2020/2021年度咸陽冬季氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

劉 帆，高 萌，劉 艷，呂 陽

（1咸陽市氣象局，陜西咸陽 712000；2陜西省氣象局秦嶺和黃土高原生態(tài)環(huán)境氣象重點實驗室，西安 712034）

0 引言

20 世紀90 年代以來，陜西省平均氣溫不斷升高，尤其是冬季溫度增長最為顯著，且關(guān)中地區(qū)暖冬特征突出[1]。隨著氣溫升高，某些極端天氣發(fā)生的頻率或強度也會不斷增加或增強[2]，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展造成不利影響，因此應(yīng)加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)對極端氣候事件的研究，減少損失，保持可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)外許多專家從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度對氣象條件、氣象變化進行研究，并提出應(yīng)對措施。陳少勇等[3]研究認為陜西主要影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象災(zāi)害分別為干旱、風(fēng)雹、洪澇和霜凍。秦佩[4]研究認為溫度過低不利于冬小麥生長，日照主要影響糧食作物的成熟期。葛徽衍等[5]研究發(fā)現(xiàn)陜西關(guān)中地區(qū)降水資源整體不能滿足秋糧生產(chǎn)的需求，需進行灌溉和開展人工增雨。王東霞等[6]研究發(fā)現(xiàn)低溫寡照時間過長會造成大棚蔬菜營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，出現(xiàn)爛棵、爛果現(xiàn)象。

咸陽市是陜西省的農(nóng)業(yè)大市，是中國最大的優(yōu)質(zhì)蘋果生產(chǎn)基地，同時也是陜西最大的無公害精細蔬菜生產(chǎn)基地，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，抵抗氣象災(zāi)害的能力也相對較弱；因此，開展氣候變化、極端天氣等對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響方面的研究顯得尤為重要。冬季是咸陽大棚蔬菜生產(chǎn)的主要時期，也是小麥、果樹的越冬期，該時段易發(fā)生寒潮、大風(fēng)、雨雪、低溫寡照、霧霾等災(zāi)害性天氣。2020/2021 年冬季咸陽地區(qū)一方面氣溫異常偏高，多站平均氣溫、日極端最高氣溫接近氣象記錄以來的極值；另一方面冷空氣活動頻繁，強降溫過程較多，無日照日也較多，對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大影響。因此，筆者通過對2020/2021年冬季咸陽市農(nóng)業(yè)氣象條件進行分析，根據(jù)農(nóng)田調(diào)查結(jié)果，結(jié)合主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害資料及農(nóng)事活動特點，總結(jié)冬季氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，提出相應(yīng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建議，以期為咸陽地區(qū)優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和氣象防災(zāi)減災(zāi)提供理論參考。

1 研究資料和方法

1.1 研究區(qū)概況

咸陽地處陜西關(guān)中平原腹地，屬于溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，光照充足、四季分明、雨熱同季，年平均氣溫9.2～13.6℃，北部氣溫低于南部，西部氣溫低于東部。多年平均年降水量在486.9～591.1 mm之間，雨量分布不均，多集中在7—9月。全市土地面積10189.4 km2，約占陜西省總面積的5.0%，南北長度149.4 km，東西長度139.7 km[7]。咸陽下轄2區(qū)、2市、9縣，其中北部縣（市）包括長武縣、彬州市、旬邑縣、淳化縣、永壽縣，南部縣（市、區(qū)）包括秦都區(qū)、渭城區(qū)、武功縣、三原縣、興平市、涇陽縣、禮泉縣、乾縣，轄區(qū)內(nèi)主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害有干旱、暴雨、洪澇、大風(fēng)、冰雹、霜凍、低溫凍害等。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理方法

氣象資料由咸陽市氣象局提供。選用2020/2021年冬季（2020 年12 月—2021 年2 月）咸陽市12 個國家氣象觀測站日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、降水量、日照時數(shù)等氣象資料進行分析，并與1959—2019年冬季各氣象要素的氣候標(biāo)準(zhǔn)值進行統(tǒng)計對比。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象條件分析

對咸陽市2020/2021 年度冬季各區(qū)縣的氣象條件進行分析，并與1959—2019年的氣候統(tǒng)計值進行對比（見表1），可以看出，2020/2021 年度冬季咸陽平均氣溫為1.3℃，較常年同期偏高1.7℃，為1959年以來冬季平均氣溫第6 高值。各區(qū)縣的平均氣溫均較高，歷史排名均位于前十位，且秦都區(qū)、興平市平均氣溫分別達到歷史第2、3高值。2月下旬平均氣溫持續(xù)偏高，2月20—21日長武縣、涇陽縣、禮泉縣、乾縣、咸陽市、興平市的日最高氣溫突破歷史極值。2020/2021 年度冬季共出現(xiàn)3 次明顯的降溫天氣過程，其中，12 月28—30日、1月6—7日的平均氣溫下降幅度明顯，過程降溫幅度分別為6.7、5.7℃，12月12—14日的降溫幅度相對較小，為4.4℃。

表1 2020/2021年度咸陽冬季各縣氣象要素及排名

冬季低于0℃的日平均氣溫的累加稱為負積溫，表示嚴寒程度，用于分析越冬作物凍害[8]。負積溫是重要的農(nóng)業(yè)氣候生態(tài)指標(biāo)之一[9]。2020/2021年度冬季咸陽平均負積溫達-154.7℃，與歷年同期平均負積溫基本持平，但南北分布明顯不均，南部負積溫為-143.4℃·d，較歷年同期偏多67.8%；北部負積溫為-170.6℃·d，較歷年同期偏少29.8%，其中永壽縣負積溫最少，為-107.9℃·d。

冬季平均降水量為27.1 mm，較歷年同期偏多44.6%，為歷史第11高值。從各縣區(qū)分布來看，涇陽縣降水量最多(35.3 mm)，武功縣降水量最少(16.4 mm)。冬季日最大降水量出現(xiàn)在2021年2月24—26日，淳化縣、涇陽縣、乾縣日最大降水量分別為14.8、14.1、11.3 mm，達到了歷史同期第3 高值，同時這次降水過程也是咸陽2021年的首場透熵雨，為冬小麥返青后啟動旺盛生長提供良好條件。

冬季平均日照時數(shù)為433.4 h，較歷年同期偏少5.3%，表明光照持續(xù)偏少，無光照日數(shù)達13 天。北部日照時數(shù)較歷年同期偏少2.4%，無光照日數(shù)11 天；南部日照時數(shù)較歷年同期偏少6.3%，無光照日數(shù)達15天，分別為12月上旬（達7天）、1月下旬（3天）和2月下旬（5天）。

整體而言，咸陽市2020/2021 年度冬季氣溫偏高，北部負積溫不足，降水偏多，光照偏少。冬季前期光照偏少，寡照日數(shù)多，中期出現(xiàn)多次強降溫天氣，且時段相對集中，后期日極端氣溫偏高，降水偏多。從空間分布上看，平均氣溫和負積溫均呈南多北少，而降水量分布為東多西少，日照時數(shù)為北多南少。咸陽市2020/2021年度冬季氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利有弊，但低溫寒潮、寡照等天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響弊大于利。

2.2 氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響

2.2.1 低溫寒潮的影響2020年12月28—30日和2021年1 月6—7 日遭遇了2 次橫槽型寒潮天氣，主要以劇烈降溫為主，降溫幅度大，最低氣溫分別下降了9.6、10.4℃，且南部-7.0℃以下的低溫持續(xù)了3 天（見表2）。氣溫突降，低溫持續(xù)時間長，蔬菜大棚內(nèi)的溫度低，蔬菜呼吸作用減弱，營養(yǎng)物質(zhì)缺乏，抗病能力低。涇陽縣、三原縣、武功縣、興平市、秦都區(qū)的大棚蔬菜（主要是辣椒、茄子、黃瓜、西紅柿等）出現(xiàn)爛棵、爛果現(xiàn)象，造成了部分區(qū)域的絕收。由于冬季前期氣溫較高，使得冬小麥和蔬菜沒有經(jīng)過抗寒鍛煉，抗凍能力減弱[10]，遇到大幅降溫后，造成嚴重凍害，產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

表2 2020年12月30日—1月1日及1月7—9日咸陽各縣（區(qū)）日最低氣溫 ℃

2.2.2 低溫寡照的影響 低溫寡照是指秋冬季節(jié)受強冷空氣影響導(dǎo)致氣溫大幅下降，同時天空云層較厚，太陽光線極少或全無（每天日照時數(shù)≤3 h），并持續(xù)幾天而造成的災(zāi)害[8]。咸陽2020/2021年度冬季各縣12月—2月均出現(xiàn)了2～4 次連續(xù)3 天以上無日照現(xiàn)象，其中，1月1—7日咸陽各縣普遍無日照，2月24—28日全市無日照，三原縣12月1—9日出現(xiàn)的無日照日數(shù)最長（見表3）。設(shè)施生產(chǎn)是通過人類制造的局地小氣候使作物反季節(jié)生長，一般在冬季進行，對環(huán)境溫度以及光照的依賴性極強[9]，光照不足時，設(shè)施大棚白天吸收太陽能少，棚內(nèi)溫度低，熱量儲存少，棚內(nèi)蔬菜的光合作用下降，呼吸作用增強，處于養(yǎng)分消耗狀態(tài)。設(shè)施棚室內(nèi)連續(xù)3天無日照，黃瓜、辣椒、西紅柿等光、溫敏感蔬菜的抗旱能力減弱，出現(xiàn)生長減緩、落花落果等現(xiàn)象；連續(xù)7天以上無日照時出現(xiàn)受凍、脫水等嚴重災(zāi)害，損失嚴重。同時，持續(xù)的寡照天氣對油菜、露天蔬菜的生長也不利。

表3 2020/2021年咸陽冬季連續(xù)3天以上低溫寡照天氣統(tǒng)計

連續(xù)陰天期間，光照較弱，應(yīng)加強大棚的溫度控制管理，將溫度控制在較晴天低2～3℃，減少呼吸消耗，保障蔬菜的正常生長[11]。在低溫寡照天氣時，還應(yīng)嚴格控制澆水，及時通風(fēng)，以免降低地溫，增加空氣濕度，誘發(fā)病害[12]；要及時修補棚膜漏洞，拉緊壓膜線，及時加蓋草苫、棉被等覆蓋物，做好棚內(nèi)溫度調(diào)控。冬季霧霾嚴重，灰塵微粒附著在棚膜上會嚴重影響溫室采光，因此應(yīng)采用布條繩震動、擦拭等方式及時除塵，增加透光量。

2.2.3 負積溫不足的影響 冬季負積溫不足，越冬作物不能完全進入停止生長期，始終處于“似醒非醒”狀態(tài)，造成農(nóng)作物根系不發(fā)達，根系貯備養(yǎng)分相對減少，從而導(dǎo)致農(nóng)作物起身后難以形成健壯苗，降低了農(nóng)作物抗逆性，使農(nóng)作物在春季對低溫更加敏感。咸陽2020/2021 年度冬季北部負積溫不足，較歷年同期偏少29.8%。2021年3月31日—4月2日出現(xiàn)春季降溫、大風(fēng)天氣，造成北部油菜發(fā)生嚴重凍害、大面積絕收，南部小麥出現(xiàn)嚴重倒伏現(xiàn)象。

2020/2021年度冬季北部負積溫不足，蘋果樹長時間處于樹液流動期，造成根部養(yǎng)分不斷向上輸送，營養(yǎng)物質(zhì)多消耗于莖桿之上，根部養(yǎng)分貯備不足，導(dǎo)致樹勢減弱，花芽增多，坐果率降低，從而影響蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)。

冬季負積溫不足時，應(yīng)加強對農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預(yù)測，及早開展農(nóng)業(yè)病蟲害預(yù)防工作；春季適當(dāng)增大農(nóng)田、果樹施肥量，施肥后及時灌溉，做好農(nóng)田保墑工作，田間管理提前時間以7～10天為宜。

2.3 氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有利影響

咸陽2020/2021 年度冬季氣溫較常年偏高，熱量條件好，小麥分蘗數(shù)增加，且2月氣溫異常偏高使咸陽小麥返青提前7～10天；同時也彌補了大棚蔬菜因寡照造成的熱量偏少的問題。

2020 年12 月下旬和2021 年1 月上旬的寒潮天氣過程造成的低溫有效地殺滅田間蟲卵，減少了害蟲越冬基數(shù)，降低來年病蟲害的發(fā)生概率。

2021年2月下旬的首場透墑雨，降水及時，雨量充沛，增加了土壤含水量，有利于小麥拔節(jié)及增加有效穗[13]，為春季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

3 結(jié)論與討論

（1）咸陽市2020/2021 年度冬季氣溫偏高、負積溫不足、降水偏多、日照偏少，期間階段性出現(xiàn)了大范圍低溫寒潮、寡照等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，其中平均氣溫、日最高氣溫、日最大降水量突破或接近歷史極值。

（2）咸陽市2020/2021 年度氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利有弊，但寒潮、低溫寡照等天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響弊大于利。氣溫偏高，有利于冬小麥增加分蘗，但小麥也得不到抗寒鍛煉，易出現(xiàn)凍害。負積溫不足，使冬小麥和油菜對春季低溫更敏感，也使果樹休眠期推遲，降低蘋果坐果率。光照偏少，寡照日數(shù)多，大棚內(nèi)溫度低，大棚蔬菜生長受阻，出現(xiàn)生長減緩、落花落果，遇到寒潮天氣時極易出現(xiàn)凍害，影響蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)。

（3）通過對咸陽各縣區(qū)冬季氣象條件進行定量分析，結(jié)合實地調(diào)研和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害資料，總結(jié)了冬季氣象條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。后期在此基礎(chǔ)上，進一步研究咸陽本地農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)，為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警提供參考依據(jù)。同時，基層氣象部門在開展農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)時，可根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)和氣象條件及時提出相應(yīng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建議。