王曉芳 徐佳奧 王明輝
摘要 根據霞浦縣低溫冷害、高溫干旱、冰雹、臺風暴雨這些常見的災害性天氣特征,分析其對農業生產造成的影響,主要分析對水稻、烤煙、果樹等作物在各生長發育關鍵期產生的不利影響,結合氣象工作經驗,提出相應的氣象保障服務對策,以供參考。
關鍵詞 低溫冷害;高溫干旱;臺風暴雨;氣象保障
中圖分類號:S42 文獻標識碼:B 文章編號:2095–3305(2023)07–0111-03
霞浦縣位于福建省東北部,境內地勢西北高、東南低,中部為連綿的丘陵、低山和平原盆谷交錯,東南部多港灣。海洋季風氣候特征明顯,春季多雨水,夏季多臺風,冬季溫暖夏季較為涼爽,霜雪天氣較為少見,年平均氣溫為16.2~19.1 ℃,臺風、暴雨、冰雹、干旱、低溫冷害是該縣的主要災害性天氣,出現頻率較高,對農業產生的不利影響較大,需要氣象部門加強嚴密監測,及時發布天氣專報和氣象預警信號,做好氣象保障服務。
1 低溫冷害
1.1 低溫冷害類型
當氣溫低于作物當時生長發育階段所需下限溫度時,農作物的生理活動會受到障礙甚至作物組織遭受破壞,即低溫冷害[1]。霞浦縣若3月下旬左右日平均氣溫低于12 ℃且持續5 d以上,即形成冷害;4月上旬日平均氣溫低于12 ℃并維持在4 d以上,則為冷害;5月下旬至6月中旬日平均氣溫低于20 ℃且維持3 d以上,為五月寒;秋季日平均氣溫在20 ℃以下且持續日數在3 d以上的,伴隨偏北風或陰雨天氣,為秋寒。
1.2 低溫冷害對農業生產的影響
衡量低溫冷害對作物的危害程度一般根據低溫所持續的日數、波及范圍和低溫強度來看。霞浦縣低溫冷害對農作物的影響表現可分為2種形式:一類是低溫正逢作物生殖生長階段,作物生殖器官受低溫影響,難以完整發育,出現空殼秕粒,最終產量降低。另一類是低溫正逢作物營養生長階段,因低溫導致作物生育期推后,作物在正常生長季節內難以成熟,進而出現減產歉收。
霞浦縣每年3—4月期間氣溫回升速度加快,3月全縣溫度為10~14 ℃,4月平均氣溫在15.2~18.4 ℃。當3月平均溫度≥10 、4月平均溫度≥15 ℃以上時,農作物播種后出苗育苗過程順利,但3月和4月平均溫度一旦分別降至10和15 ℃以下時,則苗期生長會受到不利影響。倒春寒天氣出現時會有連陰雨、寡照和低溫天氣,最可能導致爛秧。有時冷鋒過境后,雨住云消,天氣晴冷。也會出現連陰雨、寡照低溫和冷鋒過境天氣相結合,一般前期天氣過程為低溫陰雨,夜間出現霜凍,若與春天播種期重合,出苗期間強烈的冷空氣會導致溫度整體降低,作物難以正常發芽出苗,甚至會導致爛籽毀種,幼苗不足,發育不良,滋生病害。
霞浦縣的早稻在5月下旬至6月中旬間進入孕穗、抽穗開花階段。若此期間日平均氣溫在20 ℃以下,且持續日數在3 d以上,則會導致黑粒、分枝穗、花粉敗育,空殼率增加,甚至會減產三成以上。例如,出現五月寒時,農作物發育不良情況較為常見,抽穗期退后,作物灌漿變慢,秋霜來臨前難以成熟。霞浦縣降水主要集中于6—8月,出現陰雨連綿的天氣會影響氣溫的攀升,從而出現多雨且低溫的冷害。如果此時遇到強冷干空氣入侵,會出現干旱型低溫冷害,積溫減少約30 ℃·d。該階段是農作物生長發育的旺盛時期,一些農作物在20 ℃以上方可正常生長,氣溫長期低于20 ℃則會影響其正常生長發育。
霞浦縣晚稻種植揚花期和溫度密切相關,若在此期間寒露風導致低溫,會出現大批死孕穗、抽不出穗、黑粒、秕谷等情況,受害較輕的地方減產20%~30%,嚴重的地方會絕收。秋寒一般有低溫陰雨型和干燥冷涼型。霞浦縣以陰冷型居多,低溫冷害是因光熱條件不足導致作物生育期推遲,表現為后期返青和發育緩慢。9—10月,霞浦縣可能出現寒潮天氣,對晚稻抽穗楊花產生不利影響,使得秋作物不能正常成熟。霞浦縣為馬鈴薯南方冬作區,沿海平原常利用冬季閑置田地種植馬鈴薯,而寒潮多出現在春節前后,正值馬鈴薯封壟期,薯塊尚未完全膨大,在極端寒冷條件下,馬鈴薯植株水分散失,細胞液滲透壓降低,葉片光合作用減弱,薯塊停止膨大,輕則減產,重則絕收。
1.3 低溫冷害的氣象保障服務對策
一是完善本縣低溫冷害危險性調查和風險評估體系,構建符合當地實際的低溫災害風險指標體系,結合當地種植業、畜牧業、漁業災害性天氣氣象服務需求,制定低溫冷害分類別分災種的歷史事件識別指標體系。
二是組織氣象科技工作人員奔赴全縣各地收集數據,明確農業形態和農業氣象條件對農業生產導致的影響和分布相關性,根據低溫災害風險普查技術規范,精細劃分各類作物不同時段的農業氣象指標體系。組織氣象技術人員構建地表霜凍風險預報模型,氣象預報注重對地溫、設施外氣溫和設施內小環境氣溫的預報,提升農業氣象服務精準度。
三是全自動化監測全縣不同地區的溫度實時變化,將收集到的數據上傳至全省農業氣象服務平臺,完善低溫冷害災害監測預測模塊,根據相關標準將氣溫數據自動轉化為霜凍等級,實時生成低溫預報產品。低溫預報產品要以精細化為標準,根據不同作物的生長溫度需求、不同時段的溫度需求制作,提高低溫災害風險產品的業務化應用。氣象部門制作發布霜凍產品,注意霜凍線的變化,根據移動速度和方向預測霜凍的發展,提前向農戶進行預報并指導當地進行提前收獲。還可利用本地新媒體宣傳平臺如抖音官方號、公眾號向農戶發布霜凍風險滾動預報。
四是采取氣象和生物技術相結合的農業技術措施,營造適合農作物生長的小氣候條件。借助技術手段使氣溫異常時期的小環境能達到作物生長所需的正常溫度和濕度標準,保護作物不受凍害。可采取地膜覆蓋的方式提高低溫,使土壤保持一定水分,保證土壤養分的及時供給,改善田間光照條件,憑借春季較好的光熱配合環境提高作物產量。大規模種植農田防護林,降低空氣流通性,削弱地表輻射以提升溫度,緩解低溫冷害帶來的負面影響。
2 高溫干旱
2.1 霞浦縣高溫干旱的特征
霞浦縣夏旱出現頻率最高,主要出現在7月上中旬和8、9月的下旬,其次是秋冬旱,春旱出現的概率較小,其中秋冬旱一般為區域性干旱,春旱的概率為13.7%,秋冬旱頻率次于夏旱,50%以上的干旱出現在夏季。霞浦縣是寧德地區干旱出現頻數的多發區,干旱頻率比同為沿海地區的蕉城多了50%左右。該縣年均干旱超過2次,干旱天數最多者達到76.6 d,一年之內有將近2個半月處于干旱期,其中大特旱平均2年1次,甚至有十年九旱的情形出現。
2.2 高溫干旱對農作物的影響
每年的6月中下旬至7月上旬,霞浦縣長時間受到副熱帶高壓的控制,晴熱高溫天氣持續,會導致伏旱的出現,農作物蒸騰作用加劇,水分失調,枝葉普遍枯萎。若秋季降水偏少,會出現伏旱秋旱相連的情況,干旱范圍不斷擴大,極度影響農業生產危害。干旱還會導致農作物歉收、病蟲害加劇、森林火災等災害。高溫少雨會導致旱情發展,土壤墑情較差,若遇秋糧作物生產關鍵期,秋糧產量一般占全年糧食產量的3/4,秋糧減產會對全年糧食產量造成嚴重不利影響。高溫不利于晚稻返青分蘗。在茶葉生產區,晴熱少雨帶來輕至中度高溫熱害,茶樹發生日灼。部分地區水果出現裂果、落果、日灼傷害等現象。8月當本地溫度高達40 ℃以上,水庫山塘蓄水位降低,蓄水偏少,會出現部分禾苗枯萎的情況。
2.3 高溫干旱的氣象保障服務對策
一是氣象部門加強對高溫天氣的預警預報,夏旱出現頻率高,要特別關注秋糧作物的生長發育情況,7—9月的氣溫變化和降水變化會直接影響土壤的干旱程度。持續性開展直通式氣象服務,加強與農業農村部門的聯系,及時開展情況交流,組織專家深入田間地頭進行實地調查,綜合利用廣播電視和新媒體傳播方式發布預警信息,擴大消息覆蓋面。
二是及時關注天氣變化,抓住有利時機進行人工影響天氣作業,必要時可以請求調度使用高性能增雨飛機開展跨區域聯合增雨作業。做好防治病蟲害氣象服務,針對各類作物典型的病蟲害出現情況及時發布預警信息。
三是在農作物間作行間鋪蓋稻草類以避免地溫升高,進而減少土壤水分的蒸發。有條件的茶園、果園和菜地可以架設棚子,以遮陽網置于棚頂上,減輕太陽直射灼傷作物。及時為稻田給水,利用水比熱高的特性調節溫度。還可在正午前后開啟噴灑設施降溫,在葉面噴施磷鉀肥以增強植株的耐熱性。高溫天氣結束后噴施磷酸二氫鉀溶液或植物生長調節劑以幫助籽粒順利灌漿,提高最終產量[2]。
3 冰雹
3.1 霞浦縣冰雹的特征
霞浦縣冰雹的月際變化為雙峰形式,多出現在3—9月,尤其是3—4月正值冷暖空氣交匯頻繁時期,其次為7—8月,3—4月和7—8月的冰雹次數占全年降雹日數的75%左右。10—11月基本沒有降雹記錄。冰雹出現的時段一般為12:00~18:00,特別是15:00~17:00冰雹出現的概率較高,年降雹日數為0.07 d左右。西北部多、東南部少,這表明地形抬升對降雹影響較大。
3.2 冰雹對農作物的影響
冰雹會對水稻的產量和質量造成一定影響,會直接砸死水稻秧苗,加之會伴隨狂風暴雨天氣,農作物會出現大面積倒伏。煙株遭受冰雹襲擊后,輕則葉片穿孔、破損,重則葉片砸落、主莖折斷,甚至死亡。而且狂風加疊會導致煙株出現倒伏、折損的概率提高。冰雹降落常伴隨強降水,也易造成煙田洪澇災害,嚴重時難以恢復,從而導致作物減產、品質下降。冰雹后煙株造成機械損傷,若不處理及時,極易發生病蟲害,使得烤煙受災更加嚴重。
3.3 冰雹的氣象保障服務對策
為調動相關人員應對冰雹的主動性和積極性,氣象部門在冰雹多發期可實行全天輪班制度,確保實時監控天氣變化情況,尤其注意強對流天氣的發展。嚴格執行省、市、縣(區)三級聯動機制,深入分析冰雹天氣,提前部署防控。利用布設在城區的多普勒雷達和布設在鄉鎮的小雷達,實時監測雷達回波強度、回波頂高等數據,借助衛星云圖、地面觀測資料等分析冰雹天氣的可能性,并根據實時監測數據,第一時間通過手機短信、微信公眾號、應急廣播大喇叭等方式發布冰雹預警,提醒廣大農民做好防范應對準備。冰雹發生后,若田中出現積水和淹水情況,及時做好挖排溝將積水順利排出,降低土壤濕度,保證植株根系正常生長。及時清理田內殘留的莖葉和枝干,集中處理垃圾,不可隨意丟棄在煙田內。田內沒有積水后,及時鋤耕、松土,降低土壤因冰雹落下引起的壓實問題。若遇冰雹塊大、量多的情況,要及時清除墑體上的雜草并進行培土,促進煙株再長新根,提高煙株的抗倒伏能力[3]。
4 臺風暴雨
4.1 霞浦縣臺風暴雨的特征
霞浦縣出現臺風的頻率較高,年均臺風次數為1.7次,最多的一年有5次,整體上受臺風影響的頻率較高,近年來霞浦縣臺風頻數呈緩慢上升的趨勢。臺風主要集中在7—9月,此期間出現的臺風次數占總次數的87.3%,8月臺風的出現次數最多,為30次,占總臺風次數的35%左右。登陸霞浦縣的臺風絕大部分來自西北太平洋。5—6月西北太平洋臺風主要向西移動,主要影響兩廣地區和海南省,7—8月由向西北移動的趨勢,對福建省和浙江省影響較大,自9月開始,熱帶氣旋的移動路徑開始偏南,北進路徑偏北,對閩浙地區的影響開始減弱。霞浦縣站過站雨量在200 mm以上的臺風為嚴重暴雨影響臺風,嚴重暴雨影響臺風數為19個,占總影響臺風的22.5%,當臺風移動至霞浦縣以南時,縣域內會受到強烈的偏東氣流影響,水汽自海上不斷向霞浦輸送,加之臺風強大的輻合抬升作用,從而引發暴雨。
4.2 臺風暴雨對農業的影響
水稻為霞浦縣主要農作物,臺風暴雨會影響水稻的正常生長。(1)洪澇淹水易倒伏。受大風和強降水影響,稻田水位過高水稻受淹后會出現葉片受傷和莖稈倒伏,水稻灌漿受到影響。(2)病蟲害易反復出現。臺風過后水稻受傷,植株出現傷口,尤其是禾苗在大水漫頂后抗逆能力較平常下降,條斑病、白葉枯病等細菌性病害傳播快,容易蔓延肆虐,稻曲病和稻瘟病等真菌病害的加重流行蔓延,同時稻飛虱和稻縱卷葉螟等遷飛害蟲也可能加重發生。(3)開花授粉受影響。水稻在抽穗期一旦被風刮水淹,開花授粉會受到影響,谷殼普遍變黑,劍葉破裂,光合作用變弱,千粒重減輕,稻稈易腐爛,會出現落谷和谷粒發芽的情況。(4)光合作用受阻。水稻雖然有一定耐澇能力,但長時間被水淹沒會導致缺氧進而有氧呼吸受到抑制,酒精類成分不斷在植株內積聚,光合作用的效率降低,甚至沒有光合作用,導致營養成分的分解速度高于合成速度,生長受到阻礙,從而出現葉片偏黃,葉片、分蘗節、主莖接連死亡,水稻根系氧氣供給跟不上,吸收能力不強。若遭受澇害較輕則表現為高位分蘗的情況較多,生長發育受阻,生長期延長,有效穗數減少,最終減產。(5)土壤質量降低。臺風暴雨還會引發一系列次生災害,如泥石流、山崩、滑坡和水土流失等,這些災害會使農業耕地遭到掩埋,土壤質量降低,作物生長受阻。臺風還會引發海水倒灌,部分被淹農田被海水浸泡時間越長,土壤內的含鹽量越高,土壤出現鹽堿化的現象,導致肥力下降甚至廢耕[4]。
4.3 臺風暴雨的氣象保障服務對策
首先,氣象部門應組織工作人員深入田間鄉里,通知農戶在臺風來臨前后及時關注氣象部門發布的動態信息,向農戶推廣本地氣象部門開發的臺風氣象服務產品二維碼和小程序,讓農戶能夠便捷地了解最新臺風動態和天氣狀況。
其次,指導農戶做好臺風防范措施,提出農事建議,指導農戶做好排水、清溝、加固大棚和果樹等措施。針對農場育苗大棚、甜瓜大棚、閑置大棚等不同種類的大棚設施,由相關技術人員分別給予指導,撤掉閑置大棚薄膜,及時搶摘成熟瓜果。在早稻收割期天氣服務材料中提醒農戶盡早完成早稻收割,還可通過與農業局聯合發布農業氣象災害預警專報、預警短信、電話提醒等多種方式服務農戶。
最后,提高防御臺風等氣象性災害服務水平,加強應急值守,密切關注臺風移動路徑和天氣變化,及時發布災害預警信息,做到主動防御。做細做實防災減災工作預案,臺風暴雨過后及時組織會商,科學評估災害的影響,及時制定針對性措施。組織廣大農技人員深入農業生產第一線,調查了解災情,加強技術服務,幫助農民解決實際困難。
參考文獻
[1] 林添水,韋英英,李錦梁,等.安溪縣主要氣象災害對農業生產的影響及防災減災對策[J].廣東蠶業,2022,56(10):39-41.
[2] 陳建榮.氣象災害對農牧業生產的影響及防御措施[J].廣東蠶業,2022,56(4):51 -53.
[3] 高振環.探究農業氣象災害對農作物的影響[J].農業災害研究,2022,12(3):137-139.
[4] 肖秀琴,鄭珍萍,張潔薇.邵武市主要氣象災害對農業的影響及災害監測預報技術[J].當代農機,2022(9):78-79,81.
Impact of Disastrous Weather on Agricultural Production in Xiapu County and Countermeasures for Meteorological Support Services
Wang Xiao-fang et al(Xiapu Met-
eorological Bureau, Fujian Province, Xiapu, Fujian 355100)
Abstract According to the common disastrous weather characteristics of Xiapu County, such as low temperature and cold damage, high temperature and drought, hail, typhoon and rainstorm, analyzed the impact on agricultural production, mainly analyzed the adverse impact on rice, flue-cured tobacco, fruit trees and other crops in each critical growth period, and put forward corresponding meteorological support service countermeasures for reference in combination with meteorological work experience.
Key words Low temperature chilling injury; High temperature and drought; Typhoon rainstorm; Meteorological support