顧艷華 李美靈
1.東明縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,山東 東明 274500;2.東明縣城關(guān)街道辦事處,山東 東明 274500
作為農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)我國發(fā)展具有重要影響。近年來,在全球氣候變化大背景下,農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻發(fā),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也日益加劇,由此引發(fā)的糧食安全問題在全球范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注[1-2]。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。針對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行分析并采取合適的應(yīng)對(duì)措施,減輕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物造成的影響,是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中急需重點(diǎn)研究的問題。國內(nèi)已有眾多學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行了研究,并得到了眾多研究成果。例如,柴玉[3]根據(jù)1978—2019 年全國時(shí)序數(shù)據(jù)和省級(jí)面板數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積、成災(zāi)面積、受災(zāi)率和成災(zāi)率已隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)快速且顯著的下降趨勢,但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的最大風(fēng)險(xiǎn)仍然來自農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。劉玲等[4]、陳文科[5]提出,影響我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害有旱災(zāi)、水災(zāi)、冷凍害等類型。房世波等[6]對(duì)近30 年來國內(nèi)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的時(shí)間和空間變化規(guī)律進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害呈加劇趨勢。張繼峰等[7]分析了主要?dú)庀鬄?zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,并針對(duì)各類氣象災(zāi)害提出了防御措施。但目前針對(duì)具體省份農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響的研究還較少,依然存在較大的研究空間。
針對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的研究,將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省作為研究對(duì)象更具有代表性。河南省是我國重要且典型的農(nóng)業(yè)大省,地處暖溫帶和亞熱帶過渡區(qū),主要受西風(fēng)帶大氣環(huán)流控制,屬暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。河南省過渡帶氣候特征明顯,春季干旱、風(fēng)沙較多,夏季炎熱、雨水豐沛,秋季晴和、光照充足,冬季寒冷、雨雪較少,具有四季分明、雨熱同期、氣象災(zāi)害頻發(fā)等特點(diǎn)[8]。河南省主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害有暴雨洪澇、干旱、風(fēng)雹、低溫凍害、雪災(zāi)等,每年會(huì)造成上億元的經(jīng)濟(jì)損失。河南省糧食產(chǎn)量連續(xù)多年位居全國首位,其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況對(duì)我國糧食安全與社會(huì)發(fā)展均具有重要影響。因此,筆者研究河南省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響,分析農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害特點(diǎn),總結(jié)減輕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響的措施,以期為保障農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和國家糧食安全提供參考。
氣象災(zāi)害是指因暴雨、暴雪、干旱、雷電、冰雹、大霧、大風(fēng)、低溫、高溫、霜凍、冰凍、寒潮及霾等造成的災(zāi)害[9]。而農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害偏向于指代對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)有顯著負(fù)面影響的天氣造成的災(zāi)害。近年來,極端天氣頻發(fā),農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害呈現(xiàn)出季節(jié)性、區(qū)域性、并發(fā)性等特點(diǎn)。
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的季節(jié)性較為明顯。例如,夏季是河南省農(nóng)作物生長的主要階段,但該階段當(dāng)?shù)赝ǔ=邓枯^大,容易出現(xiàn)洪澇等氣象災(zāi)害;而冬季通常降水量較小,易發(fā)生旱災(zāi)。凌敏華等[10]分析了河南省近59年的降水重心分布特征,發(fā)現(xiàn)河南省旱澇災(zāi)害發(fā)生頻率與季節(jié)變化緊密相關(guān)。張紫云等[11]基于調(diào)研數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),凍災(zāi)一般發(fā)生在春初、秋末和冬季,其中凍災(zāi)在冬季發(fā)生的比例最大(45.6%),春季和秋季凍災(zāi)發(fā)生的比例相近,從而分析得出凍災(zāi)的發(fā)生具有很強(qiáng)的季節(jié)性的結(jié)論。
農(nóng)作物的生長會(huì)受到地域環(huán)境的影響,農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害也會(huì)呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性。盡管受地方環(huán)境的限制,這些氣象災(zāi)害的范圍可能并不廣泛,但對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的危害依然較為嚴(yán)重。河南省的氣候受到兩個(gè)主要因素的影響,即由南向北的北亞熱帶向暖溫帶氣候過渡及由東向西的平原向丘陵山地氣候過渡,這導(dǎo)致河南省東西南北各個(gè)地區(qū)所面臨的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害存在差異。例如,根據(jù)歷年旱澇數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),河南省內(nèi)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)南澇(旱)北旱(澇)、東澇(旱)西旱(澇)的區(qū)域性災(zāi)害[12]。
由于生態(tài)鏈之間的聯(lián)系十分緊密,任何一環(huán)出現(xiàn)問題都會(huì)直接或間接影響與之聯(lián)系的其他環(huán)節(jié),這也就意味著農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生往往具有并發(fā)性。例如,“大災(zāi)之后必有大疫”的說法從古代流傳至今,通常是指洪澇災(zāi)害后常伴隨著大面積發(fā)生的瘟疫,而瘟疫會(huì)使農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力驟降,進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響;暴雨災(zāi)害常伴隨大風(fēng)和雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣,易引起山體滑坡、泥石流、山洪等次生災(zāi)害,使山區(qū)農(nóng)作物損失慘重[13];長時(shí)間的旱災(zāi)容易導(dǎo)致病蟲害的出現(xiàn),嚴(yán)重影響農(nóng)作物生長[14]。
近年來,河南省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害以暴雨洪澇、干旱、風(fēng)雹災(zāi)害發(fā)生較為嚴(yán)重。因此,筆者選取2013—2019年河南省暴雨洪澇、干旱、風(fēng)雹災(zāi)害發(fā)生情況及其對(duì)農(nóng)作物的影響進(jìn)行分析。
近年來,隨著氣候變化異常,河南省夏季降水量整體呈現(xiàn)上升趨勢,小雨、中雨和大雨占比逐漸下降,暴雨占比逐漸增加,各地區(qū)夏季暴雨洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率居高不下,對(duì)農(nóng)作物造成了嚴(yán)重的影響[15-16]。河南省暴雨洪澇災(zāi)害主要集中在6—8 月。災(zāi)害發(fā)生時(shí),排水不暢地區(qū)(如山谷、洼地或者河流沿岸)的農(nóng)作物會(huì)被大水沖倒、浸泡,在潮濕的環(huán)境中極易出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)現(xiàn)象,極大影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì),嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)絕收的情況。
由表1 可知,2013—2019 年河南省暴雨洪澇災(zāi)害受災(zāi)面積年際波動(dòng)幅度較大;2014 年受災(zāi)面積最小,2017 年受災(zāi)面積最大,兩者相差近20 倍;2019 年河南省暴雨洪澇災(zāi)害發(fā)生情況再次緩和,受災(zāi)面積較小[17]。但《2020 年河南省自然災(zāi)害基本情況》中顯示,2020 年河南省暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)又造成嚴(yán)重?fù)p失,可見河南省暴雨洪澇災(zāi)害呈現(xiàn)極端化、不均衡化發(fā)展的趨勢[18]。
表1 2013—2019年河南省暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響
河南省春夏季大部分平原地區(qū)處于高溫干燥且少雨的狀態(tài),易發(fā)生旱災(zāi)。春夏季是河南省農(nóng)作物生長的關(guān)鍵時(shí)期。此時(shí)正值冬小麥返青、拔節(jié)、孕穗期和夏玉米、夏大豆的播種期,對(duì)灌溉用水的需求量較大;此時(shí)發(fā)生旱災(zāi)會(huì)直接導(dǎo)致農(nóng)作物光合作用和呼吸作用受阻,無法正常生長,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物大面積死亡,降低農(nóng)作物產(chǎn)量。以玉米為例,7—8 月是玉米營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),玉米的葉片、莖稈、雌穗和雄穗在此段時(shí)間內(nèi)生長旺盛;此期干旱會(huì)導(dǎo)致玉米葉片干枯萎縮,葉片光合作用下降且呼吸作用增強(qiáng),對(duì)于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗增加;長時(shí)間的嚴(yán)重干旱會(huì)導(dǎo)致玉米植株矮小枯黃、果穗灌漿異常不能結(jié)實(shí),甚至植株死亡[19]。
由表2 可知,2013—2019 年河南省旱災(zāi)成災(zāi)面積波動(dòng)較大,農(nóng)作物損失較為嚴(yán)重,僅有2015 年全省沒有受到旱災(zāi)影響。這也從側(cè)面反映了近幾年極端天氣的增加。
表2 2013—2019年河南省旱災(zāi)對(duì)農(nóng)作物的影響
風(fēng)雹災(zāi)害是指在強(qiáng)對(duì)流天氣環(huán)境下,由大風(fēng)和冰雹等引起的自然災(zāi)害。河南省風(fēng)雹災(zāi)害常于4—6 月發(fā)生。風(fēng)雹災(zāi)害往往持續(xù)時(shí)間較短且成災(zāi)范圍小,其危害性主要表現(xiàn)在發(fā)生頻次高且成災(zāi)程度深,與洪澇和干旱等災(zāi)害持續(xù)時(shí)間長且范圍廣具有較大差別。發(fā)生風(fēng)雹災(zāi)害時(shí),猛烈的大風(fēng)會(huì)使農(nóng)作物出現(xiàn)大面積倒伏,嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長,從而導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降;同時(shí)短時(shí)間內(nèi)巨量的冰雹會(huì)將農(nóng)作物的根、莖、葉直接砸爛,或是對(duì)農(nóng)業(yè)薄膜大棚造成破壞,直接或間接影響農(nóng)作物產(chǎn)量。
由表3可知,2013年河南省風(fēng)雹災(zāi)害十分嚴(yán)重,受災(zāi)面積高達(dá)10.1 萬hm2;2014 年及以后,河南省風(fēng)雹災(zāi)害整體上發(fā)生程度較輕,受災(zāi)面積和成災(zāi)面積較小,基本維持在小幅度范圍內(nèi)波動(dòng),對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生的影響已大大減小。
表3 2013—2019年河南省風(fēng)雹災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響
袁隆平通過雜交水稻的實(shí)例證明,通過基因整合等方式得到的作物新品種對(duì)氣象災(zāi)害具有一定的抗性。基于此,為減輕氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響,河南省可大力推廣種植抗災(zāi)能力強(qiáng)的農(nóng)作物品種[20-21]。以河南省主要農(nóng)作物小麥、玉米、水稻為例,如小麥品種鄭麥379 冬季抗寒性較好、分蘗力較強(qiáng)、抗倒性較好,百農(nóng)4199 冬季抗寒性好、分蘗力強(qiáng)、成穗率高、葉功能期長、灌漿快、落黃好、籽粒飽滿;玉米品種豫單9953 株型緊湊、莖稈柔韌性好、韌性強(qiáng)、抗旱抗倒能力強(qiáng),MC121 抗高溫、莖稈柔韌性好、抗倒折能力強(qiáng);水稻品種方欣4 號(hào)株型較緊湊、莖稈堅(jiān)韌、抗倒能力較強(qiáng),宏稻59 耐澇性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣。這些品種均對(duì)某一種或某幾種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害具有良好抗性,且能保持高產(chǎn)水平,均適宜作為抗災(zāi)農(nóng)作物品種進(jìn)行推廣。
為大規(guī)模推廣具有優(yōu)良抗性的農(nóng)作物品種,應(yīng)對(duì)地域性的氣象災(zāi)害,河南省可從以下幾點(diǎn)入手。第一,相關(guān)部門可與農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)和農(nóng)業(yè)大學(xué)合作,通過實(shí)際驗(yàn)證抗災(zāi)農(nóng)作物品種的優(yōu)越性,同時(shí)舉辦相關(guān)農(nóng)業(yè)展會(huì)和博覽會(huì),在這些展覽平臺(tái)上分享交流新型抗災(zāi)農(nóng)作物研究成果,為來自農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)人士和廣大農(nóng)民提供展示產(chǎn)品和建立聯(lián)系的機(jī)會(huì)。第二,相關(guān)部門可通過線上線下結(jié)合的方式推廣抗災(zāi)高產(chǎn)的優(yōu)良農(nóng)作物品種。線上可利用社交媒體和農(nóng)業(yè)網(wǎng)站,發(fā)布文章或廣告,以提高抗災(zāi)農(nóng)作物品種的知名度;線下可與農(nóng)民合作社和農(nóng)資市場合作,將優(yōu)良抗災(zāi)農(nóng)作物品種以端對(duì)端的方式直接供應(yīng)給農(nóng)民,通過大量鋪設(shè)線下營銷途徑將抗災(zāi)農(nóng)作物品種推廣至廣大農(nóng)村地區(qū)。第三,基層政府可以開展農(nóng)業(yè)教育培訓(xùn)等,向農(nóng)民介紹抗災(zāi)農(nóng)作物品種的種植方法,同時(shí)建立優(yōu)良品種種植示范田,直觀展示抗災(zāi)優(yōu)良品種的優(yōu)勢,并鼓勵(lì)農(nóng)民參觀??篂?zāi)農(nóng)作物品種推廣措施的選擇取決于目標(biāo)受眾、品種特性、地理位置和可用資源等因素,可采用多種組合措施,幫助農(nóng)民加深對(duì)抗災(zāi)農(nóng)作物品種的認(rèn)識(shí),從而達(dá)到推廣抗災(zāi)農(nóng)作物品種的目的。
農(nóng)業(yè)防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施是指用來預(yù)防農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害和減輕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響的各種設(shè)施。完善農(nóng)業(yè)防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施可以減輕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的破壞,減少農(nóng)作物產(chǎn)量損失,確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定,同時(shí)能夠進(jìn)一步擴(kuò)大耕地面積,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),確保農(nóng)產(chǎn)品的市場供應(yīng),從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提升,還有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少土地退化和水資源污染等問題。
例如,針對(duì)暴雨洪澇災(zāi)害,可通過加強(qiáng)防洪工程建設(shè),修建堤壩,開挖排水溝渠,埋設(shè)排水管道,建設(shè)防洪溝和蓄洪區(qū),在易積水區(qū)域配備足夠數(shù)量的抽水泵,對(duì)現(xiàn)有土地進(jìn)行地面改良,從而有效減少暴雨洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響。針對(duì)干旱災(zāi)害,可以通過完善水利設(shè)施,如修建機(jī)井和水泵站,開挖水渠,建立水庫、集雨井和蓄水池,同時(shí)引進(jìn)水源管理系統(tǒng),從而減少干旱災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響,提高農(nóng)作物生長效率。同時(shí),要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有水渠、水庫、水泵站和灌溉系統(tǒng)的維護(hù)和更新改造,加大資金投入力度,結(jié)合人工降雨、集雨等措施,建設(shè)“海綿型”水利設(shè)施,從而將干旱災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物的影響降到最低。針對(duì)風(fēng)雹災(zāi)害,可建設(shè)風(fēng)雨遮擋設(shè)施(如風(fēng)雨棚、溫室大棚等),這些設(shè)施能夠減緩風(fēng)速,減輕雹石的沖擊力,可在一定程度上保護(hù)農(nóng)作物不受強(qiáng)風(fēng)和雹擊傷害;還可以在農(nóng)田周邊建立適當(dāng)?shù)姆里L(fēng)林帶,起到減弱風(fēng)力、保護(hù)農(nóng)作物的作用。防風(fēng)林帶可以由喬木、灌木等植物組成,起到擋風(fēng)、固土、減少風(fēng)沙侵蝕的效果。在遭受風(fēng)雹災(zāi)害后,適時(shí)的灌溉可以沖洗農(nóng)作物表面的塵土和沙粒,從而減輕風(fēng)雹造成的損失。因此,防干旱的灌溉系統(tǒng)對(duì)于防風(fēng)防雹同樣具有重要作用。針對(duì)低溫凍害和雪災(zāi),可以通過在農(nóng)田表面鋪設(shè)特殊的薄膜,減少水分蒸發(fā),提升農(nóng)作物保溫能力,避免農(nóng)作物直接接觸冷空氣和雪水,從而減輕低溫凍害和雪災(zāi)對(duì)農(nóng)作物的影響。
近年來,隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn),大片土地的生態(tài)系統(tǒng)被破壞,干旱、洪澇等自然災(zāi)害發(fā)生頻率上升,對(duì)農(nóng)作物生長和土壤環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度著手,消除極端天氣的誘導(dǎo)因素,可從源頭上杜絕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生。森林地表的植被和有機(jī)物層可以吸收和儲(chǔ)存雨水,減緩雨水徑流的速度,使水分逐漸釋放從而降低水流的峰值,減少徑流對(duì)下游的沖擊;濕地的植被和泥土同樣可以吸收大量的雨水,降低降雨引發(fā)的洪峰流量。因此,保護(hù)現(xiàn)有森林和濕地,進(jìn)行植樹造林,可有效減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生。此外,綠地、自然水源區(qū)和濕地等可以起到調(diào)節(jié)氣候的作用。因此,在城市發(fā)展過程中,要堅(jiān)持節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展理念,合理規(guī)劃城市發(fā)展,限制土地開發(fā),減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞,從而減少農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的發(fā)生。
氣象部門可以應(yīng)用農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)測技術(shù)提前預(yù)測出可能發(fā)生的緊急農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害事件(大風(fēng)、暴雨、洪澇和風(fēng)雹等),從而在災(zāi)害發(fā)生之前向相關(guān)部門和公眾發(fā)布預(yù)警信息,使相關(guān)部門和農(nóng)民有充足時(shí)間做好應(yīng)急防災(zāi)措施(如緊急收割農(nóng)作物,準(zhǔn)備抽水泵、疏通排水溝等),以減小農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害造成的影響。因此,相關(guān)部門要加大科研投入力度,深入研究農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)測技術(shù),幫助預(yù)測氣候變化趨勢,了解未來可能面臨的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),為政府相關(guān)部門制訂相應(yīng)的災(zāi)害應(yīng)對(duì)計(jì)劃提供參考。
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是影響農(nóng)作物產(chǎn)量的重要因素。農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害在河南省呈現(xiàn)季節(jié)性、地域性和并發(fā)性等特點(diǎn),即隨著季節(jié)和地區(qū)不同,易發(fā)生不同的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害,且一種災(zāi)害的發(fā)生往往導(dǎo)致其他災(zāi)害接連發(fā)生。根據(jù)近年來河南省農(nóng)作物受災(zāi)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)造成當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)損失較嚴(yán)重的氣象災(zāi)害分別為暴雨洪澇、干旱和風(fēng)雹,分析了暴雨洪澇、干旱和風(fēng)雹對(duì)河南省農(nóng)作物的影響,并提出了減輕農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物影響的措施(分別為推廣抗災(zāi)農(nóng)作物品種、完善農(nóng)業(yè)防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和深入研究農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)測技術(shù))。上述措施針對(duì)不同的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害均能發(fā)揮良好的抗災(zāi)減災(zāi)作用,能有效提升農(nóng)作物產(chǎn)量,在保障糧食安全的同時(shí)可保障我國農(nóng)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。