災害性天氣對阜新市農業生產的影響及防災減災措施

李 凝，王楚茜，趙 軍，孫 可，范 野

(遼寧省阜新市氣象局，遼寧 阜新 123000)

0 引言

2014年聯合國政府間氣候變化專門委員會(簡稱IPCC)發布了第5次氣候變化評估報告，報告指出，1880—2012年，全球海陸表面平均溫度呈上升趨勢，升高了0.85 ℃(0.65～1.06 ℃)[1-2]。全球氣候變暖已成不爭的事實，未來可能會進一步變暖。而全球氣候變暖，會造成一些極端災害性事件頻繁發生。

我國地域遼闊，地形地貌復雜，是世界上自然災害最嚴重的國家之一。我國是農業大國，農業生產與氣候條件密切相聯，災害性天氣頻發會給農業生產帶來嚴重的損失，部分地區甚至會因災出現貧困狀態，每年因災害性天氣帶來的農業損失持續增加。積極開展災害性天氣對農業生產的影響研究，不斷完善農業氣象防災減災措施，對于減輕災害性天氣對農作物的危害、減輕農業生產損失具有重要意義。陳文科等[3]認為農業防災減災是農業發展繞不開的難題，中國是世界上人口最多、資源相對短缺的發展中大國，經濟建設與資源、環境、生態和人口增長的矛盾十分突出。中國能否有效地實現農業防災減災，是關系到整個國家能否可持續發展的大問題。劉玲等[4]和楊重玉[5]指出影響我國農業生產的主要災害天氣涉及旱災、水災、冷凍害等。房世波等[6]對30年來我國農業氣象災害變化趨勢和分布特征進行分析。郝瑛等[7]對農業氣象災害類型及防御對策進行探討。李晨華等[8]分析了農業氣象災害對作物產量的影響。還有許多學者對地方農業氣象災害及防御措施開展了研究，并取得了系列成果[9-12]。

阜新市位于遼寧省西部低山丘陵區，屬于內蒙古高原與東北遼河平原的中間過渡地帶，氣候為溫帶大陸性季風氣候，災害性天氣類型較多，出現概率較高，特別是冰雹、暴雨、大風、干旱、霜凍和寒潮等災害性天氣對農業生產的影響及危害較大。本文利用2000—2019年阜新市氣象觀測資料，采用數理統計方法對該地區主要災害性天氣特征進行分析，闡述其對農業造成的影響，提出科學合理的防災減災措施，為更好地防御農業災害性天氣提供參考。

1 研究資料與方法

農業氣象災害數據來源于遼寧省阜新市阜新國家基本氣象站，主要為2000—2019年的冰雹、暴雨、大風、干旱、霜凍和寒潮氣象災害觀測數據資料及農業氣象災情。季節的劃分采用常規的劃分標準：春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為9—11月、冬季為12月至次年2月。采用數理統計方法對冰雹等主要農業氣象災害特征進行分析，并總結歸納災害性天氣給當地農業造成的危害，提出防災減災措施。

2 主要災害性天氣特征及對農業生產的影響

2.1 冰雹

2.1.1 特征

阜新市冰雹災害具有局地性強、突發性強、持續時間短和破壞力大等特征，在其發生過程中經常伴隨著雷電、強降雨、大風等強對流天氣。2000—2019年，阜新市累計出現冰雹日數21，年出現冰雹日數0～4，20年平均冰雹出現日數1.05。最大值出現在2008年，為4；最小值出現在2000、2001、2009、2010、2011和2015年，這些年份均未出現冰雹災害。2000—2019年阜新市月冰雹日數占年冰雹日數的比例如圖1所示，從其分布特征來看，冰雹天氣通常發生在5—9月及11月，尤其是5—6月出現頻率最高，這兩個月冰雹天氣占年冰雹天氣總數的76.19%。

圖1 2000—2019年阜新市月冰雹日數占年冰雹日數的比例Fig.1 Ratio of monthly hail days to annual hail days in Fuxin City from 2000 to 2019

2.1.2 對農業生產的影響

阜新市冰雹通常出現于晚春到初夏，這個時間段恰好為農業生產的關鍵時節，所以對農業帶來的危害較大，輕則導致作物受到損傷，嚴重時導致作物絕收。如2019年6月11日18時左右，阜蒙縣于寺鎮、太平鄉部分村屯出現短時大風冰雹強降雨天氣過程，冰雹最長持續時間近20 min，降雨量20 mm/h左右，冰雹最大直徑達2 cm。于寺鎮于寺村、平安地村、桂林樹臺村、八里堡村、沙力土村和虎掌溝村受到冰雹災害影響。其中，平安地村受災最重，大田玉米、雜糧等幼苗不同程度受災；冰雹打傷玉米苗面積約1 333.3 hm2，作物后期長勢受到影響；被洪水沖毀、水淹地塊9處，面積160 hm2；辣椒、谷子等雜糧損毀約333.3 hm2。太平鄉大田玉米受雹災影響面積為1 000 hm2，其中新邱村受災最為嚴重。此次雹災共造成2 826.7 hm2作物受災。

2.2 暴雨洪澇

2.2.1 特征

暴雨主要是指降水強度較大的雨，雨勢傾盆，通常降雨量16 mm/h以上，或連續12 h降雨量20 mm以上，或連續24 h降雨量50 mm以上的降水，局地大到暴雨天氣時常會引發洪澇災害。2000—2019年阜新市月暴雨日數占年暴雨日數的比例如圖2所示，阜新市暴雨天氣主要發生在4—10月，尤其是集中在7—8月，這兩個月暴雨日數占全年暴雨日數的68.00%。暴雨日數出現最多的為8月，出現頻率為36%。暴雨天氣從9月開始大幅減少，11月至次年3月無暴雨出現，4月暴雨有所增加，6月增加較為明顯，一直到8月達到峰值。從季節分布特征來看，阜新市夏季暴雨出現頻率最高，占全年暴雨日數的80.00%，春季與秋季暴雨日數接近，出現頻率分別為8.00%和12.00%，冬季無暴雨天氣出現。

圖2 2000—2019年阜新市月暴雨日數占年暴雨日數的比例Fig.2 Ratio of monthly rainstorm days to annual rainstorm days in Fuxin City from 2000 to 2019

2.2.2 對農業生產的影響

阜新市的暴雨天氣大多數是由強對流天氣帶來的，夏季大范圍持續性強降水或者短時強降水極易引發澇災，致使沖毀道路、水利基礎設施，淹沒農田等，給農業生產造成不利影響。如2019年8月10—14日，受臺風“利奇馬”影響，阜新市出現強降水天氣過程，全市各鄉鎮平均降水量129.3 mm。其中8月13日降水量最大，全市各鄉鎮平均降水量為72.2 mm，大部分鄉鎮出現暴雨，局部出現大暴雨。此次強降水過程造成阜蒙縣王府鎮、七家子鎮、招束溝鎮、大五家子鎮、紫都臺鎮、大板鎮和伊馬圖鎮堤防損壞9處，長度3 km；損壞護岸3處；沖毀塘壩1座；損壞灌溉設施3處；損壞水文測站2個；損壞機電井15眼。

2.3 大風

2.3.1 特征

大風天氣在氣象上主要指瞬時風速≥17 m/s(風力達8級或以上)的風，其破壞力較強，常常給農業造成不同程度的危害。2000—2019年阜新市月大風日數占年大風日數的比例如圖3所示，20年間，阜新市共出現大風日數為414，年平均大風日數20.7。年大風日數最大值出現在2002年，為54；最小值出現在2016年，為7。阜新市各個月均會出現大風天氣，大部分出現在2—5月、10—11月，尤其是3—5月出現頻率最高，占年累計大風總日數的60.39%；大風日數出現最少的為7月，出現頻率僅為2.66%。從季節分布來看，春季、夏季、秋季、冬季累計大風日數分別為250、42、73、49，分別占年累計大風日數的60.39%、10.14%、17.63%、11.84%。由此可見，大風日數出現頻率最高的季節為春季，秋季次之，夏季最低。

圖3 2000—2019年阜新市月大風日數占年大風日數的比例Fig.3 Ratio of monthly gale days to annual gale days in Fuxin City from 2000 to 2019

2.3.2 對農業生產的影響

阜新市一年四季均會出現大風天氣，大風會導致作物出現倒伏、折枝損葉、斷根、授粉不良和落花落果等危害。如2016年5月2日夜間至3日夜間，受強氣旋影響，阜新市出現大風強降雨天氣，全市平均風速7～8級，部分地區陣風達9～10級。其中，阜蒙縣站最大瞬時風速26.3 m/s(10級)，出現在3日12時41分；彰武縣站最大瞬時風速達27.2 m/s(10級)，出現在3日14時54分。

受本次大風災害影響，阜新市部分樹木、設施農業、民房和廣告牌等受損嚴重。全市樹木倒伏5 764棵，大棚損壞12 368.9棟，房屋損毀7 162間，受災人口24 759人。其中，阜新市區樹木倒伏2 000棵，綠地損毀666.7 hm2，險樹近1萬株，經濟損失4 396萬元；阜蒙縣樹木倒伏2 000棵，大棚損壞5 860棟，民房損毀3 504間，一處蔬菜育苗工廠受損面積0.5 hm2，200萬株番茄嫁接種苗受損，經濟損失達2 693.7萬元；彰武縣樹木倒伏1 764棵，大棚損壞6 508.9棟，民房一般損壞2 404間，嚴重損壞1 254間，受災人口11 637人，直接經濟損失7 085萬元。此次大風災害導致全市經濟損失14 174.7萬元。

2.4 干旱

2.4.1 特征

干旱是在足夠長的時期內，降水量嚴重不足，導致土壤蒸發而水分虧損，河川流量銳減，影響人類生活的正常秩序及農作物正常生長的災害性天氣現象。阜新市降水年際分布不均勻，經常會出現不同程度的干旱天氣，主要包括春旱、夏旱、秋旱或者季節連旱，具有波及范圍廣、發生頻率高、災情嚴重及危害性大等特征。

阜新市干旱主要發生在春季、夏季、秋季，2000—2019年阜新市干旱災害發生頻率如表1所示。從干旱等級來看，重旱出現次數最多，一共出現13次，其中春季3次、夏季7次、秋季3次；特旱次之，一共出現8次，其中春季4次、夏季2次、秋季2次；中旱出現7次，其中春季2次、夏季3次、秋季2次；輕旱出現3次，其中夏季1次、秋季2次。

表1 2000—2019年阜新市干旱災害發生頻率

2.4.2 對農業生產的影響

干旱是阜新市主要的農業氣象災害之一，干旱對小麥、玉米等作物的生長發育具有較大影響，造成農作物減產甚至絕收，影響農民的經濟收入。如2015年7月至8月中旬，全市降水極少，出現兩輪嚴重旱情。7月18日，10～20 cm平均土壤墑情7.4%，中到重度干旱鄉鎮達90%以上；7月末大部分鄉鎮迎來有效降水，旱情有所緩解。進入8月，仍未擺脫持續高溫少雨困境，再次出現嚴重旱情，中到重度干旱鄉鎮達到83.7%，重旱鄉鎮達60%以上。受旱災影響，土壤墑情差，土壤供水嚴重不足，玉米普遍出現植株矮小、無穗、小穗和禿尖禿尾現象，干枯面積不斷擴大，糧食產量大幅下降。

2.5 霜凍

2.5.1 特征

霜凍是一類常見的農業氣象災害，主要是空氣溫度急劇下降，地表溫度驟降到0 ℃以下，導致農作物受到損害甚至死亡。2000—2019年，阜新市年平均霜凍日數為191.5，年霜凍日數最大值出現在2011年，為222；最小值出現在2019年，為130。年霜凍日數最大值與最小值相差92，年際間波動起伏較大。阜新市初霜主要出現在9月下旬—10月中旬，終霜主要出現在2月下旬—4月下旬。20年間，最早初霜出現在2011年9月18日，最晚終霜出現在2010年4月30日。

2.5.2 對農業生產的影響

當氣溫在短時間內下降到農作物生長所需要的最低溫度以下時，農作物會遭受霜凍災害。霜凍強度越大、溫度越低，農作物受到危害越大；霜凍持續時間越長、低溫時間越長，農作物受到的損害越重。霜凍發生以后，若氣溫急劇增加，對作物造成的危害更大，甚至導致作物死亡。

2007年3月4日，阜新市出現一次暴風雪天氣，降溫幅度較大。在這次災害中，全市共計6 526棟保護地設施受損，造成經濟損失5 752.5萬元，還有部分民房及牲畜受到不同程度的影響。2014年5月上旬，阜新市出現一次低溫冷害天氣，導致前期播種的大田作物受到影響，部分幼苗被凍傷或凍死，局部受災嚴重地區只能重新播種。

2.6 寒潮

2.6.1 特征

寒潮主要指來自高緯度地區的寒冷空氣在特定的天氣形勢下迅速加強且向中低緯度地區侵入，給沿途區域帶來劇烈降溫、雨雪、大風等天氣的現象。2000—2019年，阜新市寒潮天氣主要發生在11月至次年4月，寒潮經常會帶來降溫、暴雪天氣。

2.6.2 對農業生產的影響

寒潮會給農業生產造成不同程度的影響。如2007年3月4日，受強冷空氣和江淮氣旋共同影響，阜新市普降暴風雪。這次暴風雪風力較大，平均風速在11 m/s以上，最大風力達10級；同時降雪也較集中，全市平均降雪量26.3 mm，最大降雪量52.3 mm，最大積雪深度50 cm以上。這是阜新市自1951年有氣象記錄以來3月上旬最強的暴風雪天氣，造成的降溫幅度也較大。在這次雪災中，阜新市6 526棟設施大棚受損。其中，阜蒙縣1 097棟、彰武縣2 309棟、太平區85棟、細河區136棟、海洲區317棟、清河門區2 000棟、新邱區582棟，造成經濟損失5 752.5萬元。還有部分民房及牲畜受到不同程度的影響。

3 防災減災措施

3.1 增強監測預報預警服務能力

根據阜新市農業發展及氣象災害實際，建立健全區域自動氣象站、農田小氣候監測站的建設。在農業生產關鍵期，密切監視氣候變化，加強災害性天氣監測預報預警服務能力，結合農業生產實際，制作并發布有針對性的專題氣象服務材料。充分借助電視、電子顯示屏、手機短信、廣播、微信公眾號、電子政務網和微博等各類渠道及時發布農業生產專題氣候分析及農事建議等信息，為農業生產及時獲取氣象信息提供便利，降低災害性天氣給農業造成的危害，確保農業生產安全。

3.2 建立聯合防災減災機制

阜新市氣象、農業、水利及民政等相關部門應加強溝通合作，建立聯合防災減災機制。各部門要高度重視、明確職責，充分發揮各自的職能和優勢，針對農業災害形勢加強聯合會商工作，共同推動農業氣象防災減災能力建設。

3.3 采取針對性災害防御措施

針對冰雹災害，氣象部門要結合天氣條件實施人工防雹措施，指導農戶增種抗雹及恢復能力強的農作物，成熟的作物在冰雹到來之前及時搶收。針對暴雨洪澇災害，各部門應密切監測汛期雨情、水情狀況，及時進行預報預警，指導農戶采取有效的防災措施。針對大風災害，氣象部門在發布大風災害預警的同時，應向公眾提供大風防御指南，提醒政府及相關部門做好防御大風天氣的相關工作。針對干旱災害，應加強農業長期預報，調整作物種植品種；出現旱情時，搶抓有利時機適時開展人工增雨作業。針對霜凍災害，氣象部門要加強霜凍災害預報，特別是中期趨勢預報，為采取有效措施爭取時間。針對寒潮天氣，應提醒農民及時加固棚架設施，并通過加蓋草墊等方式給大棚保溫增溫，做好禽畜棚舍的防寒保溫工作，降低災害損失。

4 結束語

阜新市主要災害性天氣包括冰雹、暴雨、大風、干旱、霜凍和寒潮等類型，利用2000—2019年阜新市的氣象觀測資料，對各種災害天氣發生特點、分布情況進行總結。干旱是對農業生產影響最大的自然災害，主要涉及春旱、夏旱、秋旱或者季節連旱，具有波及范圍廣、發生頻率高、災情嚴重及危害性大等特征；大風出現頻率最高的季節為春季，秋季次之，夏季最少；冰雹天氣通常發生在5—9月及11月，尤其是5—6月出現頻率最高；暴雨主要發生在4—10月，出現頻率最高的為夏季；初霜日主要出現在9月下旬—10月中旬，終霜日主要出現在2月下旬—4月下旬；寒潮天氣主要發生在11月至次年4月。

災害天氣對農業生產帶來嚴重危害，給農戶造成嚴重的經濟損失。需要根據阜新市災害性天氣實際和農業情況，建立健全區域自動氣象站、農田小氣候監測站的建設，增強農業氣象監測預報預警服務能力；各相關部門應強化溝通合作，建立防災減災機制，并采取針對性防御措施，盡可能降低災害性天氣給農業生產造成的損失，推動阜新市農業健康、穩定發展。