氣象災(zāi)害對二連浩特市生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其防范策略

摘 要 隨著全球氣候變暖，各類極端天氣事件頻發(fā)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重威脅。內(nèi)蒙古二連浩特市處于干旱半干旱氣候區(qū)，易發(fā)生干旱、風(fēng)沙災(zāi)害等氣象災(zāi)害，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為系統(tǒng)分析氣象災(zāi)害對二連浩特市生態(tài)農(nóng)業(yè)的影響機(jī)制，制訂科學(xué)有效的防范對策，分析二連浩特市的主要氣象災(zāi)害特征，研究其對農(nóng)作物產(chǎn)量、土壤肥力及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞作用，并提出構(gòu)建高效氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)、推行氣候智能與生態(tài)修復(fù)農(nóng)業(yè)技術(shù)、完善災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)與農(nóng)田生態(tài)恢復(fù)機(jī)制等防范策略。

關(guān)鍵詞 氣象災(zāi)害；生態(tài)農(nóng)業(yè)；內(nèi)蒙古二連浩特市

中圖分類號：S42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.045

隨著全球氣候變暖加劇，極端天氣氣候事件發(fā)生的頻率、強(qiáng)度和持續(xù)時間都呈現(xiàn)增加趨勢。內(nèi)蒙古二連浩特市地處我國北方農(nóng)牧交錯區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極易受到干旱、風(fēng)沙、低溫凍害等氣象災(zāi)害的影響。近年來，二連浩特市大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，推廣節(jié)水灌溉、保護(hù)性耕作等措施，取得了良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。然而，頻發(fā)的極端氣候事件對當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。對災(zāi)害的成因、影響進(jìn)行科學(xué)評估，并提出有針對性的防范策略，對增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗災(zāi)能力、保障糧食安全和農(nóng)民收入具有重要意義。

1 生態(tài)農(nóng)業(yè)的特點及在二連浩特市的發(fā)展現(xiàn)狀

生態(tài)農(nóng)業(yè)作為一種可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)模式，其核心理念在于遵循自然生態(tài)規(guī)律，通過優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)與社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。這種農(nóng)業(yè)形態(tài)強(qiáng)調(diào)減少化學(xué)品投入，依靠生物多樣性維持生態(tài)平衡，促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的和諧共生。二連浩特市地處農(nóng)牧交錯帶，生態(tài)環(huán)境脆弱，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式難以為繼。為應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)，當(dāng)?shù)卣罅ν菩猩鷳B(tài)農(nóng)業(yè)，因地制宜發(fā)展節(jié)水灌溉、保護(hù)性耕作、生物防治等綠色技術(shù)。例如，農(nóng)戶普遍采用滴灌、微噴等節(jié)水灌溉方式，配合農(nóng)作物秸稈覆蓋，顯著提高了水分利用效率。在防治農(nóng)田害蟲時，當(dāng)?shù)赝茝V釋放赤眼蜂等生物天敵，通過捕食效應(yīng)控制玉米螟等害蟲種群數(shù)量，實現(xiàn)農(nóng)藥減量增效。此外，二連浩特市因地制宜發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，利用塑料大棚阻隔風(fēng)沙，并通過水肥一體化實現(xiàn)農(nóng)資精準(zhǔn)投入，提高了作物產(chǎn)量與品質(zhì)。在農(nóng)牧交錯區(qū)，當(dāng)?shù)赝ㄟ^優(yōu)化耕作制度，實現(xiàn)農(nóng)牧有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)種養(yǎng)加循環(huán)。牧區(qū)牲畜糞便經(jīng)堆漚發(fā)酵后還田，不僅提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，也減輕了面源污染。綜合而言，生態(tài)農(nóng)業(yè)在二連浩特市取得了積極進(jìn)展，但仍需進(jìn)一步加大政策支持和技術(shù)創(chuàng)新力度，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抗御自然災(zāi)害的能力，為區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

2 主要氣象災(zāi)害特征

二連浩特市處于蒙古高原東部，屬溫帶大陸性氣候區(qū)，氣候干燥，降水量少而集中，蒸發(fā)量大，常遭受久旱、風(fēng)沙、低溫凍害等災(zāi)害的侵襲，嚴(yán)重制約著區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展。二連浩特市多年平均降水量只有270 mm，而潛在蒸發(fā)量高達(dá)1 800 mm。二連浩特市蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，極易發(fā)生春旱和秋旱[2]。例如，2009年春季降水量偏少，造成小麥分蘗期和返青期遭遇明顯旱情。除久旱外，二連浩特市常遭遇大風(fēng)沙天氣。每年3—5月是該地風(fēng)沙災(zāi)害的主要發(fā)生時間。大風(fēng)造成土壤風(fēng)蝕沙化、對作物的機(jī)械損傷。此外，二連浩特市冬季寒潮頻繁，極端最低氣溫可達(dá)-30 ℃。低溫會導(dǎo)致冬小麥無法越冬或產(chǎn)量損失。以上氣象災(zāi)害對二連浩特市脆弱的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)影響顯著，需要采取系統(tǒng)性的防范對策。

3 氣象災(zāi)害對生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

3.1 氣象災(zāi)害對農(nóng)作物產(chǎn)量與生長周期的影響

二連浩特市頻繁發(fā)生的久旱、風(fēng)沙災(zāi)害及低溫凍害嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。這些氣象災(zāi)害可導(dǎo)致農(nóng)作物在重要生長期遭遇水分或養(yǎng)分缺乏，影響農(nóng)作物的生長發(fā)育，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)量損失。具體來說，春旱會使小麥無法充分抽穗，秋旱則會降低玉米的籽粒品質(zhì)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，二連浩特市小麥單位面積產(chǎn)量在嚴(yán)重旱年可下降20%以上[3]。大風(fēng)沙會侵蝕農(nóng)田表層肥沃土壤，掩埋農(nóng)作物，導(dǎo)致玉米等秸稈作物倒伏，影響作物的光合作用和養(yǎng)分運輸。此外，冬季極端低溫會損傷小麥的冬芽與根系，導(dǎo)致其越冬率下降，或在返青期后發(fā)生凋萎、枯死。氣象災(zāi)害還可顯著延長農(nóng)作物的生育期。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，遭遇旱災(zāi)年份，二連浩特市小麥生育期可比正常年份延長10 d以上[3]。氣象災(zāi)害不僅影響當(dāng)季作物收獲，也會壓縮下一季作物的生長周期，影響種植結(jié)構(gòu)安排。

3.2 極端氣候?qū)r(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)與肥力的影響

二連浩特市氣候極端事件不僅直接影響農(nóng)作物生長，還通過破壞土壤結(jié)構(gòu)和肥力間接削弱農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。頻繁的干旱會破壞土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤板結(jié)，同時加速有機(jī)質(zhì)礦化，降低土壤肥力。大風(fēng)沙遮光掩埋直接破壞地上部農(nóng)作物，強(qiáng)風(fēng)力還會破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水分和養(yǎng)分流失。具體而言，干旱會使土壤交換性鈣、鎂等營養(yǎng)鹽類含量上升，導(dǎo)致土壤板結(jié)加劇，同時促進(jìn)有機(jī)物快速分解，釋放土壤養(yǎng)分。這加速了鹽漬化進(jìn)程，降低了土壤肥力。大風(fēng)能夠直接切削和攜帶肥沃表層土壤遷移，掩埋作物，同時強(qiáng)烈的風(fēng)壓會使土壤顆粒無法黏聚，加速風(fēng)蝕過程，導(dǎo)致土壤肥力下降[4]。二連浩特市氣候災(zāi)害通過直接影響作物生長和間接破壞土壤肥力2條途徑，對脆弱的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)功能造成雙重打擊。因此，二連浩特市需要從保護(hù)土壤物理結(jié)構(gòu)和維持土壤肥力2個方面入手采取有效的防控對策。

3.3 災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生物多樣性的影響

氣候災(zāi)害不僅影響農(nóng)業(yè)單季生產(chǎn)，從長遠(yuǎn)看其破壞作用還體現(xiàn)在削弱農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性方面。頻繁發(fā)生的氣象災(zāi)害打破了區(qū)域自然生態(tài)平衡，使物種和種群豐富度下降，降低了農(nóng)田生物間復(fù)雜的互作關(guān)系，削弱了系統(tǒng)抵抗外部干擾的能力。發(fā)生嚴(yán)重旱災(zāi)后，土壤中多數(shù)微生物因缺乏水分而瀕臨死亡，不僅降低了土壤肥力，也打破了長期形成的微生物區(qū)系，需要很長時間才能恢復(fù)。同時，連年災(zāi)害會破壞土壤食物鏈，減少土壤中動物的數(shù)量，降低有益微生物的食物來源，進(jìn)一步削弱土壤肥力及其抵抗外來病原菌的能力。此外，氣候災(zāi)害導(dǎo)致的種植結(jié)構(gòu)單一化降低了農(nóng)田植被多樣性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了土壤肥力和抵御外來病原體的能力，植被種類減少使得系統(tǒng)抵御能力依賴的“功能冗余”機(jī)制被破壞[5]。由此可見，氣候災(zāi)害通過直接和間接效應(yīng)共同作用，削弱區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，二連浩特市需要采取生物多樣性保護(hù)、生境恢復(fù)等手段進(jìn)行系統(tǒng)性修復(fù)。

4 防范策略

4.1 構(gòu)建高效氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)

為減輕氣象災(zāi)害對生態(tài)農(nóng)業(yè)的影響，二連浩特市可構(gòu)建高效的氣象監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，以實時、精確監(jiān)測可能影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各類災(zāi)害因子，并據(jù)此對關(guān)鍵生長期發(fā)出預(yù)警，為農(nóng)民采取措施提供決策支持。具體而言，監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)需要集成自動氣象站、農(nóng)田水分監(jiān)測器、作物模型等多源異構(gòu)傳感平臺，實時收集不同尺度的氣象數(shù)據(jù)、土壤水分和作物生育信息。這些數(shù)據(jù)融合后，將輸入?yún)^(qū)劃細(xì)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力模型。模型可定量評估不同災(zāi)害對作物產(chǎn)量和生長造成的影響，為預(yù)警發(fā)布及防范對策選擇提供依據(jù)。此外，可利用衛(wèi)星遙感和地面網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測春糧、秋糧不同生育期的耕地分布、播種面積等精細(xì)化信息，提升模擬和預(yù)警的針對性。

以旱災(zāi)預(yù)警為例，監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)冬小麥回青期前后的降水量、土壤墑情和潛在蒸散量，量化旱情強(qiáng)度，評估小麥抽穗期可能出現(xiàn)的水分脅迫。同時，結(jié)合作物生育模型，預(yù)估不同程度旱情下的單位面積產(chǎn)量損失，為灌溉策略的制訂和產(chǎn)量調(diào)節(jié)提供科學(xué)依據(jù)。類似方法也可應(yīng)用于預(yù)測風(fēng)沙和低溫對玉米等夏糧的影響，指導(dǎo)抗旱、保墑等技術(shù)的實施。因此，構(gòu)建高效的氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，是實施定量化、指導(dǎo)性的生態(tài)農(nóng)業(yè)防災(zāi)策略的基礎(chǔ)，也是減輕氣候變化影響、提高區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)量穩(wěn)定性的重要措施。

4.2 推行氣候智能與生態(tài)修復(fù)農(nóng)業(yè)技術(shù)

面對氣候變化所帶來的日益嚴(yán)重的土壤質(zhì)量挑戰(zhàn)，二連浩特市迫切需要普及并實施氣候智能農(nóng)業(yè)和生態(tài)修復(fù)技術(shù)，以增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對災(zāi)害的抵御與自我恢復(fù)能力。這些創(chuàng)新技術(shù)的核心在于通過優(yōu)化土壤管理、強(qiáng)化生物活性及維持健康土壤結(jié)構(gòu)改善土壤質(zhì)量，具體策略有推廣免耕和保墑耕作制度。這種做法能夠最大限度地減少機(jī)械操作對土壤造成的物理擾動，從而維護(hù)土壤顆粒間的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和團(tuán)聚體完整性，有助于水分的存儲和養(yǎng)分的有效保持。同時，倡導(dǎo)合理施用有機(jī)肥料，不僅能滿足作物生長所需的營養(yǎng)成分，而且能有效增加土壤有機(jī)碳含量，提升土壤抗侵蝕性及水分、養(yǎng)分的吸附與保留性能。密閉式和控釋肥料技術(shù)的應(yīng)用則有助于減緩化肥養(yǎng)分流失，提高肥料利用效率。對于深受鹽漬化問題困擾的地區(qū)，建議采用耐鹽堿豆科綠肥作物如苜蓿進(jìn)行間作套種，此類作物根系分泌物可以促進(jìn)土壤中鹽分向下層移動，實現(xiàn)土壤脫鹽。此外，定向使用特定的功能性肥料，如富含養(yǎng)分的微囊肥等產(chǎn)品，能有效幫助作物在干旱和其他惡劣環(huán)境下保持良好生長狀態(tài)。綜合應(yīng)用上述氣候智能與生態(tài)修復(fù)技術(shù)，將顯著提升二連浩特市的土壤質(zhì)量，并增強(qiáng)農(nóng)作物對環(huán)境變化和災(zāi)害的適應(yīng)與抵抗能力。然而，在實際操作中，必須根據(jù)不同區(qū)域土壤肥力差異和災(zāi)害風(fēng)險特性，因地制宜制訂技術(shù)方案，并與高效灌溉技術(shù)和精準(zhǔn)施肥方法相結(jié)合，確保獲得較好的綜合效果。此外，加強(qiáng)政策層面的支持和技術(shù)培訓(xùn)同樣不可或缺。通過政策引導(dǎo)和教育培訓(xùn)，推動先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和深入實踐，是保障二連浩特市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵措施。

4.3 完善災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)與農(nóng)田生態(tài)恢復(fù)機(jī)制

為減輕氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，二連浩特市急需建立科學(xué)、高效的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害應(yīng)對及生態(tài)恢復(fù)體系，增強(qiáng)抗災(zāi)能力，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。二連浩特市要增強(qiáng)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)能力，迅速開展災(zāi)害評估與救災(zāi)，確保當(dāng)季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時要從系統(tǒng)角度推進(jìn)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，重建土壤食物鏈與微生物區(qū)系，恢復(fù)土壤肥力和系統(tǒng)功能。詳細(xì)而言，建立氣象、水利、農(nóng)業(yè)等部門信息共享的應(yīng)急聯(lián)動機(jī)制。例如，在災(zāi)害來襲前，可利用氣象預(yù)警結(jié)果，科學(xué)評估可能的災(zāi)害損失區(qū)域與程度，提前調(diào)配應(yīng)急物資，制訂災(zāi)區(qū)重建方案。在災(zāi)害發(fā)生后，應(yīng)急小組應(yīng)迅速深入災(zāi)區(qū)開展詳細(xì)評估，核定損毀程度，并按優(yōu)先順序展開救災(zāi)工作。對于損失嚴(yán)重的大面積連片農(nóng)田，可臨時調(diào)配機(jī)械化設(shè)備援助恢復(fù)土壤結(jié)構(gòu)，同時補(bǔ)充肥料提高土壤肥力，確保第二季作物種植；對于暫時難以恢復(fù)的荒漠化農(nóng)田帶，則可以建立綠色安全農(nóng)產(chǎn)品戰(zhàn)略儲備基地，減少生產(chǎn)力喪失。此外，響應(yīng)期結(jié)束后，各級政府需要組織力量，大力開展農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工作，選擇優(yōu)勢功能微生物菌種重建微生物區(qū)系，恢復(fù)互利微生物群落，提升土壤抗性。針對不同災(zāi)后土壤特點，選擇合理的有機(jī)肥料種類與用量恢復(fù)土壤肥力，同時通過輪作與間作提高系統(tǒng)復(fù)雜性與抵御能力。在恢復(fù)過程中，針對不同氣候災(zāi)害的后續(xù)影響，采取必要的防治措施，防止土壤鹽漬化或重金屬污染等。

5 結(jié)語

筆者系統(tǒng)分析了二連浩特市極端氣候事件的主要特征，評估了不同氣象災(zāi)害對區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)的影響，并從加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警、推廣抗災(zāi)種植及完善災(zāi)后恢復(fù)機(jī)制3個層面，提出減輕不利影響對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成負(fù)面影響的生態(tài)學(xué)應(yīng)對策略。為確保這些策略順利實施，需要加強(qiáng)各部門之間的信息共享與合作，并充分考慮氣候變化趨勢，制訂符合二連浩特市特點的技術(shù)路線?？偟膩碚f，此次研究為二連浩特市生態(tài)農(nóng)業(yè)建立氣候適應(yīng)型的防災(zāi)減災(zāi)體系提供了框架性思路。后續(xù)工作將進(jìn)一步完善評估方法，提高策略制訂的精細(xì)化程度，實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)強(qiáng)韌性和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，為其他干旱和半干旱氣候地區(qū)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)提供重要借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂恩奇，雷曉英，艾莉.農(nóng)業(yè)典型氣象災(zāi)害風(fēng)險對生態(tài)文明建設(shè)的影響及策略研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2021，46（9）：128-132.

[2] 塔拉.二連浩特市氣象科技服務(wù)工作現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].湖南農(nóng)機(jī)，2018，45（2）：184.

[3] 韓燕麗.二連浩特市一次強(qiáng)降水天氣分析[J].鄉(xiāng)村科技，2017（12）：70-71.

[4] 郝飛，郝海，郝強(qiáng)，等.公共氣象服務(wù)中基礎(chǔ)氣象數(shù)據(jù)的開發(fā)與應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（2）：210.

[5] 劉麗萍.2010—2016年二連浩特市機(jī)場夏季雷暴特征分析[J].內(nèi)蒙古氣象，2017（3）：18-20.

（責(zé)任編輯：劉寧寧）