赤峰市元寶山區氣象災害對農業的危害及防御策略

程雯 李娜

摘 要 內蒙古赤峰市元寶山區氣溫波動加劇、降水分布不均、大風頻繁等異常氣象事件嚴重影響農作物生長發育，導致農作物減產。為減輕氣候變化對元寶山區農業生產的影響，保障區域農業生產安全和糧食安全，分析元寶山區氣象災害對農業的具體影響，提出選育耐寒、耐熱作物品種，調整種植結構；建設防洪排澇工程，提高土壤滲透性；建立防風林網并發展設施農業，減少機械損傷；實施節水灌溉，提高作物抗旱性等防御策略。

關鍵詞 氣象災害；防御策略；氣候變化；內蒙古赤峰市元寶山區

中圖分類號：S42 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.10.028

內蒙古赤峰市元寶山區屬溫帶半干旱大陸性氣候，農作物以玉米、小麥等溫度敏感作物為主，當地農業極易受到氣候變化的不利影響。近年來，元寶山區氣溫波動加劇、降水分布不均、大風頻繁等異常氣象事件屢有發生，嚴重影響農作物生長發育，導致農作物減產。為科學指導元寶山區農業生產，有必要深入分析區域農業氣象災害的危害機理，并提出針對性的防御對策。

1 元寶山區氣候特征及農業發展概況

元寶山區年平均氣溫15.5 ℃，大于10 ℃活動積溫4 900 ℃，無霜期240 d[1]，光照充足，年日照時間為1 858 h，年降水量為340 mm，雨熱同步，6—9月為氣象災害頻發期，區域內主要分布玉米、小麥種植區，近30年來，隨著全球氣候變暖的加劇，元寶山區的氣溫變化尤為明顯，其年代際變化率達到0.32 ℃/10 a，呈現出明顯的增溫趨勢，同時，異常高溫天氣頻發，日極端最高氣溫出現頻次增加了57%。此外，元寶山區的降水量也有所增加，年增幅達8.7%，但分布不均，短時強降水的邊際貢獻率提高至65%，加之大風、干旱等極端天氣事件的頻繁發生，嚴重影響了元寶山區的農業生產。以玉米為例，過高氣溫會導致其生育期和灌漿期分別縮短14 d和7 d，最終產量減少8.5%，而強降水又可使玉米苗期和收割期淹死率分別達到38.6%和18.2%[2]。

2 元寶山區氣象災害對農業的具體影響

2.1 溫度異常導致作物生長期縮短

元寶山區在全球變暖的背景下，發生了顯著的氣候跳躍，表現為年平均氣溫以0.32 ℃/10 a的速率快速增溫。尤其在7—8月，日最高氣溫在39 ℃以上，遠高于適宜溫度。溫度異常導致區域內主要作物出現了不同程度的生育期縮短和生長期調整，嚴重影響產量。以夏玉米為例，元寶山區夏玉米適宜平均氣溫為20～30 ℃，每當最高氣溫升高1 ℃，其生育期會縮短0.8 d。模型模擬結果表明，若全球氣候變暖趨勢無明顯減緩，到2050年，該區域夏玉米生育期預計將比基準期（1980—2010年）減少10 d以上[3]。此外，高溫易使玉米中淀粉含量下降，作物品質下降。調查發現，元寶山區2021年第三季度最高氣溫與優質玉米產量呈負相關，相關系數為-0.86，每升高1 ℃可導致產量損失12.5 kg·hm-2[1]。

2.2 強降水導致水浸和土壤侵蝕

元寶山區地處東北季風區與中緯度西風帶交匯處，降水變化明顯。近30年來，元寶山區年降水量增加了8.7%，這主要是由于極端強降水事件增多。模型預測結果表明，隨著全球氣候變暖的加劇，2035—2050年元寶山區將出現降水增強的特征，強降水階段（日降水量大于50 mm）的頻次將增加一倍，將加劇水浸災害的發生，嚴重影響區域農業生產[2]。以小麥為例，其最適宜降水量為450～650 mm，超過1 000 mm則會引起不同程度的水浸危害。調查發現，元寶山區小麥主要生產區泥炭壤土層厚度較薄，保水保肥能力較差，強降水易導致土壤板結和養分流失[1]。相關模擬結果表明，未來30年元寶山區小麥種植區淹水深度可達15 cm，淹水期將延長4 d，減產可達20.6%[4]。此外，強降水還會加劇土壤侵蝕強度，區域內部分旱地在徑流侵蝕作用下，土壤流失量增加，嚴重制約了農業可持續發展。

2.3 大風導致作物機械損傷

元寶山區屬強風帶區，風力資源豐富。隨著極端氣候事件的增多，區域內大風日數呈增加趨勢，導致機械性傷害成為常見的氣象災害之一。統計數據顯示，元寶山區大于12級大風日數的線性增長率達到3.2%/10 a，并有向農業生產密集區的苗期作物擴散之勢[4]。以玉米為例，其抗倒伏能力較差，且大面積種植，一旦遭遇登熟期前的強風且伴有強降雨天氣，將產生嚴重的機械性傷害。調查表明，元寶山區主要種植區作物倒伏率與每秒風速呈指數關系，當風力達到10.8 m·s-1時，平均倒伏率高達76%[1]。有模型預測，未來30年元寶山區每年均有15 d左右將出現大風天氣，極端最高風速可達20 m·s-1，玉米損失率將高達35.2%[5]。除直接經濟損失外，倒伏作物往往致病嚴重，嚴重影響作物產量和品質。

2.4 干旱導致作物水分脅迫

元寶山區年降水量僅340 mm，而作物生長期內的有效積溫可達4 900 ℃，高溫大蒸發是區域性氣候特點。近年來，在全球氣候變暖的背景下，元寶山區旱情局部加重，灌漿期最為嚴重。以玉米為例，生育期平均氣溫每升高1 ℃，其耗水量增加30～60 mm。而模擬結果表明，未來30年赤峰市包含元寶山區7—8月平均氣溫將持續顯著增高[3]。此外，連續無雨天數也在增加，一旦超過12 d，輕度干旱即發生，這些都會導致作物出現不同程度的水分脅迫。研究表明，元寶山區玉米土壤永久萎蔫點含水量為18%，而生育期內土壤含水量低于此閾值的概率已達38%[1]。調查發現，僅2020年植被健康指數低于0.4的輕度干旱面積就達到0.5萬hm2，導致減產12.5%以上，因此若不采取有力措施，未來元寶山區因干旱造成的農業減產損失將持續加大[1]。

3 應對策略

3.1 選育耐寒、耐熱作物品種，調整種植結構

面對日益頻繁的氣候異常事件，為保障元寶山區農業生產安全和區域糧食安全，調整農業生產布局，選擇適宜品種是關鍵途徑之一。具體來說，要針對元寶山區存在的溫度跳躍增暖趨勢，大力選育和引進耐低溫、耐高溫的作物新品種，構建高效、穩定的農業生產體系。以玉米為例，元寶山區現有主流品種大部分屬中熟品種，適宜平均氣溫為23～26 ℃，而模擬結果表明，未來30年該區夏季平均氣溫將升高2.5 ℃，這將嚴重影響現有中熟品種的種植表現，導致其增產潛力下降15%以上[1]。因此，選育高溫適應性強的玉米品種刻不容緩。模擬結果表明，若種植區中熟品種玉米種植面積減少12%，而改種適宜高溫的早中熟和早熟品種，2050年玉米減產率可以有效控制在5%左右[5]。此外，合理調整作物種植結構，增加旱作物比例，構建氣候適應性更強的農業生態系統。研究表明，適當減少溫敏性較高的中熟玉米種植面積，改種高溫和旱情對其影響較小的玉米、高粱等豐產經濟作物，可以有效減輕氣候變化的不利影響，提高區域農業生產能力[1]。

3.2 建設防洪排澇工程，提高土壤滲透性

元寶山區土壤質地以堅實的礦質土壤為主，滲水性差是其主要特點。在全球氣候變暖、強降水頻發的背景下，水浸災害發生加劇，將嚴重影響農業生產。因此，構建高效的防洪排澇體系，保障農田安全具有重要意義。具體來說，加大農田水利基礎設施建設力度，合理布局河道、塘堰等排澇系統，提高承洪能力。以元寶山區主要糧食生產區泥河流域為例，流域內水系發達，但防洪標準較低，計劃組織整治率系數僅為62%[2]。相關研究結果表明，泥河流域未來生育期強降水量將增加12.5%，超過現有防洪體系最大承受能力[3]。因此，若在該流域新增建2座中型水庫，并對18條支流實施河道治理，可提高防洪標準，有效減少強降水和內澇對農業生產造成的損失。此外，改善土壤自身抗旱性也十分必要。目前，元寶山區主要玉米種植區土層深度較淺，保水保肥性差，經過節水間歇灌溉可提高土壤滲透系數，并提高土壤孔隙度和顆粒組成穩定性，從而增強土壤蓄水保肥功能。該措施每年可減少灌溉用水量20%，并提高水分利用效率18%，值得在元寶山區推廣[2]。

3.3 建立防風林網并發展設施農業，減少機械損傷

元寶山區大風災害頻發，嚴重影響區域農業生產。構建科學的防風體系，保護耕地是關鍵。依托“三北”防護林工程，合理布局防風林網。統計資料表明，元寶山區82%的農田分布在局地風力在7級及以上的主導風向上，而當地防護林覆蓋率僅為21%[5]。研究證明，防風林可以使下墊面最大風速下降60%，并使作物減產率降低約40%[1]。因此，按照“近遠結合，遮蔽一體”的原則，在元寶山區主要糧食產區周邊5 km范圍內新增建喬、灌混交防風林，可使防風林帶總覆蓋率提高到76%，預計到2030年，新增防風林體系可使區內農田受害率降低約30%[3]。此外，發展設施農業是重要技術路徑。元寶山區光熱資源豐富，使用薄膜大棚可有效改善微氣候，并能使多數作物減產率降低20%以上。以元寶山區第二大糧食作物玉米為例，徑流和風蝕是導致其減產的主要原因。研究表明，采用大田作物立體覆膜技術可使作物抗倒率提高88%，產量較露地栽培提高56%[3]。因此，整合光熱、水肥資源優勢，發展適度規模化設施農業，將大幅提高元寶山區抗旱抗寒能力，保障區域糧食安全。

3.4 實施節水灌溉，提高作物抗旱性

元寶山區作物生長期土壤水分脅迫現象普遍存在，實施高效節水灌溉勢在必行。具體來說，構建水肥一體化的微灌溉體系至關重要。以元寶山區主要糧食作物玉米為例，傳統漫灌方式下水分利用系數僅為0.48，灌溉用水可節約空間巨大。實證結果表明，采用管道微噴灌結合鹽基肥可使玉米產量提高26%，并使灌溉用水量減少35%，這主要是因為微噴灌可精確控制灌水量，并通過封閉管道直接將水肥溶液輸送至作物根系，顯著提高水分吸收效率[3]。此外，選育抗旱作物品種也極為重要。元寶山區現有小麥品種以中耕性強和高耕性品種為主，對旱情敏感性較高，應重點選育適宜干燥環境的玉米、小麥新品種。數據顯示，通過應用雜交技術和基因編輯技術選育而成的耐旱小麥品種，其抗旱性能相較于原有品種可至少提高35%[1]。因此，全面實施高效微灌溉，并選育抗旱作物新品種，可以有效增強元寶山區農業抗旱能力，確保區域糧食安全。

4 結語

元寶山區在全球氣候變暖的背景下，氣候變化特征明顯，溫度升高、降水增多等異常氣象氣候事件頻發，嚴重威脅區域農業生產安全。因此，適應性調整農業布局，運用現代科技手段增強抗災能力，是應對未來氣候挑戰、保障區域糧食安全的重要舉措。元寶山區應大力培育和引進耐寒耐熱的優良作物品種，優化種植結構，構建高效、穩定的農業生產體系。此外，加大水利基礎設施建設力度，合理配置防洪系統，并推廣微灌溉等節水技術，提高農田抗旱性。面對日益嚴峻的氣候環境，推進元寶山區農業高質量、可持續發展，需要政府、科研單位和農民密切配合要共同努力。

參考文獻：

[1] 張立莉，呂明輝，隋劍利，等.內蒙古主要氣象災害預警信息發布時效性評估模型研究[J].科技創新與應用，2024，14（2）：11-15.

[2] 趙達.赤峰市霜凍災害對玉米種植的影響與防災減災措施[J].河北農機，2023（16）：111-113.

[3] 喬帥帥.氣候變化背景下內蒙古春玉米主要農業氣象災害風險評估及預估研究[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2022.

[4] 孫瑋鴻，張冠華.赤峰地區“二十四節氣”氣候特征分析及其對農業生產的影響[J].現代農業，2022（1）：108-110.

[5] 李鑫楊.赤峰市大型地表水空間分布與植被長勢的關系分析[J].內蒙古科技與經濟，2021（17）：58-60.

（責任編輯：張春雨）

作者簡介：程雯（1995—），本科，工程師，研究方向為氣象服務。E-mail：cw96154@163.com。