楊肅昌 陳瀟湘 尚明瑞
摘要:甘肅是全國寒旱特征最明顯、寒旱區域最為集中的省份,也是寒旱農業活動最集中、最典型的省份。本文結合農業地理學、生態保護與可持續性發展理論來分析和研究寒旱農業概念等寒旱農業基礎理論問題,重點以“寒”“旱”氣候特征詳細劃分了甘肅寒旱農業的區域范圍,以此分析不同氣候類型、地形條件下寒旱農業的特殊性,進而較為全面和系統地提出和詮釋了寒旱農業的定義、內涵和特征。在此基礎上,探討了甘肅獨特的寒旱區域和寒旱氣候的變化對農業生產的多重性影響,以趨利避害,因勢利導,探索具有“寒旱”內在特質的新時期甘肅特色優勢農業發展道路。
關鍵詞:寒旱農業;農業地理;農業區劃;寒旱區域
中圖分類號:F303? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼:A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:2097-2172(2024)02-0099-10
doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2024.02.001
Research on the Concept and Development of Cold and Arid Agriculture
from the Perspective of Cold and Arid Region Classification in Gansu
YANG Suchang 1, CHEN Xiaoxiang 1, SHANG Mingrui 2
(1. School of Economics, Lanzhou University, Lanzhou Gansu 730000, China; 2. Gansu Rural Development Research Institute,
Gansu Agricultural University, Lanzhou Gansu 730070, China)
Abstract: Gansu is the province in China where the characteristics of cold and arid are most pronounced, and it has the highest concentration of cold and arid regions in our country. It is also the most concentrated and representative province for cold and arid agricultural activities. The paper combining agricultural geography, ecological conservation, and sustainable development theories is designed to analyze and study fundamental theoretical issues related to cold and arid agriculture, the region of Gansu's cold and early frost agriculture is detailedly divided based on the climatic features of 'cold' and 'arid'. Through this, the paper delves into analyzing the specificity of cold and arid agriculture under different climate types and topographical conditions. Subsequently, a more comprehensive and systematic presentation and interpretation of the definition, content, and characteristics of cold and arid agriculture are put forward. Building on this foundation, the paper explores the multiple impacts of Gansu's unique cold and arid regions and climate variations on agricultural production. To leverage advantages and avoid disadvantages, to adapt to the situation, the paper aims to explore a development path for Gansu's distinctive and advantageous agriculture in the new era, characterized by the inherent traits of 'cold and arid'.
Key words: Cold and arid agriculture; Agricultural geography; Agricultural zoning; Cold and arid region
甘肅是我國西北地區傳統的寒旱環境區域和多民族聚居區,地理條件獨特,平均海拔較高,氣候干旱、寒冷。在這種特殊的地理氣候條件下,各地很早就因地制宜地采取一系列差異性的農業發展措施和生產技術以適應寒旱環境下農業生產需求,形成、發展了適應寒旱環境的農業生產方式。由此看,“寒旱農業”如果從一種如同“旱作農業”一樣的農業生產業態來說,應該說早已有之。從總體看,甘肅是全國寒旱特征最明顯、寒旱區域最為集中的省份,也是寒旱農業活動最集中、最典型的省份。從某種意義上說,寒旱農業就是甘肅農業特征的寫照,甘肅的寒旱農業為我國寒旱農業的典型代表。2019年甘肅因勢利導首次提出“寒旱農業”發展戰略,在此后有關部門相繼發布和出臺的《關于實施現代絲路寒旱農業優勢特色產業三年倍增行動的通知》《甘肅“十四五”推進農業農村現代化規劃》《關于做好2023年全面推進鄉村振興重點工作的實施意見》等一系列政策文件和規劃中,都出現了以“寒旱農業”來冠之甘肅特色優勢農業的表述。2022年甘肅省第十四次黨代會指出,要全力打造甘肅現代寒旱特色農業高地,這是甘肅省作出的一項重大戰略決策,對甘肅農業未來發展有著極其重要的指導意義。我們作為理論工作者,有必要和有責任從理論視角對寒旱農業概念、特征等基本問題進行深入全面的研究,不僅僅是對政策進行詮釋,更重要的是為促進甘肅寒旱農業可持續發展和比較效益的提升提供理論參考依據。
事實上,2019年之后不少專家學者在討論甘肅農業問題時提到了“寒旱農業”這一詞語,并圍繞如何發展寒旱農業展開了廣泛討論。但這些討論大多集中在政策解讀、戰略發展、長期目標、資源開發、比較效益等方面,對究竟何為“寒旱農業”、甘肅寒旱農業區域應如何劃分以及“寒”和“旱”因素對農業生產會產生哪些具體影響等一系列基礎性問題尚缺乏系統、深入的研究;同時,目前也尚未見到公認的、明確的政府文件和研究報告中可界定“寒旱農業”概念的統一依據。
目前對甘肅寒旱農業區域進行劃分與界定的文獻,通常只用各地年平均氣溫和熱量狀況作為指標進行寒區劃分和描述[1 - 2 ],事實上,如果兩地平均氣溫相同或相近,因高低溫度的差異,氣候便有天壤之別。如,隴中南部地區年平均氣溫6~10 ℃,隴中北部地區年平均氣溫6~9 ℃,兩地年平均氣溫相近,但隴中南部地區屬于溫帶半濕潤區,隴中北部地區屬于溫帶半干旱區。可見僅用年平均氣溫做寒區界定的指標有不妥之處。另外,甘肅地形十分復雜,同一地區不同的垂直氣候層上的氣溫、地貌、植被、生產類型的特征也不一樣。由此可見,寒旱區域劃分或寒旱農業概念認識不清,可能導致我們在準確領會和把握當前甘肅寒旱農業發展戰略和政策方面存在一定的“誤區”,也可能在一定程度上影響我們對甘肅農業生產的地理地域性問題以及寒旱農業發展規律的認識。
鑒于此,我們的研究首先將“寒”“旱”因素相結合,詳細劃分甘肅寒旱農業區域的范圍,分析甘肅不同地形條件、氣候類型下寒旱農業的特殊性;之后,利用農業地理學等相關理論,結合甘肅寒旱農業發展的實際情況,概括出寒旱農業的概念;最后,探討甘肅獨特的寒旱區域和寒旱氣候的發展變化對農業生產的多重影響,以趨利避害,因勢利導。我們認為,從理論視角對寒旱農業概念和發展等基礎問題展開專門研究,不僅是完善和發展甘肅現代寒旱農業理論體系所必要的,也是我們科學指導與推動寒旱農業高質量發展所需要的。尤其是目前理論界將農業地理學結合起來深入探討甘肅寒旱地域區劃、寒旱農業概念和特征的文獻較少,由于資料短缺和研究資源的限制,使得學者們對甘肅復雜氣候和地理條件下的寒旱農業理論研究不足,無論研究基礎還是研究體系都是相當薄弱。將甘肅省寒旱區域和農業類型結合起來統籌研究在國內學術界尚為首次嘗試,既是研究機遇也是研究挑戰。
在此應該強調的是,寒旱農業作為一個復雜、綜合性的農業類型,在全國具有不可忽視的地位和作用,它的演進一方面要符合農業發展的一般規律,另一方面又具有與其他農業類型不同的發展特征、方向和途徑。因此,對寒旱農業進行全面和系統地研究不僅是發展本區農業生產的需要,而且是完善和豐富我國區域農業發展理論的需要。
1? ?學科和理論依據
甘肅是我國寒旱農業資源最為富集的地區之一,擁有豐富的寒旱農耕經驗和獨特的農耕文化;而農業類型劃分與生產發展核心是一個充分利用自然資源和自然條件的問題,尤其是地理環境和氣候特征通過水資源供給、溫度和光照條件、土壤質地和肥力等機制,直接或間接地影響著農業生產的效益和可持續發展[1 ]。同時,農業生產包括對農業區域的劃分也是人們長期以來認識、適應和改造自然的能動過程,如何保持農業的生態平衡和可持續性發展始終是一個重要的社會性話題。借助于農業地理學、生態保護與可持續發展理論,有助于深化和拓展甘肅寒旱農業研究體系和研究方法,有助于總結甘肅特殊的農業生態環境與農業生產之間的關系,為不同類型的寒旱地區依據自身的自然、社會和發展條件及因地制宜地規劃寒旱農業的生產布局提供了必要的理論支撐。
1.1? ?農業地理學
如何結合農業地理學進行寒旱農業問題研究?農業地理學是研究農業生產地域分異規律的學科,通過對這些規律的研究,為因地制宜的合理布局農業發展提供科學依據[3 ]。張榮[2 ]結合農業地理學,將甘肅寒旱農業區分成三個區域,即分布為寒地資源區、干旱和半干旱區以及寒旱地域區。我國地域遼闊,自然條件和自然資源豐富多樣,農業發展歷史悠久,不同地區的特點差異很大[4 ]。因此,在農業生產中必須正確評價自然條件的作用等自然地理環境問題。自然地理環境包括的要素很多,農林牧漁和各種農作物所要求的自然條件也各不相同,但就農業生產的首要對象即栽培植物來說,它們所要求的主要自然條件是光能、熱量、水分和土地四個方面,這幾個方面對于植物的生長發育都是缺一不可、不能互相代替,對這些條件的評價乃是農業自然條件評價的重點[3 ]。一切合理的利用改造自然的措施,都必須科學地估計到由于各項自然條件的相互制約而可能引起的變化,并事先考慮好預防措施,以免造成生產上的被動。因此,既要分別評價各項自然條件與農業生產的關系,更要綜合地探討各種自然條件在地域上的不同組合及其對農業影響的關系,探討各地區在農業上合理利用自然和改造自然的途徑。
正因為寒旱農業同自然環境條件有著密切聯系,甘肅不同地區的自然環境條件的地域差異和季節氣候上的變化強烈地影響著農業生產,使得甘肅不同地區農業生產帶有著鮮明的地域性和氣候性差異[5 ]。為此,應該利用農業地理學最近研究成果和統計數據,探討和揭示現代寒旱農業的概念、內涵和特征,以夯實寒旱農業理論體系中重要的基礎研究內容。比如,結合農業地理學探討農業地理類型區劃、自然和社會經濟條件與寒旱農業生產的關系,特別是水、熱、土等資源的不同組合及其對發展寒旱農業生產的有利和不利因素。事實上,無論是氣候還是地理環境問題的研究都是十分復雜的,涉及的學科眾多,難度較大,但從這些學科及其相關理論視角深入研究,既有助于拓展寒旱農業研究體系和方法體系,也有助于總結出甘肅特殊的農業生態環境與農業生產發展之間的相互關系以及甘肅寒旱區域和寒旱農業的特殊性,而這對于尋求與建立推動甘肅寒旱區域生態治理與寒旱農業協調發展有利途徑來說是必不可少的。
1.2? ?農業生態學
農業生產是在農業生態系統中進行的,農業生態系統的建設可以促進農業可持續發展。一方面可提高農業生產力水平,另一方面能夠保護和改良土壤,并通過良好的生態系統維護生物多樣性和生態平衡[6 ]。現代農業作為科學技術加速發展的產物,通過外部的能量投入獲取更高的農產品產量,旨在形成突破土地產出極限制約的能力。然而,現代農業又常因為盲目、過分地追求效率,帶來了生產過剩、生物多樣性和土壤肥力缺失等問題,對生態系統產生了一定的影響[7 ]。當前,農業生態環境惡化一直是甘肅經濟發展中面臨的突出問題。鮑文中等[8 ]的研究結果表明,甘肅氣候變暖的速率達0.26 ℃/10 a,高出全球均值1倍多,全省春旱發生頻率明顯增加,春旱與伏旱發生范圍明顯擴大,農業干旱災害發展具有面積增大和危害程度加劇的趨勢。氣候變暖使得甘肅農作物生育期氣候資源改變。所以,如何應用生態學理論和研究成果,深刻認識甘肅寒旱農業發展所面臨的生態問題,包括植被覆蓋率低、水土流失、土地荒漠化和沙化、草場超載過牧和退化、水資源短缺和用水不合理等等問題,有利于更科學的認識和總結當前甘肅寒旱農業特征以及變化趨勢。
甘肅寒旱農業的發展也是與人類科學認知水平和技術革命相聯系的,其中農業的可持續發展理念與采取的相應可持續的管理和保護自然資源方式、技術變革和機制性改革,能夠在相當程度上維護土地、水、動植物遺傳資源,并不造成環境退化。甘肅農業可持續發展是一個復雜的區域復合系統,應合理利用農業資源、規范農業發展空間秩序,調整農業生產結構,促進甘肅農業功能區內部和區際農業資源生態功能和生產功能的合理配置,從而實現區域農業功能和人口資源環境的協調發展[9 ]。所以,可持續發展理論與方式同樣可以給我們認識和總結寒旱農業區劃與發展模式提供一個科學的基點。
2? ?寒旱區域的劃分與分布
如果從邏輯學角度說,寒旱農業是指在寒旱區域從事的農業生產活動的總稱,那么就應該首先界定與劃分寒旱區域。只有在厘清不同氣候帶和地理分界區域的農業區劃基礎上,才能更科學和準確的概括抽象出甘肅寒旱農業概念。
甘肅寒旱區域應該是一個有科學依據的具體概念,既有別于全國其他地區的區域特征,又是一個以甘肅不同地區寒旱自然氣候與地理條件為基礎,以寒旱為基本特征,具有一定界域的連片農業區域概念,其地域單元的地理、氣候特性具有特殊性與復雜性。鑒于此,對寒旱區域概念和劃分的研究應實事求是地做具體分析,不可籠統地將寒旱概念泛指甘肅每個農業地區,否則就可能會在農業實踐和工作指導中產生偏差。
2.1? ?寒旱區域的劃分標準
寒旱,本質上是一個農業地理學中的氣候概念。眾所周知,氣候層面影響農作物生長的主要氣象因子是熱量和水分。熱量是確定農作物分布的重要因素,不同熱量對農作物的生長發育過程所起的影響是不同的,所以依據不同的溫度氣候條件,就形成了不同農作物可能的種植地帶或區域。水是植物有機體的主要組成部分,是一切植物生命活動所必需的物質條件,離開了水,植物就不能生存和繁殖。因此,水與熱量有著同等的重要性。鑒于此,我們形成了以下兩個劃分標準。
2.1.1? ? 農業氣候帶劃分標準? ? 熱量因子對農作物的種類和品種、種植制度、草地類型、森林分布等都有十分重要的影響。積溫指標被認為是農業氣候帶劃分的主要依據,其中日平均氣溫≥10 ℃的積溫是我國學者在進行農業區劃中普遍采用的指標,本研究也將其作為農業氣候帶劃分的重要指標。以下農業氣候帶的劃分標準,是我們根據國內經驗并結合甘肅具體情況確定的,以反映不同寒旱地區農業類型特征[10 - 11 ]。農業氣候帶的劃分標準如下:日平均氣溫≥10 ℃積溫 < 500 ℃為高寒帶,日平均氣溫≥10 ℃積溫500~1 500 ℃為寒冷帶,日平均氣溫≥10 ℃積溫1 500~2 500 ℃為溫涼帶,日平均氣溫≥10 ℃積溫2 500~3 300 ℃為溫和帶,日平均氣溫≥10 ℃積溫3 300~4 300 ℃為溫暖帶,日平均氣溫≥10 ℃積溫≥4 300 ℃為暖熱帶。
2.1.2? ? 干燥度劃分標準? ? 農作物在生長發育過程中除熱量這一必需因子外,生長期的水分供應亦有重要意義。一個地方的干旱和濕潤情況,不完全取決于降水量的多寡,還與蒸發量的大小有關。目前最普遍采用的水分供應指標是干燥度。干燥度指可能蒸發量與降水量比值,其計算方法較多。俄羅斯學者謝良尼諾夫在1937年提出利用溫度與降水量計算干燥度的經驗公式,被我國學者廣泛接受。原公式中的經驗系數為0.10,我國根據實際情況,經過大量推算,將0.10改為0.16。我們在研究中也應用了該公式,修正的謝良尼諾夫公式為:K=E/r=0.16(∑t/r)。
式中,K為干燥度,E為可能蒸發量,r為降水量,∑t為全年≥10 ℃的積溫,0.16為修正后的經驗系數。
通常,干燥度的劃分標準為:年降水量 < 200 mm,干燥度2.00~4.00,為干旱區;年降水量200~400 mm,干燥度1.50~1.99,為半干旱區;年降水量400~500 mm,干燥度1.00~1.49,為半濕潤區;年降水量500 mm以上,干燥度0.50~0.99為濕潤地區[12 ]。
2.2? ?甘肅寒旱區域的劃分與分布
從上述標準的劃分中會形成不同區域內各種農業氣候要素的組合和差異,為因地制宜指導該區域的農業生產提供科學依據。寒旱地區類型區劃在于探討自然和社會經濟條件與寒旱區域農業生產的關系,特別是寒旱區域水、熱、土等資源的不同組合,及其對發展農業生產形成的有利和不利因素。寒旱區域劃分也要掌握歷史演變規律,以及自然和社會經濟條件的綜合作用而形成的農業生產地域特點,既反映自然條件及農業生產特點,又顯示演變和發展方向,從而反映出寒旱農業生產的區間差異性與區內相似性。
根據農業區劃的一般原則要求和甘肅實際情況,我們提出了寒旱區域劃分應遵循的原則:分析農業地域分異規律,堅持農業氣候相似性原則;服務于農業的原則;主導因子與綜合因子相結合的原則;保持一定的行政區界的完整性和區域連續性的原則。同時,還要考慮到寒旱區域類型的形成受社會經濟活動的制約,應該用農、林、牧、漁結構和農業產值結構兩方面來反映。
基于以上研究,參考相關的農業地理、農業資源與區劃、農業區域綜合開發規劃等學科資? 料[13 - 15 ],并根據最新的地圖資料[16 - 17 ],我們將甘肅寒旱區域劃分為“寒而旱”“高寒”“寒或旱”3個區 域[18 ]。需要說明的是,甘肅還有一部分地區屬于“亞熱帶”溫暖半濕潤區域,不在本文的研究范圍內。
2.2.1? ? “寒而旱”區域? ? 本區劃分的主要指標為日平均氣溫≥10 ℃的積溫和干燥度,其他均作為參考指標加以處理。結合根據甘肅實際情況,對“寒區”劃分標準為日平均氣溫≥10 ℃的積溫少于1 600 ℃,干旱區的劃分標準為干燥度≥4.00。甘肅同時基本符合以上條件的“寒而旱”地區(即又寒又旱的地區)具體包括以下2個區域。
一是溫涼干旱區。該區是以日平均氣溫≥10 ℃的積溫為1 500~2 500 ℃、干燥度 > 4.00劃分。包括祁連山-阿爾金山山地(阿克賽哈薩克自治縣、肅北蒙古族自治縣的馬鬃山地區)。本區位于青藏高原最北緣,地形復雜,西部祁連山由數條山脈和山間盆地或寬谷組成。年均氣溫為0.6~2.9 ℃,日平均氣溫≥10 ℃的積溫為1 600~2 100 ℃,無霜期約為100 d,寒冷干旱。光照時數為2 800~3 200 h。年降水量40~130 mm,降水量主要分布在5 — 9月份,蒸發強烈,又缺乏灌溉條件,只能從事畜牧業。
二是寒冷半濕潤區。以日平均氣溫≥10 ℃的積溫為500~1 500 ℃、干燥度1.00~1.49劃分。包括張掖市和玉門市南部、肅南裕固族自治縣南部,天祝藏族自治縣以及山丹縣的南部地區。年均氣溫在0~2.0 ℃,無霜期約為70~90 d,全年日照時數2 500~3 000 h,年降水量200~400 mm。本區牧業生產歷史悠久,畜牧業有良好的基礎。適宜種植的作物有春小麥、青稞、燕麥、豌豆等。
2.2.2? ? “高寒”區域? ? 有學者認為劃分寒冷濕潤區氣候界線,必須考慮“高寒”和“濕潤”兩大關鍵氣候特征[19 ]。據此,我們確定以熱量和水分作為劃分區域界線的主導指標,以緯度和海拔高度作為輔助指標。
主要指標:日平均氣溫≥10 ℃積溫為500~1 500 ℃、干燥度 < 1.00。
輔助指標:不同緯度條件下采用不同的海拔指標。結合甘肅實際情況,界定為緯度35° N,海拔 > 1 800 m。
甘肅基本上同時符合以上條件的“高寒”的地區包括以下2個區域。一是甘南藏族自治州夏河縣、臨潭縣、碌曲縣和瑪曲縣地區。其地理位置剛好位于青藏高原最東端的邊緣,屬于高原高山氣候。年均溫度低,降水少,氣溫年較差小。年平均氣溫1.7 ℃。該區生長期短,無霜期30 d左右。全年日照時數為2 400~2 700 h,日照充足。氣溫日較差較大。全年降水量在500 mm左右,主要分布在6 — 9月,并較均勻,降水量隨垂直高度變化也很懸殊,海拔4 000 m以上全年基本為固態降水,很少液態降水。海拔3 000 m以下地區一般適宜種植耐寒早熟作物或需熱量較少的作物,如青稞、高粱、玉米等。另外,該區各地都是甘肅良好的林牧業基地和貴重藥材的盛產地。海拔? ? 3 000~3 500 m地區是夏季最好的牧場,以適量的畜牧業為主。二是定西市通渭縣華家嶺地區。地處六盤山西側,海拔2 500 m左右。該地區寒冷多雨,冬春較早。年平均氣溫4.0 ℃左右,無霜期150~170 d。全年日照時數2 500 h左右,屬于溫帶季風性氣候。全年降水量500 mm左右。適宜種植耐寒早熟作物,如春小麥、豌豆、莜麥、馬鈴薯、胡麻、蕎麥等作物。
2.2.3? ? “寒或旱”區域? ? 該區域既包括寒區,又包括旱區,并不是同時兼有的概念。進一步看,既包括在寒冷地區進行的農業活動(寒地農業),也包括在旱地進行的農業活動(旱地農業)。這一區域在甘肅最大。甘肅各地年平均氣溫為0~16.0 ℃,許多地區屬于比較寒冷的地區。旱地在甘肅最為廣泛,一般包括干旱地區、半干旱地區和半濕潤地區。甘肅許多地區年降水量一般介于40~600 mm,屬于比較干旱的地區。“寒或旱”區域進一步劃分,應該包括以下5個區域。一是溫和干旱區。該區是以日平均氣溫≥10 ℃的積溫2 500~3 300 ℃、干燥度 > 4.00劃分。包括酒泉市的敦煌市、玉門市北部、肅州區、瓜州縣;張掖市北部、高臺縣、山丹縣;武威市北部的民勤縣;白銀市北部等。該區年平均氣溫在5.0~9.3 ℃。全年日照時數高達2 600~3 300 h,是全省光照最豐富的區域,就作物對光照的要求來說是極共充足的,有利于光合速率的提高。無霜期短于生長期,為160 d左右。從水分條件看,本區降水量較少,干燥度在4.0以上。大部分地區平均年降水量西部不足50 mm,降水量由東南部向西北部遞減。本區是甘肅主要的商品糧基地,在甘肅糧食生產中占有重要地位。適宜種植的作物有春小麥、馬鈴薯、甜菜、燕麥、棉花、油料作物等。二是溫和半干旱區。該區是以日平均氣溫≥10 ℃的積溫2 500~? ?3 300 ℃、干燥度1.50~1.99劃分的。包括玉門市中部,酒泉市肅州區南部,張掖市南部、高臺縣南部、山丹縣、肅南裕固族自治縣偏北一小部分,金昌市的永昌縣中部,武威市天祝藏族自治縣,蘭州市西北部,白銀市西北部、靖遠縣東部、會寧縣北部,定西市北部,平涼市靜寧縣北部,慶陽市西北部的環縣。該區各地年平均氣溫在5.0~8.0 ℃。全年日照時數約3 000 h。無霜期在160~180 d。作物生長期內平均飽和差、氣溫年和日較差均較大。全年降水量在350~500 mm,多集中在7、8月。蒸發大,故較干旱。該地區適宜種植春小麥、糜子、谷子、玉米、馬鈴薯、亞麻、芝麻、豆類等。三是溫和半濕潤區。該區以日平均氣溫 > 10 ℃的積溫2 500~3 300 ℃、干燥度1.00~1.49劃分,包括慶陽市西峰區、鎮原縣及正寧縣西北部,平涼市部分地區。海拔為1 100~? ? 1 700 m,為著名的黃土高原丘陵溝壑區部分,水土流失較為嚴重。該區各地年平均氣溫達10.1~11.9 ℃,地區日平均氣溫 > 10 ℃的積溫2 500~? ?3 100 ℃。各月平均氣溫日較差變化較平穩。全年日照時數2 400 h左右。無霜期150~160 d。本區水資源缺乏,流域面積小,全年降水量為450~520 mm,多集中在6 — 9月。本區適宜作物有冬小麥、玉米、馬鈴薯、高粱等糧食作物;芝麻、向日葵等油料雜物;核桃、梨、棗、蘋果等果樹;大蔥、韭菜、菠菜、百合、甘藍、萵筍、青筍等蔬菜。四是溫和-溫暖半干旱區。該區是以日平均氣溫≥10 ℃的積溫3 200~4 000 ℃、干燥度1.50~3.99劃分的。本區包括白銀市的靖遠縣以及蘭州市中南部。該區各地年平均氣溫約9.0~10.0 ℃。全年日照總時數為2 200~2 800 h,無霜期180~200 d,全年降水量250~400 mm,有時也由于過分集中在7、8月而造成澇災。本區適宜種植作物有春小麥、冬小麥、油料作物、棉花、瓜果、煙草、棗梨、蘿卜、青筍、甘藍、百合、菠菜等。五是溫涼-溫和半濕潤易旱區。該區是以日平均氣溫≥10 ℃的積溫2 000~3 200 ℃、干燥度1.00~1.49劃分的。本區包括定西市的安定區、通渭縣、臨洮縣、隴西縣;蘭州市的榆中縣,白銀市的會寧縣以及臨夏回族自治州。海拔為1 800~2 300 m。本區年各地平均氣溫在6.0~7.0 ℃。全年日照時數在2 500 h左右,無霜期160~170 d。顯然,霜凍在生長期危及作物,并使得積溫不能有效地供應,實際生長期勢必縮短。全年降水量在420~540 mm,多集中在6 — 9月。春旱和伏旱普遍而嚴重,有“三年一大旱,兩年一小旱”之說。本區適宜種植作物有春小麥、糜子、谷子、大豆、黑豆、胡麻、高粱、馬鈴薯等。
3? ?寒旱農業概念的界定
2019年1月,時任甘肅省省長唐仁健首次提出“寒旱農業”一詞,此后學術界盡管對“何為寒旱農業”這一命題做過不同程度上的探討,但尚未形成統一的、明確的和經系統論證的概念。
我們有必要先對寒旱農業有聯系的寒區農業和旱作農業概念做一界定。
所謂寒區農業,是指在氣候條件寒冷、冰凍期長、降水相對較少的地區進行的農業活動類型。這些地區通常位于高緯度、高海拔地區或寒冷氣候帶,如高山地區、寒帶地區和高原地區等。具體看,寒區農業面臨著極端低溫、短暫生長季節、干旱或半干旱氣候等特殊環境條件的挑戰。所謂旱作農業,是指一種在沒有灌溉設施或只有有限水源的地區進行的農業活動類型。這種類型的農業依賴于自然降水來滿足作物的水分需求,而不是人工灌溉系統。旱作農業通常發生在干旱或半干旱氣候條件下,降水不足以完全支持農作物生長所需的水分。旱作農業面臨著氣候變化導致的不穩定降水模式、土壤貧瘠、水資源短缺等挑? ? 戰[20 ]。而寒旱農業,既可以說是對寒區農業和旱作農業的綜合,也可以說同時從“寒”和“旱”兩個維度來對這一農業業態的認識和總結。而對于甘肅寒旱農業概念的界定,既要考慮外在的客觀存在性,又要有內在的邏輯性。
基于以上考慮,我們將寒旱農業界定為位于中國東部季風區、蒙新干旱區及青藏高寒區三大農業氣候區的交會地帶,在寒冷、干旱氣候和高海拔的地理條件下的連片區域內,利用“寒冷、干旱、高海拔”農業資源和相關條件,所從事的農、林、牧、漁等農業生產活動及農產品加工生產的統稱[18 ]。
寒旱農業概念中包括了農、林、牧、漁、農產品加工等生產門類。一方面,體現了大農業的內涵,而不僅僅是“寒旱種植業”或“寒旱牧業”等;另一方面,是種植業、牧業、林業、漁業和農產品加工業五大生產門類的統稱,不包括農村第三產業,如農村建筑業、農業旅游觀光、科考、農業商貿等。這就為寒旱農業在內涵上進行了明確的界定,也較符合目前寒旱農業乃至全國農業發展及農業科技交流的需要。也就是說,寒旱農業可細分為寒旱種植業、寒旱畜牧業、寒旱林業、寒旱漁業和寒旱農產品加工業。這五大生產門類一方面各具有自己的行業特點,另一方面又相互作用、相互依賴和相互制約,共同構成寒旱農業這一有機整體。寒旱農業的整體發展要通過各生產行業的發展而實現,具體體現在各生產門類的發展當中,各生產門類的發展受寒旱農業整體發展戰略要求的制約,相輔相成,是整體和局部的關系。
寒旱農業作為一個復雜、綜合性的農業類型,其概念既要反映農業發展的一般規律,又要反映出其與其他農業類型不同的發展特征、方向和途徑。我們認為,“寒旱農業”的提法不僅是對中國寒區、高寒區和旱區農業科學概念的進一步綜合,也是對甘肅特色優勢農業及其生態環境的準確定位和深化認識,更是強調了甘肅發展農業的有利和不利因素,充滿了區域優勢與危機意識。進一步看,也是當前甘肅發展現代農業必須把握的基本思路,即從實際情況出發研究復雜地理氣候條件下差異化的農業發展思路。
4? ?寒旱農業發展的特征
從寒旱農業定義上看,寒旱農業實際上是寒旱氣候與自然地理條件的綜合,自然具有長期相對穩定的特點,但社會經濟條件、人文環境等均可能在一個時期內產生較大的變化。因此,前者大致可以體現寒旱農業的基本環境特征,一定程度上決定了寒旱農業的發展方向和基本格局,后者主要在寒旱農業的發展速度和質量上起作用。當然,這絕不是忽視后者的作用,恰恰相反,寒旱農業的發展正是克服寒旱條件的制約,通過發揮當地政府、本區域各種資源條件的作用和優質的農業社會化服務,加快寒旱農業及區域經濟的振興。所以,了解自然屬性上的“何為寒旱農業”,就是為了思考社會屬性上的“如何發展寒旱農業”。以此,并結合寒旱區域和寒旱農業概念,我們更容易理解和總結寒旱農業發展的特征性。
4.1? ?寒旱氣候變化使寒旱農業開發具有風險性
甘肅氣候條件特殊,適合在甘肅省種植的農作物品種相較于內地要少很多,極易因自然災害導致產量大減,寒旱農業的開發具有一定的風險性。災害性氣候對甘肅寒旱農業生產影響最大的干旱,其次是冰雹、霜凍、干熱風。具體來說,對農業生產的影響主要表現在以下四個方面。一是干旱。干旱是甘肅主要自然災害之一。由于甘肅地處內陸,距海遙遠,降水量少,渭河以北的廣大區域包括洮河中、下游地區,往往容易形成不同程度的干旱。蘭州市各地、定西市及鄰近各縣出現干旱概率較大,也比較嚴重。祁連山區、甘南自治州高寒山區、臨夏自治州南部、武都地區大部陰濕或濕潤區,干旱出現機會少,程度也輕。在當前全球氣候變暖的情況下,甘肅年平均氣溫、年均最高氣溫和年均最低氣溫均呈波動式上升趨勢。1980 — 2014年,甘肅冬麥區生育期平均氣溫升高使單產減少7.5%,降水量減少使單產減少0.4%。春小麥平均氣溫升高使單產減少4.3%。玉米生育期平均氣溫升高使單產減少5.0%,降水量減少使單產減少0.2%。1985 — 2014年,馬鈴薯生育期平均氣溫升高使單產減少1.8%,降水量減少使單產減少0.3%[8 ]。二是冰雹。甘肅冰雹易出現在3 — 10月,其中6月中旬至8月中旬為主要降雹季節。年平均降雹日數,以武威地區南部烏鞘嶺山區和甘南自治州最多,達11~14 d;隴中、隴東和甘谷、清水等縣1~3 d,岷縣4~6 d,其余各地平均不到1 d。全省各地均有冰雹出現,老百姓們有“雹走老路”的說法。冰雹是在一定的天氣形勢下發生的,又在很大程度上受地形等局地條件的影響,烏鞘嶺、雷公山、關山、崆峒山、祁連山、岷山等山區常為雹云發生和發展的源地。三是霜凍。霜凍對作物的危害,實際就是低溫對作物的凍害。甘肅春季終霜凍(晚霜凍)的危害較大,次數也多。秋季的初霜凍(早霜凍)危害較輕,次數也少,有時溫度已降到0 ℃以下,但若空中水汽缺乏,地面或地面物體、植株雖沒有出現白色結晶體(白霜),但作物已受凍,莖葉變黑,甚至枯萎死亡,稱為黑霜或干凍。甘肅霜凍多在渭河流域及其以北地方出現,以隴東和中部地區出現較為頻繁,隴南、武都一帶較少。對農業生產的影響則以隴東為重,中部地區和渭河流域次之,河西地區較輕。終霜平均結束日期大致為蘭州市和隴東大部在4月下旬,臨夏自治州、定西市和隴東北部在5月初,渭河流域在4月中旬。初霜出現時間定西市和岷縣等地在9月下旬,河西和中部地區、隴東等大部分地方在10月初,渭河流域在10月中旬。四是干熱風。干熱風主要出現在河西地區,多在5月中旬到8月下旬出現,以6月下旬到7月下旬出現的干熱風對農作物影響大,主要受影響的作物是小麥和棉花。6月中、下旬,河西小麥正處于開花盛期,如遇干熱風常使小麥授粉不良,結實率降低,棉花花蕾凋萎,甚至干枯脫落等。7月中、下旬是河西小麥乳熟期和棉花開花期,干熱風出現會影響小麥有機物質積累,千粒重降低,甚至早熟青秕。同時也使棉花授粉不良,甚至造成棉鈴脫落降低產量等。
4.2? ?獨特的寒旱區位條件使農業開發具有特色性
甘肅地理條件獨特,氣候干旱寒冷,降水稀少。農業開發在寒旱條件下進行是甘肅農業開發的鮮明特色。雖然甘肅冬季嚴寒漫長,夏季溫涼短促,無霜期短,全年有效積溫低,熱量資源不如其他地區豐富,但這里雨熱同季,晝夜溫差大,光照時間長,農作物生長季節內太陽輻射與光照資源較我國南方地區還要豐富[11 ]。寒旱地區種植的農作物具有抗逆性強、品質優良、生態環境友好和核心競爭力明顯的優勢。一般來說,寒旱地區種植的農作物具有以下優勢。
一是抗逆性強。寒旱地區的農作物通常具有較強的抗旱性和耐寒性,能夠適應干旱和寒冷的氣候條件。這些作物在水分和溫度有限的情況下仍能生長和產量穩定,對氣候變化和不利天氣條件具有較好的適應能力。二是產量穩產。寒旱地區的農作物經過長期適應環境的演化,形成了適應性強、生長周期短、產量穩定的特點。這些作物在干旱條件下能夠有效利用有限的水資源和土壤養分,從而實現穩產。三是品質優良。由于寒旱地區的氣候條件和土壤特性,某些農作物的品質和口感往往更好。例如,一些寒旱地區的水果等特色農產品具有較高的糖分含量、豐富的香氣和獨特的風味,受到市場的青睞。四是市場口碑較好。寒旱地區種植的農作物往往具有獨特的品種和特色,有較高的市場附加值和競爭力。在市場上,這些作物可以形成自身的品牌形象,吸引消費者的關注和購買欲望,為農民帶來更高的經濟收益。五是特色優勢農產品較多。寒旱地區種植的特色農作物有很多,這些特色農作物在寒旱地區生長良好,并具有較高的市場價值和經濟效益。比如,甘肅寒旱地區的黑枸杞、青稞、枸杞、高原夏菜、特色干果等。
因此,甘肅發展現代寒旱農業要注意揚長避短,把冷涼氣候作為一種資源來科學合理利用,積極探索適應寒旱氣候條件的種植業、養殖業,將劣勢轉為優勢,走出一條寒旱型特色優勢農業發展之路。比如,需要注重選擇適應干旱條件的特色作物進行種植(例如種植黃土高原特色作物油菜、小麥、玉米、薯類等),在適應干旱的同時,充分發揮特色作物的經濟和生態效益。同時,要重視水資源的合理利用和管理,采用節水灌溉技術、雨水收集利用、滴灌、滲灌等措施,最大限度地減少水的損失,確保農作物的灌溉需求。
4.3? ?復雜的地形地貌使農業開發具有局部性
甘肅大部分寒旱地區的地形地貌類型復雜多樣,不同的寒旱區存在農業資源上的不平衡性。甘肅在整體上為山地型高原地貌,但各地區的地表形態復雜多樣,大致可分為黃土高原、隴南山地、甘南高原、祁連山地、河西走廊、北山山地等6個類型。不同區域間不可能采用同樣的農業發展模式。比如,地形崎嶇的地方,可能交通不便,耕地面積小,農業發展的規模會受到制約,同時不便于農業機械化的大面積推廣應用,如隴南山地起伏較大的地區。河西走廊山地,由于地理氣候變化較大,種植的農產品品種受限,許多地方一般只能發展畜牧業和林業。有的山區,極易發生崩塌、滑坡和泥石流等自然災害,從而出現生態環境方面的問題。有的山地地形坡度較陡,修梯田時移動的土方量很大,成本較高,尤其一些黃土山區,修梯田時破壞植被及原來穩定的地形,易造成水土流失并可能引發滑坡、泥石流等地質災害,還會破壞當地的生物多樣性[21 ]。總之,在多種復雜地貌環境下,甘肅寒旱農業開發具有一定的局部性。
4.4? ?脆弱的生態環境使農業開發具有適度性
甘肅絕大多數寒旱區域的生態環境脆弱,極易遭到破壞,生態環境的變化對黃河中下流域的水質、水文和生態環境的變化具有較大的甚至是直接的影響。在甘肅一些寒旱區域,自然資源利用不當是目前寒旱農業發展面臨的一個大問題,尤其是一些地區對耕地、森林、草場索取過量,投入不足,采取了掠奪式的經營方式。比如甘南地區,由于牲畜業過快發展,牲畜數量劇增,出現草場過度超載和利用問題,引起了草場退化,優良牧草的減少和雜草的增加,又為鼠類提供了適宜的生存繁衍環境。要做好甘肅寒旱生態圈的維護和建設工作,就首先要阻止、減弱原有農業建設運作中的環境破壞現象,阻止新的開發項目對環境資源的低效或掠奪性利用,同時要充分運用高新技術對寒旱生態環境進行建設和改善,不斷提高寒旱生態質量。因此,獨特的土壤植被、氣候和灌溉條件使得甘肅農業開發具有適度性,對任何新的農業建設規劃和農業生產活動,都必須有相應的環境影響預測,有相應的環境維護和改善的對策。
總之,甘肅獨特的寒旱區域和寒旱氣候的發展變化,對于農業生產來說既有不利影響又有有利一面。我們把“何為寒旱農業”與“如何發展寒旱農業”統籌起來,分析和總結出以下寒旱農業發展的特征性,就是為了趨利避害,因勢利導,充分挖掘寒旱氣候條件下農業生產的資源潛力,充分探索具有“寒旱”內在特質的新時期甘肅特色優勢農業發展道路。
5? ?小結和展望
甘肅是我國寒旱農業資源最為富集的地區之一,擁有豐富的寒旱農耕經驗和獨特的農耕文化,在不同歷史時期,農業發展方式的變革不斷推動著人們生活方式和社會經濟的進步。2022年,甘肅省第十四次黨代會要求全力打造現代寒旱特色農業高地,從建基地、強龍頭、延鏈條、聚集群、培園區、創品牌等方面多點發力,加快構建現代農業產業體系,持續提升特色優勢產業規模、質量和效益,甘肅現代寒旱農業產業體系發展駛入“快車道”。要進一步對寒旱農業概念等基礎問題展開專門研究,不僅是完善和發展甘肅現代寒旱農業理論體系所必要的,也是科學指導與推動寒旱農業高質量發展所需要的。基于以上研究,我們認為,在甘肅現代寒旱農業高質量發展上,應針對甘肅不同地區地理特點、氣候條件、生態環境和農作物的特點,與整個甘肅經濟發展相適應,樹立科學的可持續發展觀,實行產業生態化、可持續發展戰略;堅持數量和質量并重,生態效益和經濟效益并舉;以綠色發展為目標;以科技創新為驅動;以產業升級為重點;以農民增收為導向;以特色農業為基礎;以水資源管理為保障,加快寒旱農業的轉型升級,實現寒旱農業生產方式、管理模式和發展路徑的現代化,形成一體化、可持續的現代寒旱農業體系。
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