吉林省主要氣象災(zāi)害特征及對玉米生長的影響

張麗明，趙丹丹，杜瑩瑩，董一鳴，王 茜

（1.通榆縣氣象局，吉林 137200；2.洮南市氣象局，吉林 137100；3.南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院空間天氣學(xué)研究所，江蘇南京 210000）

在氣候不斷變化的背景下，我國重要商品糧基地——吉林省的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害呈現(xiàn)多發(fā)、頻發(fā)的趨勢。干旱、暴雨洪澇、大風(fēng)等氣象災(zāi)害的出現(xiàn)，對吉林省的農(nóng)業(yè)造成了較大的負(fù)面影響，不僅造成主要糧食作物減產(chǎn)，而且抑制農(nóng)業(yè)發(fā)展。因此，探究吉林省主要氣象災(zāi)害特征及其對農(nóng)業(yè)的影響具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 吉林省主要氣象災(zāi)害特征

1.1 干旱氣象災(zāi)害特征

干旱是吉林省的主要氣象災(zāi)害之一，近10 年來，隨著氣候變暖，吉林省降水呈現(xiàn)減少趨勢，總體處于降水偏少階段。例如，吉林省在春夏季，西部降水量為230～280 mm，較常年偏少1%～2%；中西部出現(xiàn)程度不一的階段性干旱，四平市、白城市、松原市等糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)入中度或重度干旱狀態(tài)。9—10 月，吉林省北部局部地區(qū)及東部持續(xù)少雨，降水量為100～200 mm，干旱天氣持續(xù)，區(qū)域性、階段性干旱較多。

綜上，吉林省干旱災(zāi)害具有多發(fā)、頻發(fā)、局地性特征，中西部地區(qū)干旱災(zāi)害發(fā)生率顯著高于東南部，干旱災(zāi)害主要集中在春夏季，通常在4—6 月及9—10 月。

1.2 暴雨洪澇氣象災(zāi)害特征

暴雨洪澇是吉林省第二大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，成災(zāi)面積呈現(xiàn)遞增趨勢。根據(jù)吉林日報公布的消息，2023 年吉林省夏季（6—8 月）天氣氣候狀況總體偏差，極端天氣氣候事件偏多，降水時空分布不均。吉林省平均降水量為380～450 mm，其中東南部降水量為430～500 mm，較常年偏多1%～2%，7 月下旬到8 月出現(xiàn)局部地區(qū)強降水、區(qū)域性暴雨，發(fā)生局部地區(qū)洪澇的風(fēng)險較大。例如，2023 年7 月4 日08:00，吉林省發(fā)布暴雨藍(lán)色預(yù)警，預(yù)計降水主要集中在4 日夜間和5 日白天，白城市大部分地區(qū)、松原市大部分地區(qū)、四平市、遼源市、通化市大部分地區(qū)出現(xiàn)大到暴雨，部分地區(qū)有大暴雨；2023 年8 月1 日，受5 號臺風(fēng)杜蘇芮殘留水汽北上和副高后部切變的共同影響，吉林省北部出現(xiàn)大范圍強降水；同期，吉林省榆樹市拉林河流域出現(xiàn)超50 年一遇特大洪水。

綜上，吉林省暴雨洪澇災(zāi)害具有局地性、時空性特點，時空分布不均，突發(fā)性強，集中在東南部，6—8 月高發(fā)，致災(zāi)強度大。

1.3 低溫寒潮氣象災(zāi)害特征

冰雹寒潮是常見的低溫冷害類型，因吉林省屬于我國高緯度地區(qū)，熱量資源不足，冷害常年發(fā)生，嚴(yán)重冷害并不鮮見。2023 年4 月20 日，吉林省發(fā)布寒潮藍(lán)色預(yù)警，預(yù)計大部分最低氣溫下降7～9 ℃，部分地區(qū)下降10 ℃；2023 年5 月26 日18:14，吉林省發(fā)布冰雹黃色預(yù)警，預(yù)計長春市大部分地區(qū)出現(xiàn)冰雹天氣，將致使區(qū)域氣溫下降10 ℃左右；2023 年6 月，吉林省平均氣溫19.5～20.5 ℃，與常年接近，存在階段性低溫危害，其中東南部平均氣溫為18～19 ℃，較常年略低。

綜上，吉林省低溫寒潮災(zāi)害具有階段性、偶發(fā)性的特點，主要發(fā)生在4 月中下旬到6 月初。

1.4 大風(fēng)氣象災(zāi)害特征

吉林省位于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，常年可發(fā)生風(fēng)災(zāi)。2023 年3 月22 日09:20，吉林省氣象局發(fā)布大風(fēng)藍(lán)色預(yù)警信號，預(yù)計未來24 h，吉林省西部出現(xiàn)5～6 級西南風(fēng)，瞬間風(fēng)力可達(dá)8 級；2023 年6 月12 日20:30，吉林省發(fā)布雷暴大風(fēng)黃色預(yù)警，預(yù)計長春市大部分地區(qū)、延邊自治州東部出現(xiàn)雷暴大風(fēng)，陣風(fēng)風(fēng)力可達(dá)9 級；2023 年7 月10 日12:30，吉林省氣象臺繼續(xù)發(fā)布強對流天氣藍(lán)色預(yù)警，預(yù)計未來24 h，白城市北部、松原市東部、四平市東部、長春市、通化市、遼源市、吉林市、延邊自治州及長白山保護(hù)區(qū)部分地區(qū)將出現(xiàn)8 級以上雷暴大風(fēng)；2023 年8 月18 日11:23，吉林省氣象臺發(fā)布強對流天氣藍(lán)色預(yù)警，預(yù)計未來24 h，松原市、四平市、長春市、遼源市、吉林市、通化市北部、白山市北部及延邊自治州西部將出現(xiàn)8 級以上雷暴大風(fēng)；2023 年11 月2 日07:39，吉林省發(fā)布大風(fēng)預(yù)警，預(yù)計24 h，白城市大部分地區(qū)、四平市、長春市、松原市及遼源市等有5～6 級西南風(fēng)轉(zhuǎn)3～4 級偏北風(fēng)，瞬時風(fēng)力可達(dá)8 級。

綜上，吉林省大風(fēng)災(zāi)害具有全年性、全面性、常態(tài)性的特點，可以在各季節(jié)出現(xiàn)，覆蓋面較廣，持續(xù)時間較長，風(fēng)向不定。同時，在吉林省平原地區(qū)，大風(fēng)災(zāi)害發(fā)生更為嚴(yán)重。

1.5 高溫氣象災(zāi)害特征

在全球氣候變暖的趨勢下，階段性高溫災(zāi)害在吉林省頻繁出現(xiàn)[1]。2023 年6 月25 日19:13，吉林省發(fā)布高溫藍(lán)色預(yù)警，預(yù)計未來24 h 吉林市及白山市大部分地區(qū)最高氣溫在33 ℃以上；2023 年7 月31 日11:15，吉林省發(fā)布高溫黃色預(yù)警，預(yù)計洮南市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)最高氣溫可超過35 ℃；2022 年8 月2 日10:49，吉林省氣象臺發(fā)布黃色高溫預(yù)警，預(yù)計未來24 h 內(nèi)，白城市、松原市、遼源市、長春市、四平市、通化市及白山市大部分地區(qū)最高氣溫在33 ℃以上。

綜上，吉林省高溫氣象災(zāi)害具有陣發(fā)性、廣域性的特征，主要發(fā)生在6 月底到8 月初，覆蓋面較大，可影響全省大部分地區(qū)。

2 吉林省主要氣象災(zāi)害對玉米生長的影響

玉米是重要糧食作物、飼料作物，吉林省是我國玉米重要產(chǎn)區(qū)。吉林省人民政府統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，吉林省玉米種植面積達(dá)4.246 1×106hm2，總產(chǎn)量2.939 55×1010kg。在玉米不同生長發(fā)育期，出現(xiàn)的氣象災(zāi)害類型具有一定差異，不同氣象災(zāi)害對玉米的影響也不同。

2.1 玉米播種至營養(yǎng)生長期

吉林省的玉米播種至生長期為5—6 月，受到以下災(zāi)害影響。

2.1.1 干旱災(zāi)害影響

吉林省為溫帶季風(fēng)氣候，春季多風(fēng)少雨。玉米營養(yǎng)生長處于少雨干燥期，主要受干旱災(zāi)害的影響[2]。吉林省春玉米主產(chǎn)區(qū)位于中西部，大多數(shù)地區(qū)“十年九旱”，常年干旱區(qū)域年降水量少于400 mm。干旱災(zāi)害會直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)種植地土壤板結(jié)水分缺失，干擾玉米作物的正常種植。

在玉米播種前期發(fā)生干旱災(zāi)害，會造成播種時間推遲；在玉米播種后期發(fā)生干旱，則會導(dǎo)致玉米種子無法正常發(fā)芽，出苗期向后延遲，出苗不齊，影響玉米生長發(fā)育；在玉米營養(yǎng)生長期發(fā)生干旱，將導(dǎo)致玉米生長停止，埋下秕粒隱患，甚至出現(xiàn)早衰、枯死現(xiàn)象。

2.1.2 低溫寒潮災(zāi)害影響

吉林省4 月中下旬到6 月初經(jīng)常發(fā)生的低溫寒潮災(zāi)害正處于玉米播種至營養(yǎng)生長期。播種期，當(dāng)出現(xiàn)2～3 ℃低溫時，玉米苗尖將枯萎，日均氣溫下降到8 ℃以下且持續(xù)3～4 d 時，玉米苗將死亡。

營養(yǎng)生長期，受低溫寒潮影響，玉米生殖器官生理機能受到損害，生育期延遲，將大面積減產(chǎn)，甚至顆粒無收。一般營養(yǎng)生長期輕度冷害為21 ℃，遇輕度冷害將導(dǎo)致玉米生長速度下降40%；營養(yǎng)生長期中度冷害為17 ℃，遇中度冷害將導(dǎo)致玉米生長速度下降60%；營養(yǎng)生長期嚴(yán)重冷害為17 ℃，玉米遇嚴(yán)重冷害生長速度將下降80%。

2.1.3 大風(fēng)災(zāi)害影響

在玉米播種期遇大風(fēng)，影響玉米正常出苗，埋下產(chǎn)量下降的隱患。同時，大風(fēng)可能侵蝕土壤，在缺乏足夠植被覆蓋的播種區(qū)，土壤侵蝕會損害土壤結(jié)構(gòu)，無法為玉米生長提供足夠的營養(yǎng)支持。

在玉米營養(yǎng)生長期遇大風(fēng)，將導(dǎo)致玉米稈出現(xiàn)傾斜、彎折、倒伏等現(xiàn)象[3]。同時，導(dǎo)致玉米植株葉片受損、掉落，影響玉米植株正常光合作用、呼吸作用，減緩玉米生長發(fā)育速度，降低玉米產(chǎn)量。

2.2 玉米生殖生長期

吉林省玉米的生殖生長期為7—8 月，主要受以下災(zāi)害影響。

2.2.1 高溫災(zāi)害影響

7—8 月是吉林省全年溫度最高時期。而玉米生殖生長期遇高溫，將造成雄穗無法抽出，花粉無法正常開裂散粉，雌穗無法結(jié)實，隨之而來的是玉米禿尖率的增加。同時，氣溫升高將給病菌（葉斑病病菌、粗縮病病菌等）害蟲（玉米螟、草地貪夜蛾等）提供適宜的環(huán)境，導(dǎo)致玉米病蟲害發(fā)生概率增大。

2.2.2 洪澇災(zāi)害影響

吉林省洪澇災(zāi)害主要發(fā)生于夏季6—8 月，在玉米生長期降水量過多，易造成農(nóng)田積水無法及時排出，影響玉米生長。同時，強降水將導(dǎo)致山洪暴發(fā)，淹沒大片玉米種植田，沖毀周邊設(shè)施，干擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程。

2.2.3 大風(fēng)災(zāi)害影響

玉米是風(fēng)媒花，需要借由風(fēng)傳播授粉，在玉米生殖生長期遇大風(fēng)，將影響花粉傳播[4]。若風(fēng)力過大，將抑制授粉效率，降低玉米受精率，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量下降。同時，蚜蟲、飛虱等害蟲可以借助風(fēng)遷移到玉米田，導(dǎo)致玉米植株遭受蟲害，間接威脅玉米產(chǎn)量。

2.3 玉米成熟收獲期

吉林省玉米成熟收獲期為9 月，主要受以下災(zāi)害影響。

2.3.1 大風(fēng)災(zāi)害影響

在玉米成熟收獲期遇大風(fēng)，將導(dǎo)致玉米果實掉落，直接增加收獲難度；甚至出現(xiàn)果實發(fā)芽的情況，造成減產(chǎn)[5]。

2.3.2 低溫寒潮災(zāi)害影響

在玉米成熟收獲期遇低溫寒潮災(zāi)害，將導(dǎo)致玉米成熟期延遲。若日平均氣溫在15～18 ℃，玉米成熟期將延遲60%；若日平均氣溫在13～14 ℃，玉米成熟期將延遲80%。

3 基于農(nóng)業(yè)發(fā)展的吉林省氣象災(zāi)害服務(wù)建議

3.1 提高主要氣象災(zāi)害預(yù)警精度

根據(jù)吉林省減災(zāi)委員會發(fā)布的《關(guān)于建立健全自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警制度的實施辦法》（吉減〔2019〕4 號），氣象服務(wù)部門應(yīng)認(rèn)識到當(dāng)前氣象災(zāi)害監(jiān)測方面存在的資源分散割裂、監(jiān)測網(wǎng)覆蓋程度低、監(jiān)測水平參差不齊、新技術(shù)新裝備不足等短板，聚焦主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害“最后一公里”問題，升級氣象災(zāi)害預(yù)警技術(shù)方法。同時，完善氣象災(zāi)害分級預(yù)警機制，整合既有氣象服務(wù)優(yōu)勢，提高主要氣象災(zāi)害預(yù)警精度。

在現(xiàn)有氣象科技基礎(chǔ)上，可以集成遙感、遙測等新技術(shù)，借助新一代天氣雷達(dá)、自動氣象站、氣象衛(wèi)星等資源，搭建氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。依托網(wǎng)絡(luò)，重點監(jiān)測玉米主產(chǎn)區(qū)的氣象災(zāi)害，提前1 h 預(yù)警局地強天氣，提前7 d 預(yù)報災(zāi)害性天氣，并及時將監(jiān)測信息發(fā)布給相關(guān)人員，為主產(chǎn)區(qū)做好氣象災(zāi)害防御預(yù)留更多時間。

3.2 建立健全氣象災(zāi)害評估機制

根據(jù)《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要（2022—2035）》重點任務(wù)和分工方案，結(jié)合《吉林省人民政府關(guān)于推進(jìn)氣象強省建設(shè)助力吉林高質(zhì)量發(fā)展的意見》（吉政發(fā)〔2021〕13 號），氣象服務(wù)部門應(yīng)協(xié)同農(nóng)業(yè)農(nóng)村、自然資源、生態(tài)環(huán)境、應(yīng)急管理、城市管理等領(lǐng)域，建立健全氣象災(zāi)害評估機制。同時，積極借鑒中國氣象局吉林省人民政府人工影響天氣聯(lián)合開放實驗室建設(shè)經(jīng)驗，深化與科研院所、企業(yè)的合作，探索打造面向全社會農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象災(zāi)害評估平臺，促進(jìn)氣象災(zāi)害評估結(jié)果服務(wù)農(nóng)業(yè)。

4 結(jié)語

吉林省是我國重要商品糧基地，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是造成吉林省農(nóng)業(yè)發(fā)展受限的主要原因之一。從發(fā)生時間、持續(xù)周期、危害范圍，明確吉林省干旱、大風(fēng)、暴雨洪澇等氣象災(zāi)害的特征，包括局地性、頻發(fā)性、隨機性等，進(jìn)而將氣象災(zāi)害發(fā)生時間與吉林省主要農(nóng)作物生產(chǎn)周期相對應(yīng)，得出干旱、大風(fēng)、暴雨洪澇等氣象災(zāi)害對吉林省玉米種植具有直接負(fù)面作用，各類氣象災(zāi)害會影響吉林省玉米生長發(fā)育進(jìn)程，威脅玉米產(chǎn)量。因此，應(yīng)根據(jù)區(qū)域農(nóng)業(yè)種植作物生長發(fā)育周期，完善氣象服務(wù)體系，注重氣象災(zāi)害的短期、提前預(yù)報，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供充足支持。