河南省農業氣象災害對農作物的影響研究

顧艷華 李美靈

1.東明縣農業農村局，山東 東明 274500；2.東明縣城關街道辦事處，山東 東明 274500

0 引言

作為農業大國，農業生產對我國發展具有重要影響。近年來，在全球氣候變化大背景下，農業氣象災害頻發，對農業生產的影響也日益加劇，由此引發的糧食安全問題在全球范圍內受到廣泛關注［1-2］。農業氣象災害會對農作物產量和品質產生不利影響。針對農業氣象災害進行分析并采取合適的應對措施，減輕農業氣象災害對農作物造成的影響，是當前農業生產中急需重點研究的問題。國內已有眾多學者對農業氣象災害進行了研究，并得到了眾多研究成果。例如，柴玉［3］根據1978—2019 年全國時序數據和省級面板數據，發現農業受災面積、成災面積、受災率和成災率已隨著國內農業的發展呈現快速且顯著的下降趨勢，但農業生產中的最大風險仍然來自農業氣象災害。劉玲等［4］、陳文科［5］提出，影響我國農業生產的主要氣象災害有旱災、水災、冷凍害等類型。房世波等［6］對近30 年來國內農業氣象災害的時間和空間變化規律進行研究，發現農業氣象災害呈加劇趨勢。張繼峰等［7］分析了主要氣象災害對農業生產的影響，并針對各類氣象災害提出了防御措施。但目前針對具體省份農業氣象災害對農作物的影響的研究還較少，依然存在較大的研究空間。

針對農業氣象災害的研究，將傳統農業大省作為研究對象更具有代表性。河南省是我國重要且典型的農業大省，地處暖溫帶和亞熱帶過渡區，主要受西風帶大氣環流控制，屬暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風氣候區。河南省過渡帶氣候特征明顯，春季干旱、風沙較多，夏季炎熱、雨水豐沛，秋季晴和、光照充足，冬季寒冷、雨雪較少，具有四季分明、雨熱同期、氣象災害頻發等特點［8］。河南省主要的農業氣象災害有暴雨洪澇、干旱、風雹、低溫凍害、雪災等，每年會造成上億元的經濟損失。河南省糧食產量連續多年位居全國首位，其農業生產情況對我國糧食安全與社會發展均具有重要影響。因此，筆者研究河南省農業氣象災害對農作物的影響，分析農業氣象災害特點，總結減輕農業氣象災害影響的措施，以期為保障農業持續發展和國家糧食安全提供參考。

1 農業氣象災害的特點

氣象災害是指因暴雨、暴雪、干旱、雷電、冰雹、大霧、大風、低溫、高溫、霜凍、冰凍、寒潮及霾等造成的災害［9］。而農業氣象災害偏向于指代對農業生產活動有顯著負面影響的天氣造成的災害。近年來，極端天氣頻發，農業氣象災害呈現出季節性、區域性、并發性等特點。

1.1 季節性

農業氣象災害的季節性較為明顯。例如，夏季是河南省農作物生長的主要階段，但該階段當地通常降水量較大，容易出現洪澇等氣象災害；而冬季通常降水量較小，易發生旱災。凌敏華等［10］分析了河南省近59年的降水重心分布特征，發現河南省旱澇災害發生頻率與季節變化緊密相關。張紫云等［11］基于調研數據發現，凍災一般發生在春初、秋末和冬季，其中凍災在冬季發生的比例最大（45.6%），春季和秋季凍災發生的比例相近，從而分析得出凍災的發生具有很強的季節性的結論。

1.2 區域性

農作物的生長會受到地域環境的影響，農業氣象災害也會呈現明顯的區域性。盡管受地方環境的限制，這些氣象災害的范圍可能并不廣泛，但對當地農作物的危害依然較為嚴重。河南省的氣候受到兩個主要因素的影響，即由南向北的北亞熱帶向暖溫帶氣候過渡及由東向西的平原向丘陵山地氣候過渡，這導致河南省東西南北各個地區所面臨的主要農業氣象災害存在差異。例如，根據歷年旱澇數據統計，河南省內時常會出現南澇（旱）北旱（澇）、東澇（旱）西旱（澇）的區域性災害［12］。

1.3 并發性

由于生態鏈之間的聯系十分緊密，任何一環出現問題都會直接或間接影響與之聯系的其他環節，這也就意味著農業氣象災害的發生往往具有并發性。例如，“大災之后必有大疫”的說法從古代流傳至今，通常是指洪澇災害后常伴隨著大面積發生的瘟疫，而瘟疫會使農業勞動力驟降，進而對農業生產造成嚴重影響；暴雨災害常伴隨大風和雷暴等強對流天氣，易引起山體滑坡、泥石流、山洪等次生災害，使山區農作物損失慘重［13］；長時間的旱災容易導致病蟲害的出現，嚴重影響農作物生長［14］。

2 河南省農業氣象災害對農作物的影響

近年來，河南省農業氣象災害以暴雨洪澇、干旱、風雹災害發生較為嚴重。因此，筆者選取2013—2019年河南省暴雨洪澇、干旱、風雹災害發生情況及其對農作物的影響進行分析。

2.1 暴雨洪澇

近年來，隨著氣候變化異常，河南省夏季降水量整體呈現上升趨勢，小雨、中雨和大雨占比逐漸下降，暴雨占比逐漸增加，各地區夏季暴雨洪澇災害發生頻率居高不下，對農作物造成了嚴重的影響［15-16］。河南省暴雨洪澇災害主要集中在6—8 月。災害發生時，排水不暢地區（如山谷、洼地或者河流沿岸）的農作物會被大水沖倒、浸泡，在潮濕的環境中極易出現發霉變質現象，極大影響農作物產量和品質，嚴重時甚至出現絕收的情況。

由表1 可知，2013—2019 年河南省暴雨洪澇災害受災面積年際波動幅度較大；2014 年受災面積最小,2017 年受災面積最大，兩者相差近20 倍；2019 年河南省暴雨洪澇災害發生情況再次緩和，受災面積較小［17］。但《2020 年河南省自然災害基本情況》中顯示，2020 年河南省暴雨洪澇災害對全省農業生產又造成嚴重損失，可見河南省暴雨洪澇災害呈現極端化、不均衡化發展的趨勢［18］。

表1 2013—2019年河南省暴雨洪澇災害對農作物的影響

2.2 干旱

河南省春夏季大部分平原地區處于高溫干燥且少雨的狀態，易發生旱災。春夏季是河南省農作物生長的關鍵時期。此時正值冬小麥返青、拔節、孕穗期和夏玉米、夏大豆的播種期，對灌溉用水的需求量較大；此時發生旱災會直接導致農作物光合作用和呼吸作用受阻，無法正常生長，嚴重時會導致農作物大面積死亡，降低農作物產量。以玉米為例，7—8 月是玉米營養生長和生殖生長的關鍵節點，玉米的葉片、莖稈、雌穗和雄穗在此段時間內生長旺盛；此期干旱會導致玉米葉片干枯萎縮，葉片光合作用下降且呼吸作用增強，對于營養物質的消耗增加；長時間的嚴重干旱會導致玉米植株矮小枯黃、果穗灌漿異常不能結實，甚至植株死亡［19］。

由表2 可知，2013—2019 年河南省旱災成災面積波動較大，農作物損失較為嚴重，僅有2015 年全省沒有受到旱災影響。這也從側面反映了近幾年極端天氣的增加。

表2 2013—2019年河南省旱災對農作物的影響

2.3 風雹

風雹災害是指在強對流天氣環境下，由大風和冰雹等引起的自然災害。河南省風雹災害常于4—6 月發生。風雹災害往往持續時間較短且成災范圍小，其危害性主要表現在發生頻次高且成災程度深，與洪澇和干旱等災害持續時間長且范圍廣具有較大差別。發生風雹災害時，猛烈的大風會使農作物出現大面積倒伏，嚴重影響農作物的生長，從而導致農作物產量下降；同時短時間內巨量的冰雹會將農作物的根、莖、葉直接砸爛，或是對農業薄膜大棚造成破壞，直接或間接影響農作物產量。

由表3可知，2013年河南省風雹災害十分嚴重，受災面積高達10.1 萬hm2；2014 年及以后，河南省風雹災害整體上發生程度較輕，受災面積和成災面積較小，基本維持在小幅度范圍內波動，對農作物產生的影響已大大減小。

表3 2013—2019年河南省風雹災害對農作物的影響

3 減輕農業氣象災害對農作物影響的措施

3.1 推廣抗災農作物品種

袁隆平通過雜交水稻的實例證明，通過基因整合等方式得到的作物新品種對氣象災害具有一定的抗性。基于此，為減輕氣象災害對農作物的影響，河南省可大力推廣種植抗災能力強的農作物品種［20-21］。以河南省主要農作物小麥、玉米、水稻為例，如小麥品種鄭麥379 冬季抗寒性較好、分蘗力較強、抗倒性較好，百農4199 冬季抗寒性好、分蘗力強、成穗率高、葉功能期長、灌漿快、落黃好、籽粒飽滿；玉米品種豫單9953 株型緊湊、莖稈柔韌性好、韌性強、抗旱抗倒能力強，MC121 抗高溫、莖稈柔韌性好、抗倒折能力強；水稻品種方欣4 號株型較緊湊、莖稈堅韌、抗倒能力較強，宏稻59 耐澇性強、抗逆性強、適應性廣。這些品種均對某一種或某幾種農業氣象災害具有良好抗性，且能保持高產水平，均適宜作為抗災農作物品種進行推廣。

為大規模推廣具有優良抗性的農作物品種，應對地域性的氣象災害，河南省可從以下幾點入手。第一，相關部門可與農業研究機構和農業大學合作，通過實際驗證抗災農作物品種的優越性，同時舉辦相關農業展會和博覽會，在這些展覽平臺上分享交流新型抗災農作物研究成果，為來自農業領域的專業人士和廣大農民提供展示產品和建立聯系的機會。第二，相關部門可通過線上線下結合的方式推廣抗災高產的優良農作物品種。線上可利用社交媒體和農業網站，發布文章或廣告，以提高抗災農作物品種的知名度；線下可與農民合作社和農資市場合作，將優良抗災農作物品種以端對端的方式直接供應給農民，通過大量鋪設線下營銷途徑將抗災農作物品種推廣至廣大農村地區。第三，基層政府可以開展農業教育培訓等，向農民介紹抗災農作物品種的種植方法，同時建立優良品種種植示范田，直觀展示抗災優良品種的優勢，并鼓勵農民參觀。抗災農作物品種推廣措施的選擇取決于目標受眾、品種特性、地理位置和可用資源等因素，可采用多種組合措施，幫助農民加深對抗災農作物品種的認識，從而達到推廣抗災農作物品種的目的。

3.2 完善農業防災基礎設施

農業防災基礎設施是指用來預防農業氣象災害和減輕農業氣象災害對農作物的影響的各種設施。完善農業防災基礎設施可以減輕農業氣象災害對農作物的破壞，減少農作物產量損失，確保農業生產穩定，同時能夠進一步擴大耕地面積，提高農作物的產量和品質，確保農產品的市場供應，從而促進農業生產效益的提升，還有助于保護生態環境，減少土地退化和水資源污染等問題。

例如，針對暴雨洪澇災害，可通過加強防洪工程建設，修建堤壩，開挖排水溝渠，埋設排水管道，建設防洪溝和蓄洪區，在易積水區域配備足夠數量的抽水泵，對現有土地進行地面改良，從而有效減少暴雨洪澇災害對農作物的影響。針對干旱災害，可以通過完善水利設施，如修建機井和水泵站，開挖水渠，建立水庫、集雨井和蓄水池，同時引進水源管理系統，從而減少干旱災害對農作物的影響，提高農作物生長效率。同時，要加強對現有水渠、水庫、水泵站和灌溉系統的維護和更新改造，加大資金投入力度，結合人工降雨、集雨等措施，建設“海綿型”水利設施，從而將干旱災害對農作物的影響降到最低。針對風雹災害，可建設風雨遮擋設施（如風雨棚、溫室大棚等），這些設施能夠減緩風速，減輕雹石的沖擊力，可在一定程度上保護農作物不受強風和雹擊傷害；還可以在農田周邊建立適當的防風林帶，起到減弱風力、保護農作物的作用。防風林帶可以由喬木、灌木等植物組成，起到擋風、固土、減少風沙侵蝕的效果。在遭受風雹災害后，適時的灌溉可以沖洗農作物表面的塵土和沙粒，從而減輕風雹造成的損失。因此，防干旱的灌溉系統對于防風防雹同樣具有重要作用。針對低溫凍害和雪災，可以通過在農田表面鋪設特殊的薄膜，減少水分蒸發，提升農作物保溫能力，避免農作物直接接觸冷空氣和雪水，從而減輕低溫凍害和雪災對農作物的影響。

3.3 保護生態環境

近年來，隨著城市化進程的推進，大片土地的生態系統被破壞，干旱、洪澇等自然災害發生頻率上升，對農作物生長和土壤環境產生了嚴重的負面影響。從保護生態環境的角度著手，消除極端天氣的誘導因素，可從源頭上杜絕農業氣象災害的發生。森林地表的植被和有機物層可以吸收和儲存雨水，減緩雨水徑流的速度，使水分逐漸釋放從而降低水流的峰值，減少徑流對下游的沖擊；濕地的植被和泥土同樣可以吸收大量的雨水，降低降雨引發的洪峰流量。因此，保護現有森林和濕地，進行植樹造林，可有效減少洪澇災害的發生。此外，綠地、自然水源區和濕地等可以起到調節氣候的作用。因此，在城市發展過程中，要堅持節能減排和可持續發展理念，合理規劃城市發展，限制土地開發，減少對生態系統的破壞，從而減少農業氣象災害的發生。

3.4 深入研究農業氣象災害預測技術

氣象部門可以應用農業氣象災害預測技術提前預測出可能發生的緊急農業氣象災害事件（大風、暴雨、洪澇和風雹等），從而在災害發生之前向相關部門和公眾發布預警信息，使相關部門和農民有充足時間做好應急防災措施（如緊急收割農作物，準備抽水泵、疏通排水溝等），以減小農業氣象災害造成的影響。因此，相關部門要加大科研投入力度，深入研究農業氣象災害預測技術，幫助預測氣候變化趨勢，了解未來可能面臨的農業氣象災害風險，為政府相關部門制訂相應的災害應對計劃提供參考。

4 結束語

農業氣象災害是影響農作物產量的重要因素。農業氣象災害在河南省呈現季節性、地域性和并發性等特點，即隨著季節和地區不同，易發生不同的農業氣象災害，且一種災害的發生往往導致其他災害接連發生。根據近年來河南省農作物受災數據，發現造成當地農業損失較嚴重的氣象災害分別為暴雨洪澇、干旱和風雹，分析了暴雨洪澇、干旱和風雹對河南省農作物的影響，并提出了減輕農業氣象災害對農作物影響的措施（分別為推廣抗災農作物品種、完善農業防災基礎設施、保護生態環境和深入研究農業氣象災害預測技術）。上述措施針對不同的農業氣象災害均能發揮良好的抗災減災作用，能有效提升農作物產量，在保障糧食安全的同時可保障我國農業健康穩定發展。