氣象災(zāi)害對高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的影響分析

摘 要：為了有效應(yīng)對氣候變暖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響，不斷提升糧食生產(chǎn)能力，確保國家糧食安全，構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田刻不容緩。選擇關(guān)嶺國家氣象觀測站1991—2023年研究時段內(nèi)的暴雨洪澇、冰雹、干旱、大風(fēng)資料，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法分析關(guān)嶺縣各種氣象災(zāi)害年際和月季變化特征，同時探討了各種氣象災(zāi)害對當(dāng)?shù)馗邩?biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的影響，并提出了一些氣象災(zāi)害防御對策，助力高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工作順利推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：氣象災(zāi)害；高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田；防災(zāi)減災(zāi)；暴雨洪澇；冰雹；干旱；大風(fēng)

中圖分類號：S42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

自20世紀(jì)90年代以來，全球極端氣候事件頻繁出現(xiàn)，IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change，

政府間氣候變化專門委員會）第六次評估報告指出了全球范圍內(nèi)人類活動對氣候變化的影響較大，直接造成極端天氣和極端氣候事件頻繁發(fā)生[1-2]。氣候變化的具體表現(xiàn)是東亞、南亞和東南亞等地區(qū)的極端高溫和降水事件出現(xiàn)頻率提高。由于氣候變率增大，重大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害事件頻發(fā)，其所造成的損失加大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性水平隨之提高[3]。

高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田是指在基本農(nóng)田中劃分出的土地平整、集中連片、設(shè)施完善、土壤肥沃、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)，能夠旱澇保收、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的耕地[4]。黨的二十大報告強(qiáng)調(diào)，要“全方位夯實(shí)糧食安全根基，全面落實(shí)糧食安全黨政同責(zé)，牢牢守住十八億畝耕地紅線，確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中”，逐步將永久基本農(nóng)田全部建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，有效降低不利氣候條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，進(jìn)一步推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究資料和方法

近年來，我國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)取得明顯成效，有效增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)抗災(zāi)減災(zāi)能力，對保障國家糧食安全發(fā)揮了重要支撐作用。通過選擇關(guān)嶺國家基本氣象觀測站1991—2023年研究時段內(nèi)的暴雨洪澇、冰雹、干旱、大風(fēng)資料，運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法分析關(guān)嶺縣各種氣象災(zāi)害年際和月際變化特征。季節(jié)劃分應(yīng)用常規(guī)劃分標(biāo)準(zhǔn)：春季3—5月，夏季6—8月，秋季9—11月，冬季12月至翌年2月。

2 氣象災(zāi)害對高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的影響

2.1 暴雨洪澇

1991—2023年關(guān)嶺縣平均年暴雨日數(shù)為7.5 d，整體呈增加趨勢，變化傾向率為3.621 d/10年，研究時段內(nèi)共增加11.9 d，r值為0.783 8，通過了α=0.01的顯著性水平檢驗(yàn)，說明關(guān)嶺縣的年暴雨日數(shù)增加趨勢極為顯著。通過分析1991—2023年關(guān)嶺縣年內(nèi)各月平均暴雨日數(shù)（圖1），發(fā)現(xiàn)除每年的4—10月外，關(guān)嶺縣其余各月均沒有暴雨天氣出現(xiàn)，且每年4—6月關(guān)嶺縣暴雨日數(shù)呈逐月遞增趨勢，從6月往后，暴雨日數(shù)開始逐月遞減，整體呈單峰型變化特征，峰值出現(xiàn)在每年6月，該月月平均暴雨日數(shù)為2.5 d，谷值出現(xiàn)在每年4月，暴雨日數(shù)只有0.1 d。

此外，關(guān)嶺縣年內(nèi)暴雨天氣主要出現(xiàn)在每年的5—9月，暴雨日數(shù)共7.2 d，占年暴雨日數(shù)的93.5%，尤以每年6—7月最為集中，占年暴雨日數(shù)的61.0%。關(guān)嶺縣年內(nèi)暴雨日數(shù)具有明顯的季節(jié)性變化特征，春、夏、秋平均暴雨日數(shù)分別為0.9 d、5.6 d、1.2 d，分別占年暴雨日數(shù)的11.7%、72.7%、15.6%，全縣年內(nèi)暴雨天氣主要集中在夏季，其次是秋季和春季，冬季幾乎未出現(xiàn)暴雨天氣。

暴雨洪澇對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。第一，暴雨洪澇導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降，甚至死亡。暴雨洪澇會淹沒農(nóng)田，致使土壤中的氧氣減少，作物根系呼吸困難，不利于作物正常生長發(fā)育。暴雨還會破壞作物莖稈和葉片，不利于作物進(jìn)行光合作用，進(jìn)而影響作物產(chǎn)量。第二，暴雨洪澇會引發(fā)農(nóng)田山體滑坡和土石流。由于關(guān)嶺縣多山，暴雨出現(xiàn)時極易沖擊山體，誘發(fā)山體滑坡，這也是導(dǎo)致土地退化、基巖巖層易斜滑的主要原因。農(nóng)田山體滑坡和土石流對作物和土地造成了巨大的破壞，農(nóng)田無法耕種，使得農(nóng)民遭受嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。暴雨洪澇還會沖刷農(nóng)田，破壞農(nóng)田道路、灌溉設(shè)施、排水設(shè)施等，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的順利開展。

2.2 冰雹

1991—2023年關(guān)嶺縣平均年冰雹日數(shù)為1.1 d，整體呈下降趨勢，變化傾向率為-0.548 d/10年，研究時段內(nèi)共減少1.8 d，r值為0.524 1，通過了α=0.01的顯著性水平檢驗(yàn)，這說明關(guān)嶺縣年冰雹日數(shù)增加趨勢極為顯著。通過分析1991—2023年關(guān)嶺縣年內(nèi)各月冰雹日數(shù)（圖2），發(fā)現(xiàn)每年4月關(guān)嶺縣出現(xiàn)冰雹天氣的概率較高，研究時段內(nèi)共出現(xiàn)12 d，占年冰雹日數(shù)的33.3%，而每年的8月、10—12月則基本沒有冰雹天氣出現(xiàn)，6—7月和9月冰雹天氣出現(xiàn)頻率較低。關(guān)嶺縣年內(nèi)冰雹天氣主要出現(xiàn)在每年3—5月，該階段的冰雹日數(shù)共27 d，占年冰雹日數(shù)的75.0%，尤以每年的3—4月最為集中，占年冰雹日數(shù)的61.1%。

此外，關(guān)嶺縣年內(nèi)冰雹日數(shù)具有明顯的季節(jié)性變化特征，冰雹天氣主要出現(xiàn)在春季，共27 d，占年冰雹日數(shù)的75.0%；其次是冬季，冰雹日數(shù)共6 d，占年冰雹日數(shù)的16.7%；再次是夏季，冰雹日數(shù)共2 d，占年冰雹日數(shù)的5.6%；最后是秋季，出現(xiàn)頻率最低，共出現(xiàn)

1 d，占年冰雹日數(shù)的2.8%。

冰雹由于從高空降落，沖擊力較大，可對農(nóng)作物直接產(chǎn)生破壞。若冰雹的直徑較大，則會對正在開花、結(jié)果的果樹、蔬菜等作物產(chǎn)生毀滅性的破壞，使得作物減產(chǎn)甚至絕收。因冰雹屬于強(qiáng)對流天氣之一，出現(xiàn)時大多伴隨大風(fēng)、劇烈降溫和強(qiáng)雷電現(xiàn)象，極易引起作物凍害，進(jìn)而對作物正常生長發(fā)育產(chǎn)生影響。冰雹災(zāi)害還會破壞農(nóng)田設(shè)施，如溫棚等，從而加劇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失。

2.3 大風(fēng)

2004—2023年關(guān)嶺縣平均年大風(fēng)日數(shù)為74.6 d，變化傾向率為48.414 d/10年，r值為0.746 2，通過了α=0.01的顯著性水平檢驗(yàn)，這說明關(guān)嶺縣年大風(fēng)日數(shù)增加趨勢極為顯著。通過分析2004—2023年關(guān)嶺縣年內(nèi)各月平均大風(fēng)日數(shù)（圖3），發(fā)現(xiàn)關(guān)嶺縣年內(nèi)大風(fēng)天氣整體呈多峰型變化特征，峰值分別出現(xiàn)在5月

（10.1 d）、7月（8.8 d），谷值則分別出現(xiàn)在6月（6.4 d）、12月（2.0 d）。關(guān)嶺縣年內(nèi)各月均有可能出現(xiàn)大風(fēng)天氣，且主要出現(xiàn)在每年2—11月，共70.2 d，占年內(nèi)大風(fēng)日數(shù)的93.7%，尤其集中在每年3—8月；月平均大風(fēng)日數(shù)處于6.4～10.1 d。此外，關(guān)嶺縣春、夏、秋、冬四季平均大風(fēng)日數(shù)分別為28.2 d、23.7 d、13.0 d、10.0 d，分別是年大風(fēng)日數(shù)的37.7%、31.6%、17.3%、13.4%，且春季和夏季基本相當(dāng)，秋季和冬季相當(dāng)。

首先，大風(fēng)會造成作物倒伏或折斷，特別是對玉米、高粱等高大作物的危害更為嚴(yán)重，會影響農(nóng)作物分蘗和坐果，進(jìn)而降低作物產(chǎn)量。大風(fēng)會提高土壤水分蒸發(fā)速率，致使農(nóng)田濕度下降，尤其是對需水量較大的農(nóng)作物的威脅更為嚴(yán)重。此外，大風(fēng)會導(dǎo)致土壤風(fēng)蝕，毀壞農(nóng)田，不利于栽培優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)作物。其次，大風(fēng)會將病原體、蟲卵等病蟲害源頭帶進(jìn)農(nóng)田中，造成作物大面積感染，影響農(nóng)田健康。最后，大風(fēng)的出現(xiàn)不利于作物播種、施肥和收割等，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

由此可見，大風(fēng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響具有全方位特征，作物生長、土壤狀況、農(nóng)田設(shè)施等農(nóng)事活動均會受到影響。例如，2016年5月19日下午，關(guān)嶺縣出現(xiàn)大風(fēng)、暴雨、冰雹等強(qiáng)對流天氣，農(nóng)作物受災(zāi)633 hm2，成災(zāi)155 hm2。

2.4 干旱

1991—2023年關(guān)嶺縣平均年干旱次數(shù)為99.5次，整體以增加趨勢為主，變化傾向率為23.409次/10年，

r值為0.345 1，通過了α=0.05的顯著性水平檢驗(yàn)，這說明關(guān)嶺縣干旱次數(shù)增加趨勢較為顯著。結(jié)合平均值曲線發(fā)現(xiàn)，在21世紀(jì)前，關(guān)嶺縣年干旱次數(shù)基本在平均值曲線以下，該階段的氣候變暖趨勢不太顯著，干旱次數(shù)出現(xiàn)頻率相對較低；在21世紀(jì)往后，全縣年干旱次數(shù)大都在多年平均值曲線以上，且出現(xiàn)干旱災(zāi)害的頻率較高。結(jié)合滑動平均曲線，1991—2013年關(guān)嶺縣年干旱次數(shù)呈波動增加的趨勢；2013—2017年呈快速下降趨勢；從2017年往后則快速升高，且干旱次數(shù)在2023年達(dá)到最大。

通過分析關(guān)嶺縣一年四季的干旱次數(shù)（圖4），發(fā)現(xiàn)該縣一年四季均有可能出現(xiàn)干旱，且出現(xiàn)頻率較高。其中，春季平均干旱次數(shù)為30.9次，占四季干旱次數(shù)的31.1%，研究時段內(nèi)只有1992年、1997年、2000年和2022年4個年份未出現(xiàn)春季干旱；夏季平均干旱次數(shù)為13.3次，占四季干旱次數(shù)的13.4%，且1994年、1996年、2000年、2005年、2007年、2008年、2012年6個年份

未出現(xiàn)夏季干旱；秋季平均干旱次數(shù)為31.4次，占四季干旱次數(shù)的31.6%，且1994年、1997年、1999年、2008年、2014年、2015年、2017年、2020年8個年份未出現(xiàn)秋季干旱；冬季平均干旱次數(shù)為23.9次，占四季干旱次數(shù)的24.0%，且1997年、2015年、2019年3個年份未出現(xiàn)冬季干旱。

干旱會造成地表水和地下水位下降，以及對應(yīng)的河流及湖泊的水位下降，進(jìn)而減少農(nóng)業(yè)灌溉用水來源。缺水會限制作物生長，不利于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物的生長。干旱災(zāi)害出現(xiàn)時，直接加快土壤水分蒸發(fā)速率，增大滲透性，使得土壤變得更加干燥，難以為作物提供足夠的水分，不利于作物根系的生長和對養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而降低作物產(chǎn)量。同時，干旱災(zāi)害出現(xiàn)時， 因農(nóng)作物長期處于干燥環(huán)境中，自身的免疫系統(tǒng)受損，農(nóng)作物抵抗病蟲害的能力減弱，直接提高農(nóng)作物病蟲害風(fēng)險，影響作物產(chǎn)量。

3 氣象災(zāi)害防御對策

3.1 加強(qiáng)氣象服務(wù)設(shè)施管理

為確保農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和氣象防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)的有效性，關(guān)嶺縣政府部門應(yīng)加大資金投入力度，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過引入配備最新科技成果的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)設(shè)備，為農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的信息化和智能化賦能，增強(qiáng)氣象預(yù)測預(yù)報效果。通過應(yīng)用先進(jìn)的智能設(shè)備，保障農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全性。例如，在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田生產(chǎn)中建設(shè)區(qū)域自動氣象站，可直觀、精確地收集和分析農(nóng)業(yè)氣象資料信息，為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田防御氣象災(zāi)害提供重要的信息數(shù)據(jù)支撐。由于氣象要素傳感器老化或故障均會對觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，需對觀測儀器設(shè)備加強(qiáng)日常管理維護(hù)，為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田氣象服務(wù)工作的開展打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 完善農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警機(jī)制

當(dāng)前，農(nóng)村地區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工作不斷推進(jìn)，直接提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。一直以來，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是威脅農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵性因素，也是高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)需高度重視的問題。面對氣象災(zāi)害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的危害，需及時采取科學(xué)有效的防災(zāi)減災(zāi)對策。

首先，關(guān)嶺縣氣象部門需不斷完善農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，提高農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性水平，以便充分發(fā)揮氣象預(yù)報的預(yù)警作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和防災(zāi)減災(zāi)工作的開展提供科學(xué)指導(dǎo)，將災(zāi)害性天氣對高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的危害降到最低。

其次，可通過升級和優(yōu)化現(xiàn)代信息技術(shù)，確保農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)不斷滿足高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田生產(chǎn)需求。關(guān)嶺縣氣象部門還要高度重視農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的推廣工作，構(gòu)建起與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展相符的氣象災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，提前做好防災(zāi)減災(zāi)準(zhǔn)備工作。

最后，政府部門還要發(fā)揮自身的指導(dǎo)作用，組織各部門、各單位聯(lián)合應(yīng)對氣象災(zāi)害，通過明確各自的責(zé)任，立足當(dāng)?shù)匕l(fā)展實(shí)際，制定出完善的防災(zāi)減災(zāi)對策，同時規(guī)范應(yīng)急預(yù)警的發(fā)出、接受、傳達(dá)等流程，落實(shí)問責(zé)機(jī)制，保證氣象災(zāi)害預(yù)警責(zé)任落實(shí)到個人，以便更好地開展氣象防災(zāi)減災(zāi)工作。

4 結(jié)束語

除冰雹以外，關(guān)嶺縣暴雨洪澇、大風(fēng)和干旱均呈現(xiàn)出不同程度的增加趨勢，且不同種類氣象災(zāi)害變化趨勢均較為顯著，影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的順利開展。地方政府部門需深刻認(rèn)識到建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工作的緊迫性和重要性，同時采取科學(xué)有效的防災(zāi)減災(zāi)措策，降低不利天氣對高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的影響，推動高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田工作順利推進(jìn)。

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收稿日期：2024-10-09

作者簡介：何斌（1998—），男，貴州安順人，助理工程師，研究方向?yàn)榫C合氣象業(yè)務(wù)。