干旱气候对农业生产的影响及气象服务对策

2022-05-31 09:08张卓珺
农业灾害研究 2022年2期
关键词:气象服务农业生产影响

摘要 内蒙古地区的干旱气候及其影响对我国西北地区,乃至全国生态环境都具典型性和代表性。以内蒙古地区为例,研究干旱气候对农业生产的影响和气象服务对策,旨在为我国干旱地区针对农业生产的气象服务工作优化创新提供参考。

关键词 干旱气候;农业生产;影响;气象服务;对策

中图分类号:S423 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2022)02–0128–03

干旱是影响区域最广泛、发生最频繁、造成损失最严重的气象灾害之一。据统计,我国每年因气象灾害造成的经济损失约占全国各类自然灾害损失的57%,每年因气象灾害造成的人员死亡人数约占自然灾害总数的40%。在各类气象灾害经济损失中,以干旱造成的直接或间接损失最为严重。北方发生旱灾的地区包括西北地区、华北地区、东北地区。南方发生旱灾的地区包括华南地区、西南地区、长江中下游地区。干旱气候带来的降雨变化不仅直接影响着所在地区的农业生产,还间接影响着其他区域的农业生产。精准、可靠的气象服务对策是应对干旱气候、降低其对农业影响的有效途径。研究干旱气候对农业生产的影响和气象服务对策对确保区域农业生产安全有着重要意义。

1 干旱气候概述

1.1 干旱气候特征

干旱气候也叫沙漠气候或荒漠气候。干旱气候一般具有出现次数多、持续时间长、影响范围广的特征。此外,还具有干旱等效频率越高、旱灾越严重的特征。

1.2 形成原因

干旱气候的形成与降水、水资源分布及人类活动有着紧密关系。干旱气候形成的根本原因在于降雨季节性变化较大,存在明显的时空分布差异。以我国为例,季风气候不稳定,不同区域降水量空间变化较大,水资源分布不均,不同地区的水资源匹配不均衡,加上受国内工业和农业发展对水资源需求量不断增大,人类生产生活对生态环境造成破坏,对水资源造成浪费。在多种原因共同作用的情况下,形成分布广泛、发生频繁的干旱气候。

此外,干旱气候的形成与地形也紧密相关。地形坡度较大、植被较差、土壤滞水及保水能力较差,干旱发生频率就越高,干旱程度也会越严重。同样,受干旱的威胁也越严重[1]。

1.3 干旱分类

根据干旱发生的时间,一般将干旱划分为春旱、夏旱、秋旱。这3个季节的农业生产活动对降雨或水分的需求较大,且农业生产活动更易受干旱气候威胁。因此,一般以春旱、夏旱、秋旱为研究对象。而冬季的农业生产活动相对较少,因此一般不包括冬旱。尤其是北方地区,冬季相应作物生产为休眠期,一般不发生区域性质的大规模农业活动。

(1)春旱。春旱是入夏前出现的持续性状态,主要表现为降水稀少、天气持续干燥、沙尘暴多发、空气相对湿度持续下降、土壤相对湿度持续下降或土壤极差的情况。春旱的出现不利于春播活动。春旱的发生会造成农作物播后成活率低、出苗不齐、苗若、病虫害高发等问题。对内蒙古地区的冬小麦而言,会延后其返青时间。

(2)夏旱。夏旱多发于农历6月中旬—7月中旬。夏季太阳位于北半球。北半球的日照时数加长、气温升高、蒸发量加大。此时,农作物受较长时间的高温炙烤,叶片易被灼伤。同时,由于蒸发量加大,土壤水分随着蒸发越来越少,农作物会出现缺水现象。在持续降雨量不足的情况下,阻碍着农作物的正常生长和发育,导致农作物在壮苗期生长缓慢,造成苗株整体较弱,难以为农作物后期的生长发育打下基础[2]。

(3)秋旱。秋旱多发于夏末秋初农作物收获的时期。这一时期是农作物结实的关键时期。受降雨量稀少、土壤板结、气温较高且持续时间长等原因,导致农作物植株在后期生长阶段难以积累所需的养分,会导致农作物结实率低,出现减产、品质下降的问题。干旱严重时,甚至导致部分农作物植物旱死,颗粒无收。

2 干旱气候对农业各方面的影响

干旱气候在内蒙古地区农业生产活动中的旱情有季节性之分,而干旱气候对农业气候生产条件的影响表现为多方面、多层次、多情况。内蒙古地区干旱气候对农业生产的影响与当地农业生产活动有着紧密的联系。一般而言,人口密集、农业生产活动频繁的区域所受干旱气候的影响较大。对内蒙古地区农作物而言,其所受的影响与作物本身的生物属性有着紧密的联系。对喜溫、耐寒的农作物而言,干旱气候对其气候生产条件产生的负面影响相对较小。而对喜湿、忌高温、忌强光的农作物而言,干旱气候对其生产条件产生的负面影响极大,甚至可以说是毁灭性的。

干旱气候对农业生产的影响分为直接影响和间接影响。直接影响包括对农业生产气候条件的影响、对农作物熟制的影响、对地理环境的影响等;间接影响包括作物减产、作物病虫害、畜牧业天然饲草不足、饲料生产原料不足、农业经济损失等。

2.1 对温度和光的影响

干旱气候温度表现为一段周期内的持续升高,光照条件充足。以夏旱为例,温度的持续升高会加剧作物体内的水分蒸发,而剧烈的光照则会灼伤农作物叶片或花。光照在充足且适量的情况下,昼夜温差较大则有利于农作物积累有机质,提升作物品质。气温日差较小,而日低温较高时,更有利于虫害和细菌的繁殖与生存。持续的积温会增加病虫害发生的概率,导致农药施用量加大,降低作物品质。综合而言,干旱不利于农业生产,加剧病虫害发生,降低农作物品质和产量[3]。

2.2 对湿度的影响

干旱气候降雨量稀少,空气与土壤相对湿度低、干燥度大,不利于农作物生长发育。但相对干燥的环境不利于害虫成活,有利于减小病虫害发生概率。

2.3 对农作物熟制的影响

充足的热量是内蒙古农作物生长的必要条件。内蒙古地区热量充足,农作物的生长速度加快,可实现一年多熟,有助力于提高农作物产量。该地区热量过量时,可能会导致部分虫害的发生率增加,如蝗虫、草地贪夜蛾等。

2.4 对地理环境的影响

干旱气候降雨稀少,不利于牧草、灌木等的生长。在草场有限,而畜牧活动频繁的情况下,一定程度上会加剧草场的退化,加剧荒漠化、沙尘暴的发生。因此,干旱气候会造成部分区域地理生态环境恶化,如内蒙古西部地区。

3 干旱气候所致的农业受灾现状及其威胁

近年来,我国旱灾发生频繁,北方地区春旱、夏旱、秋旱均有发生。其中,以西北地区旱情发生最为严重。内蒙古干旱地区、半干旱地区为荒漠土壤和草原土壤,植被多为旱生多年植物、灌木、半灌木、超旱生小灌木及灌木。受干旱气候影响,植被根部生长稀疏,且生理结构表现为极端旱生类型。植物的根部扎根较深,多肉汁,而叶片细小。植物地表覆盖率仅为1%~5%。受土壤和干旱气候的影响,内蒙古中西部地区农牧业生产活动严重受到威胁,表现出生产条件的不稳定性。例如,草场退化、农业减产、品质下降等问题[4]。

4 干旱气候气象服务对策

4.1 加强天气预报和干旱系统性监测

根据干旱气候对农业气候生产条件的影响,在气象服务中可以通过加强天气预报和干旱的系统性监测,及时、精准地向社会公众预报天气发展规律,为农业生产者根据天气发展规律开展农业活动提供充分的准备时间。此外,通过对天气预报和干旱的系统性监测,了解和掌握干旱发生发展动态,为政府抗旱减灾规划提供科学依据。针对重点干旱地区,如内蒙古中西部地区,应根据预测做好农业生产规划,指导农民农业生产。在监测到春旱、夏旱、秋旱动态时,气象部门应做好对土壤墒情的监测,了解实际的生产信息,结合监测信息为农民农业生产活动提供具体的指导意见,以合理地开展农业活动,降低干旱对农业生产活动的负面影响。

4.2 完善干旱气候气象预警体系

现阶段,应针对频繁发生的干旱及一系列气象灾害,在气象系统性监测的基础上做好干旱气象预警工作,完善气象、水文、农业、林业等自然灾害预警监测体系。对干旱气象的预警,要根据地区长期的气候气象监测信息,建立气象资源和灾情数据库,完善气候气象信息资源,优化干旱气候气象预警功能布局,提升对干旱气候和自然灾害的预警水平。通过有效的预警为农业生产活动提供指导依据。农民可以根据区域干旱风险等级选择农作物类型,安排农作物生产活动。同时,还可以通过对干旱气候气象预警,更早地发现旱灾,及时了解旱情,并根據干旱气象监测到的干旱发生规律,采取有效措施,发布旱灾预警服务,指导农民有针对性地应对旱情[5]。

4.3 加强设施工程的应用

4.3.1 加强水利工程的建设与应用 水利工程及其配套设施是保证农业生产活动的必要条件。在我国受干旱气候影响较大的干旱地区、半干旱地区,可以通过兴修水利工程基础设施和配套设施,改变农业生产靠天吃饭的现象。干旱地区、半干旱地区可以通过修建集水窖、灌溉渠、滴灌系统、微喷灌系统等,为农业生产区建立起完善的灌溉系统,以改变干旱地区、半干旱地区降雨时空分布不均的问题,提高农作物对干旱气候的适应性。在干旱时期,可以利用完善的灌溉系统实施灌溉,为农业生产抢墒助力,保证农作物有良好的长势。对水利工程的应用,可以与气象服务相关联,通过监测不同区域干旱的发展规律,提前发布降雨、温度、光照等天气预报,指导农业生产活动做好蓄水、集水及其他生产准备,为旱灾的到来提前做好准备[6]。

4.3.2 加强生态工程的建设与应用 对干旱地区、半干旱地区等生态环境较为脆弱的区域,应加强生态工程的建设,鼓励退耕还林、植树造林、牧场轮休、草场治理等活动。在开展生态工程建设过程中,加强对天气实况和预报的监测,根据天气预报安排种草、植树等活动,逐步恢复和建立良好的生态环境,保证农业生产活动与自然的协调发展。

4.4 创新气象服务模式

在我国干旱气候分布范围广、发生频繁的背景下,气象部门应创新气象服务模式,针对农业生产需求创建农业气象服务直通车,专门针对各地农业生产进行气象监测、高温调查、旱情普查、旱情跟踪,面向“三农”做好农牧业气象服务。农牧业气象服务应依托现代化信息技术、大数据、云计算、物联网、人工智能技术等,创建农业生产管理信息平台,为农业生产提供实时的气象信息、气候动态、气象灾害应对指导意见等,通过微博、微信公众号、QQ、广播、电视等多种途径向农民提供全面、精准、及时、可靠的农业气象信息,为农业生产提供科学的信息依据[7]。

4.5 针对气象气候资源的监测调整农业生产结构

针对内蒙古地区干旱气候发生的特征,气象部门应加强与农业农村部的合作,做好气象气候资源的统计和监测,了解全面、完整的气象气候资源,完善农业气象指导服务。基于内蒙古地区对气象气候资源的监测,需对干旱灾害进行风险划区管理,并根据不同区域的干旱发展特点、旱灾程度,合理调整区域农业产业结构,选择适合该区域农业气候生产条件的作物种植,提高农业生产活动对干旱气候的适应性。此外,农业农村部门还应积极研发培育抗旱耐热的农作物品种,提升农作物的抗逆性,为农业生产活动创造更好的生产条件。通过培育、选育抗逆性强的品种并推广,保证干旱气候下各地区农业生产的经济效益,尽可能地降低旱灾可能造成的经济损失,从而保证农民的经济收入。

4.6 人工降雨助力农业生产

为减轻干旱气候对内蒙古地区农业生产条件的影响,在不同时期可根据农业生产需求采取人工降雨的方式缓解旱情。内蒙古地区在实施人工降雨时,应充分利用气象监测服务,通过气象监测了解天气的发展规律,熟悉并掌握人工降雨的条件。通过气象观察与监测,寻找适合降雨的云系。在云层条件成熟的情况下,精准地把握机会,选择合适的区域进行人工降雨作业,充分利用现有的水资源为农业抢墒,为农业生产和生态环境建设创造良好的气候条件,减缓灾情,降低旱灾风险级别。

此外,内蒙古地区人工降雨的安排应遵循从严重到轻、从急到缓的原则。对于Ⅲ级旱灾,应密切监测并关注人工降雨的条件,适时采取人工降雨缓解旱情[8]。

5 结束语

西北地区居于内陆,远离海洋,年平均降水量<200 mm,自然景观相对单一。内蒙古地区干旱气候显著,主要以荒漠、戈壁、荒漠草原、草原为主。在农业生产方面,因地制宜地发展绿洲农业、山地畜牧业、草原畜牧业、灌溉农业等。由于年降水量较少,降雨季节性特征较为明显,干旱气候的发生严重威胁着西北地区的农业生产活动。干旱气候对农业生产带来的影响包括农业减产、质量下降、草场退化、畜牧业疫病高发等,导致严重的农业经济损失。

从春旱、夏旱、秋旱对农业生产的影响入手,提出通过气象监测和预警提升社会应对自然灾害的水平。此外,通过加强设施工程、创新气象服务模式、针对气象气候资源的监测调整农业生产结构、人工降雨助力农业生产的方式干预和应对干旱气候,尽可能地减轻干旱气候对农业生产的负面影响,化解干旱气候对人的农业生产活动带来的威胁,减少农业生产损失。

参考文献

[1] 张艳菊,陈震清.干旱气候对农业生产的影响及气象服务对策探析[J].农村实用技术,2020(12):183-184.

[2] 兰雅萍,李南杰,施宗强.夏旱对漳州市农业生产的影响:以2020年6-7月夏旱为例[J].福建热作科技,2021(1): 66-69.

[3] 姚晔.干旱气候对农业生产的影响及气象服务对策探析[J].南方农机,2021(6): 68-69.

[4] 李胜军,黄忠,芦洪涛,等.干旱对天门市农作物的影响及气象服务对策[J].现代农业科技,2021(19):170-172.

[5] 宫丽艳,田野.干旱对农业危害特点及预防措施[J].科技风,2018(15):199.

[6] 宋素蕊.干旱对农业生产的影响及防范措施[J].现代农业科技,2017(3):215.

[7] 李培.科学抗御干旱灾害确保农业增产增收[J].吉林农业,2015(18):120.

[8] 王东仙,崔恒立,李康麗.江汉平原干旱对农业生产的影响及防御措施[J].现代农业科技,2019(17):195,197.

责任编辑:黄艳飞

The Influence of Arid Climate on Agricultural Production and Meteorological Service Countermeasures

ZHANG Zhuojun (Meteorological Bureau of Siziwang Banner, Inner Mongolia Autonomous Region, Wulanchabu, Inner Mongolia 011800)

Abstract The arid climate and its influence in Inner Mongolia are typical and representative in the ecological environment of Northwest China and even the whole country. This article took Inner Mongolia as an example to study the impact of arid climate on agricultural production and the countermeasures of meteorological services. The first part analyzed the arid climate and its impact on agricultural production; the second part discusses the current situation and threats of agricultural disasters caused by arid climate; the third part discusses the countermeasures of arid climate meteorological services. It aimed to provide some reference ideas for the optimization and innovation of meteorological services for agricultural production in arid regions of our country.

Key words Arid climate; Agricultural production; Impact; Meteorological service; Countermeasures

作者简介 张卓珺(1993—),女,内蒙古人,助理工程师,主要从事气象服务及应用工作。

收稿日期 2021-12-02

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