、瓜果、枸杞等作物種植在花海地區(qū)比較合適；川區(qū)是春小麥、胡麻、甜菜、洋蔥、啤酒花、茴香、蔬菜、紅花等作物的最適合區(qū)和適宜區(qū)。

2.3.2 掌握氣候規(guī)律，減少光熱損失，提高光能利用率。適時(shí)早播以充分利用早春光熱資源；間套復(fù)種以延長地面綠色覆蓋時(shí)間；合理密植以增加葉面積系數(shù)，減少光能漏射。

3 主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害及防御措施

玉門地區(qū)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的種類繁多，災(zāi)情比較嚴(yán)重。境內(nèi)主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害有霜凍、干熱風(fēng)、大風(fēng)、連陰雨等。

3.1 霜凍

霜是指當(dāng)氣溫下降使地表或接近地表的物體表面最低溫度下降到0 ℃或以下，空氣中水汽直接凝華在地表或物體上形成白色冰晶的一種天氣現(xiàn)象[2]。對農(nóng)作物造成的凍害并非是白色的冰晶霜，而是氣溫降低到0 ℃以下時(shí)，由低溫引起的農(nóng)作物植株體莖葉的傷害或死亡的凍害[3]。霜易在晴朗、微風(fēng)、濕度大的夜間形成。霜凍的形成與溫度的降低有關(guān)，作物霜凍分為輕霜凍、中霜凍、重霜凍。

3.1.1 霜凍的種類及出現(xiàn)時(shí)間。霜凍分早霜凍和晚霜凍2種，2種霜凍遍及玉門地區(qū)。早霜凍年平均日期為9月下旬后期。晚霜凍年平均日期為5月上中旬。

3.1.2 霜凍的危害。霜凍對農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)林果造成的危害，其實(shí)質(zhì)是由于0 ℃以下的低溫所引起的植株莖葉器官組織中的細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰使細(xì)胞致死。玉門地區(qū)存在早、晚霜凍的危害。同為霜凍，一般來講晚霜凍危害大于早霜凍。早霜凍出現(xiàn)愈早，晚霜凍結(jié)束愈遲，對農(nóng)作物及經(jīng)濟(jì)林果的危害就愈重。從時(shí)間上看，9月出現(xiàn)的早霜凍比10月出現(xiàn)的早霜凍危害重，5月結(jié)束的晚霜凍比4月結(jié)束的晚霜凍危害重。

玉門地區(qū)早霜凍的出現(xiàn)時(shí)期正值秋作物灌漿期、乳熟期和黃熟期，如果穗粒尚未進(jìn)入蠟熟階段，此時(shí)遇上霜凍，危害較嚴(yán)重，造成大幅度減產(chǎn)，反之則損失較輕。在玉門地區(qū)晚霜凍的結(jié)束時(shí)期，正值大秋作物幼苗期、經(jīng)濟(jì)林果開花授粉坐果期，此時(shí)遇上霜凍，就會(huì)造成不同程度的危害，輕則凍傷農(nóng)作物的莖葉組織，重則凍死植株，經(jīng)濟(jì)林果花果受凍大量脫落，造成嚴(yán)重減產(chǎn)。

3.1.3 霜凍的防御。①熏煙法：當(dāng)預(yù)報(bào)有霜凍時(shí)，應(yīng)于次日凌晨霜凍形成之前（一般為5：00以前），在地頭上風(fēng)方點(diǎn)燃植物秸稈等，不產(chǎn)生明火，目的是使其產(chǎn)生大量的煙霧，并盡可能使其煙籠罩在要保護(hù)的地段上空，形成煙幕，讓煙幕攜帶的熱量釋放出來，避免霜凍的危害。②灌水法：如果預(yù)報(bào)有霜凍，應(yīng)在其來臨之前對要保護(hù)的田塊進(jìn)行灌水，以增加土壤內(nèi)部的容積熱容量，調(diào)節(jié)田間小氣候，緩解霜凍的危害。③加熱法：大棚內(nèi)應(yīng)提前開爐供暖，為了經(jīng)濟(jì)起見也可以不開爐，循環(huán)鍋爐內(nèi)原有的存水盡管是冷水，仍可以和大棚內(nèi)周圍的更冷空氣進(jìn)行熱量交換。④施肥法：大棚內(nèi)提早施放二氧化碳?xì)夥?，因?yàn)槎趸季哂凶钃醯孛嬗行л椛涞淖饔?，可以減少地面熱量的支出，但如果施肥太遲，反而會(huì)使凍害加重，因?yàn)橐夯瘹夥适┓藕螅枰獜闹車h(huán)境中吸收熱量[4-5]。

3.2 干熱風(fēng)

干熱風(fēng)是玉門地區(qū)主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，是一種高溫低濕并伴隨東風(fēng)的天氣過程，干熱風(fēng)天氣對作物危害非常大。

3.2.1 干熱風(fēng)定義及氣候特征。6月11日至7月20日期間連續(xù)3 d內(nèi)同時(shí)達(dá)到：每天的平均氣溫正距平≥2.0 ℃或連續(xù)3 d的正距平和≥6.0 ℃為輕度；連續(xù)3 d平均氣溫正距平≥9.0 ℃為中度；連續(xù)3 d平均氣溫正距≥12.0 ℃為重度。14：00為偏東風(fēng)或靜風(fēng)，且相對濕度<30%；3 d的最高氣溫平均值≥32.0 ℃。

3.2.2 玉門地區(qū)干熱風(fēng)防御措施。一是選育抗干熱風(fēng)品種，合理搭配早、晚熟品種，改革種植制度；二是大力營造防護(hù)林體系；三是完善灌溉系統(tǒng)，合理灌溉，科學(xué)用水，在干熱風(fēng)來臨前后對農(nóng)作物進(jìn)行合理灌溉；四是在干熱風(fēng)來臨之前，使用化學(xué)藥劑改善作物生理機(jī)制，提高作物對干熱風(fēng)的抵抗能力[6-7]。

3.3 大風(fēng)

玉門地區(qū)是冷空氣入侵甘肅省的必經(jīng)之路，由于特殊的地理位置和下墊面環(huán)境條件，玉門地區(qū)是甘肅省大風(fēng)沙塵天氣的高發(fā)地域。其中，年大風(fēng)日數(shù)達(dá)40.7 d，沙塵暴日數(shù)達(dá)8.2 d。從時(shí)間分布來看，春季（3—5月）是玉門市區(qū)域性大風(fēng)沙塵天氣的高發(fā)期，秋季（9—11月）出現(xiàn)概率最小。

3.3.1 大風(fēng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害。風(fēng)害是一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，是指大風(fēng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的直接和間接危害。直接危害主要指造成土壤風(fēng)蝕沙化、對作物的機(jī)械損傷和生理危害，同時(shí)也影響農(nóng)事活動(dòng)和破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)施；間接危害是指傳播病蟲害和擴(kuò)散污染物質(zhì)等。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有害的風(fēng)主要是季節(jié)性大風(fēng)、地方性局地大風(fēng)等。endprint

3.3.2 大風(fēng)防御措施。一是在風(fēng)口、風(fēng)道處選擇抗風(fēng)性強(qiáng)的樹種營造防風(fēng)林帶；二是設(shè)立防風(fēng)障，加強(qiáng)農(nóng)田管理措施；三是培育矮化、抗倒伏、耐摩擦的抗風(fēng)品種[8]。

3.4 連陰雨

連陰雨天氣指同時(shí)滿足連續(xù)陰雨≥5 d，過程總降水量≥15.0 mm（允許其中1 d微量或無降水量，但不包括過程起止日期），日平均總云量≥80%的天氣過程。

3.4.1 連陰雨天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。連陰雨天氣如果發(fā)生在少雨干旱之后，在一定時(shí)期內(nèi)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利，能緩解旱象。但長連陰雨使得土壤過濕和空氣長期潮濕，日照嚴(yán)重不足，常造成農(nóng)作物生長發(fā)育不良，產(chǎn)量和質(zhì)量遭受嚴(yán)重影響。其危害程度因發(fā)生的季節(jié)、持續(xù)的時(shí)間、氣溫高低和前期雨水的多少及農(nóng)作物的種類、生育期等的不同而異。如在6月中下旬春小麥灌漿期、8月下旬至9月玉米灌漿成熟期、棉花采摘期、葡萄成熟期及各類農(nóng)作物籽種晾曬期等關(guān)鍵期出現(xiàn)持續(xù)性陰雨天氣對生產(chǎn)弊大于利。

3.4.2 連陰雨天氣防御措施。連陰雨天氣發(fā)生時(shí)，由于降水過多造成農(nóng)田濕（漬）害；日照偏少，不利于作物進(jìn)行光合作用，作物長勢弱；溫度過低，一些生長作物積溫不足，出現(xiàn)病蟲害。同時(shí)，連陰雨過程伴隨的暴雨洪澇災(zāi)害還會(huì)損毀農(nóng)田水利設(shè)施。針對以上不良影響，提出及時(shí)開溝排水、增加土壤透氣性、防止?jié)n害發(fā)生、及時(shí)加固溫室大棚棚架和畜禽舍等措施[9]。

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