黑龍江汛期降水日變化特征分析及對農(nóng)業(yè)的影響

高玲 王蕾

收稿日期：2023-11-07

作者簡介：高玲（1986—），女，安徽渦陽人，工程師，主要從事氣象專業(yè)服務(wù)工作。

摘 要：選用1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期（6—8月）逐月降水量、降水日數(shù)資料，選擇線性傾向估計(jì)法和滑動(dòng)平均法探討汛期降水變化特征，并探討了汛期降水對農(nóng)業(yè)的影響，最后給出了防御對策。

關(guān)鍵詞：汛期降水；變化特征；農(nóng)業(yè)影響；黑龍江

中圖分類號：P426.614 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

大氣降水屬于重要的氣候資源，是水循環(huán)過程調(diào)節(jié)中的基本環(huán)節(jié)，也是評價(jià)區(qū)域水資源的重要內(nèi)容。由于大氣降水是地表徑流和地下水的主要補(bǔ)給來源，降水量會對水資源的數(shù)量和地域分布直接產(chǎn)生影響，而降水的年際和長期變化均會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生不同程度的影響[1]。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者針對不同區(qū)域降水的時(shí)空變化特征、長期變化趨勢和極端降水個(gè)例進(jìn)行了大量研究，并得出了很多有價(jià)值的結(jié)論。汛期是全年降水的集中時(shí)段，也是暴雨洪澇災(zāi)害集中的高發(fā)期，其降水占全年降水量的65%。因此，研究汛期降水變化特征具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。大量文獻(xiàn)針對不同區(qū)域的氣候變化特征進(jìn)行了研究，相關(guān)文獻(xiàn)指出黑龍江省平均氣溫呈現(xiàn)出升高趨勢，比全國平均氣溫升溫幅度和增溫速率要高[2]；東北地區(qū)生長季降水量以減少趨勢為主，且吉林、黑龍江的遞減趨勢偏弱[3]；隨著全球氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇，越來越多的學(xué)者對中國、東北和華北、黑龍江省降水和氣溫等要素的變化和變化特征方面進(jìn)行了研究，并得出了很多有意義的結(jié)論，而針對黑龍江省汛期降水特征及對農(nóng)業(yè)的影響研究有

限[4-8]?；诖?，利用1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市本站年降水及汛期降水量資料，運(yùn)用線性傾向估計(jì)法和滑動(dòng)平均法分析研究汛期降水量、降水日數(shù)統(tǒng)計(jì)特征、演變特征，并探討汛期降水對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，以期為適應(yīng)、減緩和應(yīng)對氣候變化，評估氣候事件提供理論依據(jù)、實(shí)踐參考和技術(shù)支撐。

1 研究資料和方法

選用1994—2023年黑龍江省13地市本站汛期（6

—8月）逐月降水量、降水日數(shù)資料，選擇線性傾向估計(jì)法和滑動(dòng)平均法探討汛期降水變化特征。

2 汛期降水變化特征

2.1 汛期降水量

1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期總降水量為

4 370.900 mm，整體呈現(xiàn)出增加的趨勢，平均每年以64.357 mm的速率遞增，研究時(shí)段內(nèi)共增加2 123.781 mm，且全省13個(gè)地市在汛期的降水量增加趨勢較為顯著（圖1）。結(jié)合曲線圖，1994—2001年黑龍江省13個(gè)地市汛期的降水總量呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢，且2001年的降水總量最低，只有2 723.600 mm；2001—2019年黑龍江省13個(gè)地市汛期的降水總量則呈現(xiàn)出上升的趨勢，且2019年的汛期降水量最高；從2019年往后，黑龍江13個(gè)地市的汛期降水總量呈現(xiàn)出先下降后增加的趨勢。

2.2 汛期降水日數(shù)

2.2.1 年際變化

1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期降水日數(shù)整體呈現(xiàn)出增加趨勢，線性變化傾向率為5.039 d/10年，增加趨勢較為顯著。近30年來，黑龍江省13個(gè)地市汛期平均降水日數(shù)為75.4 d，其中，汛期降水日數(shù)的高值為89.0 d（2019年），低值只有58.0 d（2004年），兩者之間相差31 d，說明汛期降水日數(shù)年際變化波動(dòng)幅度較大。結(jié)合平均值曲線圖，除2009年前黑龍江省13個(gè)地市汛期降水日數(shù)變化波動(dòng)幅度較大外，之后的汛期降水日數(shù)變化較為平穩(wěn)，且?guī)缀踉谄骄登€以上（圖2）。結(jié)合曲線圖，1994—2000年黑龍江省13個(gè)地市汛期的降水日數(shù)呈現(xiàn)出快速下降的趨勢，從2000年往后以波動(dòng)增加趨勢為主。

2.2.2 月變化

1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市6月平均降水日數(shù)為24 d，占汛期降水日數(shù)的31.8%，

其中，降水日數(shù)的高值為30 d（2009年），低值只有14 d（2004年），高值是低值的2倍多，說明黑龍江省汛期6月的降水日數(shù)變化波動(dòng)幅度較大（圖3）。近30年黑龍江省13個(gè)地市6月的降水日數(shù)整體以增加趨勢為主，線性變化傾向率為2.12 d/10年，研究時(shí)段內(nèi)共增加6.36 d。結(jié)合曲線圖，1994—2004年黑龍江省汛期6月的降水日數(shù)以波動(dòng)下降趨勢為主，之后呈現(xiàn)出穩(wěn)定增加的趨勢。

1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市7月平均降水日數(shù)為26.0 d，是汛期降水日數(shù)的34.5%，在汛期占據(jù)較大比重。近30年7月降水日數(shù)整體以增加趨勢為主，線性變化傾向率為1.468 d/10年，增加趨勢較為顯著。其中，1999—2009年、2015—2023年降水日數(shù)以波動(dòng)增加趨勢為主，只是前期波動(dòng)變化幅度明顯；1994—1999年、2009—2015年呈現(xiàn)出下降的趨勢，且后期下降幅度要高于前期（圖4）。

1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期8月平均降水日數(shù)為25.4 d，占汛期降水日數(shù)的33.7%，其中8月年降水日數(shù)的最大值為30.0 d（2014年），比多年平均值偏高19.7%；最小值只有19.0 d（2001年），比多年平均值偏低36.7%（圖5）。近30年黑龍江省13個(gè)地市8月降水日數(shù)整體以增加趨勢為主，線性變化傾向率為1.4561 d/10年，增加趨勢較為顯著。從曲線圖中可以看出，除2009—2014年8月降水日數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)增加趨勢外，其余時(shí)段的降水日數(shù)均有不同程度的下降趨勢，但下降幅度要低于增加幅度。

3 汛期降水對農(nóng)業(yè)的影響

3.1 農(nóng)田排水問題

強(qiáng)降雨天氣不僅會增加降水量，還會導(dǎo)致土壤濕度迅速上升。一旦土壤濕度達(dá)到飽和狀態(tài)，并且降雨天氣持續(xù)，農(nóng)田的排水系統(tǒng)可能無法有效應(yīng)對，造成排水不暢。這種情況容易對農(nóng)作物的根系呼吸產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因?yàn)楦敌枰渥愕难鯕饩S持正常的新陳代謝。當(dāng)土壤濕度過高，氧氣供應(yīng)不足，根系就會缺氧，進(jìn)而影響農(nóng)作物的正常生長和發(fā)育。長時(shí)間缺氧會導(dǎo)致農(nóng)作物新陳代謝功能受損，最終導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至完全絕收。因此，強(qiáng)降雨天氣對農(nóng)作物生產(chǎn)具有嚴(yán)重的威脅。

3.2 土壤質(zhì)量下降

由于降水強(qiáng)度大，強(qiáng)降雨天氣還會對土地產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷作用。這種沖刷力會破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致大量營養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷、鉀等關(guān)鍵元素，以及有機(jī)質(zhì)被沖刷走。隨著這些營養(yǎng)物質(zhì)的流失，土壤質(zhì)量會明顯下降，變得貧瘠。當(dāng)農(nóng)田的積水被排盡后，由于土壤養(yǎng)分的減少，農(nóng)作物很難從中獲取足夠的營養(yǎng)支持其正常生長。缺乏必要的養(yǎng)分，作物的生長速度會減緩，產(chǎn)量也會下降。這不僅會影響農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，還可能對整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成長期的不良影響。

3.3 引發(fā)洪澇災(zāi)害

若強(qiáng)降水天氣持續(xù)較長時(shí)間，還易演變?yōu)閲?yán)重的洪澇災(zāi)害。大量的雨水積聚在地表，無法迅速排出，導(dǎo)致水位上漲，淹沒農(nóng)田和村莊。洪水的沖擊力巨大，不僅會沖毀農(nóng)田中的作物和基礎(chǔ)設(shè)施，還會沖毀房屋和道路，給人們的日常生活帶來極大的不便。更為嚴(yán)重的是，持續(xù)的強(qiáng)降水還可能引發(fā)山體崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害一旦發(fā)生，不僅會破壞農(nóng)田和農(nóng)作物，還可能掩埋村莊和道路，對人們的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在這樣的情境下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)自然會受到嚴(yán)重影響，農(nóng)作物的收成會減少，甚至出現(xiàn)歉收的情況。更為關(guān)鍵的是，人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全也會受到嚴(yán)重威脅。

4 對策建議

4.1 做好強(qiáng)降雨預(yù)防工作

黑龍江省各級農(nóng)業(yè)部門及鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)認(rèn)識到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種制約因素，增強(qiáng)自身對極端災(zāi)害性天氣的防范意識。同時(shí)，為了提高農(nóng)業(yè)人員對強(qiáng)降雨天氣的應(yīng)對能力，各級農(nóng)業(yè)部門還需要積極開展防汛抗洪知識的宣傳教育，增強(qiáng)農(nóng)民的安全意識，幫助他們掌握有效的應(yīng)對措施，避免農(nóng)田出現(xiàn)大范圍、長時(shí)間的積水。同時(shí)，農(nóng)業(yè)部門還應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)管，確保排水管道等設(shè)施的正常運(yùn)行，防止因管道故障等問題影響農(nóng)作物的正常生長。通過這些措施的實(shí)施，降低強(qiáng)降雨天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

4.2 重視排水管道泥沙清除

在未進(jìn)入到汛期前，有關(guān)部門需完善排水系統(tǒng)，加大資金投入力度，修繕舊管道，鋪設(shè)農(nóng)田排水管道，以應(yīng)對強(qiáng)降雨天氣。還可以安排專業(yè)人員定期維護(hù)和檢查區(qū)域內(nèi)排水管道，對已經(jīng)損壞的管道進(jìn)行修理，以充分發(fā)揮排水系統(tǒng)的作用。在強(qiáng)降雨天氣沒有出現(xiàn)前需再次檢查相關(guān)設(shè)施，疏通管道泥沙，預(yù)防泥沙堵塞，以順利排出積水，對農(nóng)作物生長造成的負(fù)面影響降到最低。

4.3 加強(qiáng)降雨監(jiān)測

黑龍江省氣象部門和水利部門應(yīng)加強(qiáng)溝通協(xié)作，實(shí)時(shí)監(jiān)測氣象動(dòng)態(tài)，以第一時(shí)間掌握降水方面的信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)疏漏之處并進(jìn)行補(bǔ)救。在異常情況出現(xiàn)后，應(yīng)該通知農(nóng)業(yè)部門和各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理人員，做好天氣變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測，準(zhǔn)確預(yù)估可能出現(xiàn)的氣象災(zāi)害。為抗災(zāi)減災(zāi)工作提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐，增強(qiáng)災(zāi)情救助的及時(shí)性和有效性。

5 結(jié)論

（1）1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期總降水量為4 370.900 mm，整體呈現(xiàn)出增加的趨勢，平均每年以64.357 mm的速率遞增，且汛期的降水量變化較為顯著。

（2）汛期各月降水量均呈現(xiàn)出增加的趨勢，只是氣候變化傾向率不同；汛期降水主要集中在7月，平均降水量為11 168.700 mm，占汛期降水量的39.3%，其次是8月，平均降水量為9 877 mm，占汛期降水量的34.7%，6月降水量為7 379.700 mm，占26.0%。

（3）1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期降水日數(shù)整體呈現(xiàn)出增加趨勢，線性變化傾向率為5.039 d/10年，增加趨勢較為顯著。

（4）汛期各月降水日數(shù)均呈現(xiàn)出增加趨勢，且增加趨勢極為顯著；汛期降水天氣的出現(xiàn)會引發(fā)農(nóng)田排水問題、土壤質(zhì)量下降、引發(fā)洪澇災(zāi)害，不利于優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的形成。

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