氣候變化對區域農業氣象災害的影響及適應性策略

摘 要：氣候變化對農業氣象災害的頻率和強度產生了顯著影響，給區域農業生產帶來了巨大的挑戰。隨著全球氣溫的上升和氣候模式的不斷改變，極端天氣事件的發生頻率和嚴重程度顯著增加，對農業生產過程中的作物生長、產量和質量等方面產生了顯著的不利影響。對此，概括了氣候變化的定義，分析了氣候變化對農業氣象災害的影響，提出了基于氣候變化的適應性策略，探索了農業可持續發展的適應性實踐。

關鍵詞： 氣候變化；氣象災害；區域農業；風險管理

中圖分類號：S42 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

隨著全球氣候變化加劇，極端氣象事件頻發，不僅對環境和生態系統產生不良影響，還嚴重威脅著農業生產的安全和糧食供應的穩定。基于此，了解氣候變化對農業氣象災害的影響，并制定相應的適應性策略，對保障區域農業可持續發展具有重要意義。

1 氣候變化的定義

氣候變化是指氣候平均狀態統計學意義上的顯著改變，涵蓋要素多且時間跨度長。從溫度層面來看，它并非短期波動，而是全球或區域均溫歷經數十年甚至上百年的持續升降。工業革命以后，大量溫室氣體排放，導致全球均溫穩步攀升，這一趨勢重塑了大氣熱循環，讓極端高溫在多地“常駐”，寒冬縮短、炎夏變長，打亂了作物的正常生長規律，破壞原有物候期適配溫度環境[1-3]。

2 氣候變化對農業的影響

2.1 極端高溫對農業的影響

氣候變化引發了極端高溫這一農業氣象災害的加劇，其對農業生產的影響體現在多個層面。

首先，極端高溫導致農作物生理功能紊亂。在高溫環境下，農作物光合作用效率顯著降低，蒸騰作用增強，水分快速散失，進而影響農作物的生長與產量。在農作物生長關鍵階段，如在花期和果實形成期，高溫脅迫會造成花器官退化、花粉活力減弱，果實難以正常發育，導致嚴重減產。例如，小麥、玉米等作物在授粉期遇到高溫時，花粉活力大幅減弱，結實率顯著降低，影響最終產量。

其次，高溫給農業生產系統的用水帶來巨大壓力。因高溫導致的水分蒸騰加劇，農作物需水量大增，農田灌溉需求相應增加。對于水資源緊缺的地區，直接增加了農業生產的成本與難度。許多地區為應對高溫脅迫不得不過度灌溉，這造成水資源的不可持續利用，進一步增加了農業生產的生態風險。

再次，極端高溫對土壤健康影響顯著。高溫加速土壤中有機質分解，導致土壤肥力減弱。高溫天氣會提高農作物病蟲害發生率，許多害蟲和病原體在高溫下繁殖速度明顯加快，加重了病蟲害威脅。在此情形下，農民往往需要增加農藥的使用量，雖能短期內控制害蟲，但加劇了農藥殘留與環境污染問題，形成新的生態隱患。

最后，高溫還會導致農作物品質下降。許多果蔬作物在高溫環境下，果實糖分減少、口感變差等品質問題頻發，這既影響了農作物的產量，又直接削弱了農作物的市場競爭力，對農民的經濟收益產生負面影響。

總體而言，由氣候變化引發的極端高溫對農業的影響是系統性的，貫穿農業生產的各個環節，產生了廣泛而深遠的負面效應，出現了嚴重的農業氣象災害，極大地威脅著農業的可持續發展。

2.2 干旱、洪澇災害對農業的影響

氣候變化對降水模式的影響顯著加劇了農業生產中的干旱和洪澇災害。隨著氣候的不斷變化，降水的時空分布越來越不均衡，導致一些地區的干旱頻率和強度增加，而另一些地區則面臨頻繁的洪澇災害。

一方面，在降水量較少的地區，干旱災害成為農業生產的主要威脅。干旱導致土壤失去水分儲備，土壤的濕度長期處于較低水平，農作物無法從中獲得充足的水分。植被覆蓋的減少進一步惡化了土壤的生態狀況，土壤結構松散、風蝕加劇，最終引起土地退化，使得農業生產的可持續性受到嚴重威脅。在極端情況下，干旱可能導致農作物大面積的絕收，這不僅影響農民的收入，還可能對區域糧食安全產生影響。

另一方面，降水過量和不均衡分布則導致了洪澇災害的頻發，尤其是在季風性氣候區域，強降水往往集中在短時間內發生，造成河流水位上漲、農田被淹，農作物直接被淹沒和毀壞。土壤水分的過度飽和還會導致土壤通氣性差，根系呼吸受阻，農作物的生長受到嚴重影響。洪澇災害不僅導致農作物直接受損，還會在土壤中沉積大量泥沙和有害物質，使土壤肥力減弱，土壤的酸化和鹽堿化問題也隨之加劇，進一步影響農業的持續生產能力。此外，降水模式的變化還會影響地下水的補給和地表水的儲備狀況。過量的降水往往無法有效滲透地下，地表徑流的大量增加不僅導致水土流失嚴重，還可能造成水資源短缺的“偽象”，即雖然有大量降水，但因無法有效利用而導致農業灌溉用水緊缺。同時，洪澇還會對農業基礎設施，如灌溉系統、排水系統等造成毀滅性的破壞，增加災后重建的成本和難度。

3 氣候變化背景下農業適應性策略

3.1 農作物品種改良與選擇

為應對氣候變化給農業生產帶來的挑戰，農作物品種的改良與選擇是重要的適應性策略之一。選擇適應性強、抗逆性好的農作物品種可以有效減少農業氣象災害的影響。例如，通過雜交或基因工程等方法培育抗高溫、抗干旱的作物品種，可以在一定程度上減輕高溫和干旱對作物生長的不利影響。近年來，耐熱小麥、抗旱玉米等新品種的研發和推廣，極大地增強了農業生產對氣候變化的抵御能力。

同時，農作物的多樣化種植也是應對氣候變化的一項有效措施。通過在同一區域種植多種農作物，可以有效分散氣象災害帶來的風險。例如，在容易發生旱災的地區，可以搭配種植一些耐旱性強的作物，減少因極端氣象事件導致的損失。

3.2 農業水資源管理優化

在氣候變化背景下，降水模式的不確定性使農業水資源管理變得尤為重要。合理的水資源管理策略可以有效減少干旱和洪澇對農業生產的影響。農業灌溉系統的現代化升級是提高水資源利用率的關鍵。例如，滴灌、噴灌等節水灌溉技術可以有效減少水資源浪費，同時確保農作物獲得充足的水分供應。在水資源匱乏的地區，推廣這些先進的灌溉技術，可以顯著提高農業生產的抗旱能力。水資源的儲備和調度也是應對氣候變化的重要措施。通過修建水庫、小型蓄水池等設施，在降水充沛的季節儲存水資源，以備干旱時使用[4-6]。同時，通過科學的水資源調度，優化不同地區之間的水資源分配，可以在一定程度上緩解氣候變化帶來的水資源短缺問題。在洪澇災害頻發的地區，則應加強排水系統建設，以避免農田長時間處于積水狀態，減少洪澇對農業生產的影響。

農業節水技術的研發與推廣也是優化水資源管理的重要手段。例如，土壤濕度傳感器技術可以幫助農民實時監測土壤水分情況，根據土壤實際需求進行灌溉，有效防止過量灌溉導致的水資源浪費。開發利用雨水收集系統，也是一種重要的農業節水手段。在降水充足的季節，雨水收集系統可以有效收集雨水，并通過適當的過濾處理后用于灌溉和農業生產，從而減少對地下水和地表水的依賴。此外，農業水資源的管理還應與區域綜合水利設施相結合，確保在干旱和洪澇時實現有效的調控。例如，通過整合灌溉渠道系統、蓄水工程和現代化水利控制系統，形成區域性的水資源調控網絡，可以更好地實現水資源的合理分配，減少水資源浪費。地方政府應加強對農田水利設施的建設和維護，確保灌溉渠道的暢通和供水系統的有效運行。通過這些綜合措施，可以提高農業生產在干旱和洪澇條件下的適應能力，保證農作物的正常生長發育。

3.3 農業保險與風險管理

作為一種經濟手段，農業保險可以有效分散氣象災害帶來的風險。氣候變化引發的極端氣象事件具有高度的不確定性，農民面臨的生產風險顯著增加。通過發展農業保險，可以在災害發生后為農民提供經濟補償，降低其生產損失。近年來，隨著氣候變化的加劇，農業保險的品種不斷增加，保障范圍不斷擴大，例如針對干旱、洪澇、寒潮等不同災害類型的專門保險產品應運而生。為了使農業保險更好地服務于農民，需要不斷改進保險機制。第一，應提高保險的覆蓋率和保障水平。政府可以為農業保險提供一定的補貼，降低農民參保的成本，以激勵更多的農民參與農業保險。第二，應根據氣候變化趨勢，不斷優化保險產品設計。例如，推出基于天氣指數的保險，這種保險以氣象參數（如降水量、溫度等）為理賠標準，可以有效減少農業損失評估中的道德風險和逆向選擇問題[7-8]。

除了農業保險，構建完善的農業風險管理體系也是應對氣候變化的重要策略。利用氣象監測和預警系統，可以為農業生產提供及時的災害預警信息，使農民能夠提前采取防御措施，減少損失。例如，在寒潮來臨前，農民可以為農作物覆蓋保溫材料，以降低凍害的發生概率；在洪水預警發布后，可以及時疏通排水溝渠，避免農田積水過多。氣象預警系統的建設和應用，能夠有效減少極端氣象事件對農業的負面影響。同時，農業生產者還可以通過制定應急預案和增強自身的防災意識來增強應對能力。提前制定防洪和防旱應急預案，明確災害發生時的應對措施和資源配置，通過演練來確保預案的可操作性和有效性。地方政府和農業合作組織應加強對農民的培訓，普及防災減災知識，促使他們掌握必要的應急技能，從而提高農業社區整體的抗災能力。此外，還應加強與氣象部門、農業科研機構等的合作，通過多方協同為農民提供更加科學的應對建議和技術支持。

3.4 保護性耕作與土壤健康管理

在氣候變化背景下，保護性耕作和土壤健康管理是確保農業可持續發展的重要措施之一。保護性耕作包括免耕、少耕和覆蓋作物等技術手段，旨在減少土壤侵蝕、保持土壤水分和提高土壤有機質含量[9-10]。這些措施在干旱頻發地區尤為有效，能夠顯著提高土壤的保水能力，減少干旱對作物生長的不利影響。通過種植覆蓋作物，可以減少地表蒸發，防止土壤裸露在陽光下直接蒸發水分，也有助于抑制雜草的生長，減少化學除草劑的使用。

土壤健康管理是農業可持續發展的核心內容之一。良好的土壤結構和肥力是農作物穩產高產的基礎。通過增加有機肥的施用量，可以提高土壤的有機質含量，改善土壤結構，使土壤具有更好的持水性和通氣性。同時，輪作和間作也是保持土壤健康的重要手段，不同作物之間的合理輪作可以有效防止土壤的養分單一化和結構惡化。

3.5 農業生態系統的恢復與建設

農業生態系統的恢復與建設是應對氣候變化影響、增強農業系統韌性的有效途徑。通過合理規劃農田生態系統，可以提高農業生產的多樣性和穩定性。例如，通過在農田周圍種植防護林，可以有效減少風蝕和水蝕對農田的侵害，同時防護林還能為害蟲的天敵提供棲息地，從而減少農藥的使用量。農業生態系統的恢復還包括濕地的保護和水系的疏導，這些生態環境保護措施有助于提高區域的水資源調節能力，減輕洪澇災害對農業的影響。

在農業生態系統建設中，生物多樣性保護也是重要內容之一。通過多樣化種植和保護野生植物，可以增加農業生態系統的彈性，使其在面對氣候變化引發的各種風險時，能夠迅速恢復并保持生產能力。例如，間作種植技術可以通過在主作物間種植輔助作物，豐富農業生態系統的物種多樣性，降低病蟲害的發生概率，從而提高作物的產量和品質。保護生物多樣性不僅有助于農業生產的穩定，還能改善生態環境，促進農業可持續發展。

3.6 智能農業與信息技術應用

智能農業與信息技術的應用，是提高農業應對氣候變化能力的現代化手段。通過物聯網、大數據和遙感技術，農民可以實時獲取作物生長狀態、土壤濕度、天氣變化等信息，從而作出科學的農業管理決策。例如，通過精準灌溉系統，農民可以根據農作物的實時需水量調節灌溉量，減少水資源的浪費。這在干旱頻發的地區尤為重要，可以顯著提高水資源利用效率，確保農作物在水資源短缺的情況下正常生長。遙感技術可以被用于監測農業氣象災害的發生和發展。例如，衛星圖像可以快速識別農田受災的區域和程度，為政府和農民提供及時的災害評估信息，以便迅速采取補救措施。大數據技術則可以對歷史氣象數據和農業產量進行分析，預測未來氣象災害的發生概率，有助于農民提前做好應對準備。智能農業技術的推廣，不僅提高了農業生產的效率，還顯著增強了農業對氣候變化的適應能力。

4 結束語

氣候變化對區域農業氣象災害的影響日益顯著，給農業生產的穩定性和可持續性帶來了挑戰。通過加強對氣候變化及其對農業氣象災害影響的研究，并制定和實施有效的適應性策略，可最大限度地減少氣候變化對農業的不利影響。未來，應進一步加大對農作物品種改良、農業水資源管理、生態系統恢復等方面的投入力度，并結合智能技術的應用，構建一套更為靈活和可持續的農業生產體系。

參考文獻

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收稿日期：2024-09-15

作者簡介：羅淋元（1997—），女，貴州興義人，助理工程師，研究方向為氣象。