農業氣象災害及其對作物產量的影響分析

摘要：農業氣象災害對我國農業生產和糧食安全構成重大威脅。干旱、洪澇、冷害等災害在不同區域有明顯分布特征，通過干旱脅迫、高溫熱害、低溫凍害、漬澇等途徑影響作物生長發育和產量形成。作物在幼苗期、開花期和灌漿期對氣象災害最為敏感。農業氣象災害會導致不同生育階段的作物因低溫凍害、水分虧缺、高溫危害、淹水等而受損。本文深入分析農業氣象災害對不同作物的影響機理，對于指導農業防災減災、提升農業綜合生產能力具有一定意義。

關鍵詞：氣象災害；農業生產；作物產量

農業是提供支撐國民經濟建設與發展的基礎產業，糧食安全關乎國計民生。但我國農業生產常年遭受干旱、洪澇、冷害等氣象災害的影響，給糧食生產和農民增收帶來巨大挑戰。據統計，我國每年因旱澇風冷等災害造成的糧食損失占總產量的10%以上。極端天氣氣候事件頻發，農業氣象災害呈現多樣化、區域性、突發性的特點，防災減災形勢日益嚴峻。

1 我國主要農業氣象災害的分布特征

我國幅員遼闊，各地區自然條件差異顯著，農業氣象災害的類型和分布呈現明顯的區域特征。在干旱災害方面，我國西北、華北和東北地區受到的影響較為嚴重。西北地區氣候干旱，年均降水量普遍低于400 mm，部分地區甚至低于200 mm，農業生產嚴重依賴灌溉。華北地區雖然降水量較西北地區高，但由于人口密集，糧食種植面積大，農業用水需求巨大，加之近年來氣候變化導致降水時空分布不均，春季風速大，蒸發強烈，因此也易發生干旱[1]。東北地區緯度較高，雖然年均降水量可達500～800 mm，但降水多集中在夏季，春季降水偏少，而農業生產需水量大，極易發生春旱。

在洪澇災害方面，長江中下游地區和東南沿海地區是我國洪澇災害的高發區。這些地區年均降水量高達1 200～1 800 mm，降水多集中在5月～ 9月。梅雨季節降水集中，暴雨頻發，江河水位暴漲，極易引發大面積洪澇災害。此外，每年夏秋兩季，我國東部沿海地區還常受臺風等強對流天氣影響，局地暴雨可超過200 mm，也會導致嚴重的洪澇災害。華北和東北地區雖然年均降水量不高，但夏季降水強度大，極端降水事件時有發生，250～300 mm的日降水量并不罕見，短時強降水引發的局地洪澇災害也不容忽視。

冷害災害主要發生在我國北方地區，特別是東北地區和華北北部。這些地區緯度較高，春秋兩季晝夜溫差大，冷空氣活動頻繁，極易發生晚霜冷凍天氣。東北三省是我國最大的玉米和大豆產區，但每年因春季倒春寒和秋季早霜而受凍受冷害的糧食作物面積高達1 000～1 500 hm2。華北地區小麥種植面積廣，是我國小麥第一大產區，但由于緯度較高，冬季低溫持續時間長，返青期易遭遇倒春寒，冬小麥常發生凍害[2]。

我國東部沿海地區常遭受臺風襲擊，強風和風暴潮會對農田造成嚴重破壞。西北地區部分山區多發冰雹災害，對局部農業生產影響很大。南方部分丘陵山區發生低溫陰雨寡照災害，也會導致水稻減產?？偟膩砜矗珊怠⒑闈场⒗浜κ俏：ξ覈r業生產的三大主要氣象災害，但不同區域的災害類型和危害程度差異很大。

2 農業氣象災害導致的作物減產機理

干旱脅迫會限制作物的水分吸收，導致氣孔關閉，光合作用效率下降。嚴重干旱還會引起植株萎蔫、葉片卷曲，加速老化進程。據估算，小麥在拔節期至灌漿期若遭受連續性干旱，土壤相對含水量低于50%，產量減少20～40%。玉米在大喇叭口期至吐絲期若遭受干旱，產量損失可達30～50%。

高溫脅迫會擾亂作物的酶促反應，加速呼吸消耗，引起植株提前衰老。高溫還會導致花粉敗育、葉片卷曲，破壞葉綠素結構，最終影響光合產物的合成與積累。水稻在開花期遇到38 ℃以上的高溫天氣，空殼率可達30～50%，減產幅度可達20～40%[3]。

低溫凍害會抑制酶的活性，減緩代謝進程，引起膜脂過氧化，導致原生質膜透性增加。低溫還可能破壞葉綠體結構，導致光合速率下降。當溫度降至冰點以下時，植株體內液泡結冰，細胞質脫水，細胞結構遭到破壞，導致植株凍死。小麥在越冬期遭遇-18 ℃左右的極端低溫，凍死率可達50%以上，減產幅度可達30～50%。

洪澇災害會淹沒農田，使土壤通氣狀況急劇惡化，引起土壤缺氧。根系呼吸受阻，養分吸收能力下降。洪水還可能沖走土壤表層，破壞土壤結構，導致肥力下降。玉米在大喇叭口期遭遇5～7 d的淹水，產量可減少30～50%。大豆在開花結莢期若遭遇3～5 d的洪澇，減產幅度可達30～50%。

強風和冰雹則主要通過直接破壞作物地上部結構而導致減產。6級以上大風會導致作物倒伏、莖稈折斷，造成機械損傷。冰雹則會擊打作物葉片、莖稈和幼穗，造成不同程度的傷害，影響光合作用和產量形成。據測算，小麥遭遇中雹災害，減產幅度可達10～20%，而遭遇特大冰雹，減產可高達50%[4]。

3 農業氣象災害對作物生長發育的影響

3.1 不同生育期作物對氣象災害的敏感性

作物在不同生育期對氣象災害的敏感性存在顯著差異。氣象災害發生的時間、強度和持續時間都會影響作物的生長發育和最終產量。一般而言，作物在幼苗期、開花期和灌漿期對氣象災害的敏感性最高。幼苗期的作物抗逆性較差，若遭遇低溫、干旱或洪澇等災害，容易導致幼苗死亡，出苗率降低，進而影響作物的整個生育進程和產量。小麥在幼苗期遭受-4 ℃以下的低溫凍害，出苗率可降低50%以上[5]。

開花期是作物生殖生長的關鍵時期，氣象災害易導致花粉敗育、受精障礙從而影響坐果率和產量。例如，水稻在開花期若遭遇35 ℃以上的高溫天氣，空殼率可達30%以上；玉米在開花授粉期若遭遇40 ℃以上的極端高溫天氣，產量可減少20～30%。

灌漿期是作物產量形成的重要時期，氣象災害會直接影響籽粒的飽滿度和千粒重。小麥在灌漿期若遇到干旱災害，籽粒充實度不足，容重降低，產量可減少15～20 %；大豆在灌漿期若遭遇連陰雨天氣，籽粒易發生霉變，產量和品質均會下降[6]。

3.2 高溫干旱對作物生長發育的影響

高溫干旱是影響作物生長發育的主要氣象災害之一。高溫會加速作物的生理代謝活動，增加呼吸消耗，導致光合產物積累減少。干旱則會限制作物的水分吸收，引起葉片萎蔫、氣孔關閉，進而抑制光合作用。兩者的復合脅迫效應會顯著抑制作物生長發育和降低作物產量。

小麥是高溫干旱敏感性較強的作物。小麥在孕穗期至灌漿期遭遇連續3～5 d的35 ℃以上高溫天氣，產量可減少10～20%。若同期伴有嚴重干旱，土壤相對含水量低于50%，產量損失可達30～50%[7]。玉米對高溫干旱也較為敏感。玉米在大喇叭口期至吐絲期若遭遇38 ℃以上的高溫天氣，吐絲受阻，產量可減少15～25%。若同期土壤相對含水量低于60%，產量損失可超過40%[8]。

高溫干旱還會影響水稻等喜溫喜濕作物的生長發育。水稻在抽穗開花期遇到持續3 d以上的38 ℃高溫天氣，可導致花粉敗育、結實率下降，進而影響產量。若同期出現干旱，土壤含水量低于飽和含水量的70%，產量損失可達20～30%。大豆在開花期和莢果形成期對高溫干旱也較為敏感，日最高氣溫持續5 d超過35 ℃，產量可降低10～15%。若同期土壤相對含水量低于60%，產量損失可達25～35%[9]。

作物在不同生育階段對高溫干旱的敏感性存在差異。一般而言作物在開花結實期和籽粒灌漿期對高溫干旱的敏感性最高。因此，在這兩個關鍵時期，應加強農田水分管理，通過灌溉等措施來緩解干旱脅迫，同時結合遮陰、通風等手段降低作物體溫，以減輕高溫干旱對作物生長發育和產量的不利影響。

3.3 低溫凍害對作物生長發育的影響

低溫凍害是指作物遭受低于其耐受臨界溫度的寒冷脅迫，導致生長發育受阻甚至死亡的現象。不同作物的耐寒性存在差異，因此低溫凍害對作物生長發育的影響也有所不同。

小麥是較為耐寒的作物，但在越冬期和拔節期遭受-15 ℃以下的極端低溫時，仍可能導致凍害。小麥在越冬期遭遇-18 ℃的低溫，凍死率可達50%以上，導致產量損失30～50%。拔節期是小麥對低溫最為敏感的時期，若遭遇-5 ℃以下的晚霜凍害，小麥幼穗會受損，結實率下降，產量可減少20～40%[10]。

玉米雖然是喜溫作物，但其耐寒性隨著生育進程的推移而逐漸增強。玉米在苗期遭受0 ℃以下低溫會導致葉片卷曲、變色，生長緩慢。若低溫持續3～5 d，還可能造成幼苗的死亡，出苗率降低，進而影響最終產量。據估算，玉米苗期每降溫1 ℃，產量就會減少3～5%。

水稻是對低溫凍害高度敏感的作物。水稻在分蘗期和孕穗期遭受10～12 ℃的低溫會引起冷害，導致分蘗數減少、穗粒數下降，最終影響產量。開花期是水稻最怕冷的時期，若遇到17 ℃以下的低溫，會造成穎花不孕、結實率下降，產量可減少15～30%。如果開花期低溫持續3 d以上，減產損失可超過50%。

大豆在發芽出苗期對低溫較為敏感，若遭遇5 ℃以下的低溫，出苗率會顯著下降。開花期和莢果形成期也是大豆容易受冷害的關鍵時期，若遇到15 ℃以下的低溫，花粉活力下降，莢果數減少，產量可降低20～40%[11]。

3.4 強降水和洪澇對作物生長發育的影響

強降水和洪澇災害會對作物的生長發育造成顯著影響，導致產量和品質下降。暴雨和持續性強降水會導致農田積水，造成土壤缺氧，根系呼吸受阻，養分吸收能力下降。洪澇則會淹沒作物，阻斷植株與空氣的聯系，導致作物窒息死亡。

小麥對漬水脅迫較為敏感。小麥在分蘗期若遭遇5～7 d的淹水，分蘗數可減少30～50%，產量損失20～30%。孕穗期是小麥最怕澇的時期，若淹水3～5 d，穗粒數減少，產量可降低40～60%。若淹水超過7 d，小麥還可能因缺氧而大面積死亡。

玉米的耐澇性相對較強，但在苗期和大喇叭口期也容易受澇害影響。玉米苗期若連續遭受3～5 d的漬水，出苗率可降低15～25%，生長緩慢。大喇叭口期是玉米對洪澇最為敏感的時期，若此時遭受5～7 d的淹水，花粉敗育，產量可減少30～50%[12]。

水稻雖然是水生植物，但在分蘗期和孕穗期也怕洪澇。水稻在分蘗盛期若遭遇淹水，分蘗數可減少20～40%。孕穗期若遭遇連續一周的淹水，穗粒數減少，結實率下降，減產可達30～50%。成熟期也應避免洪澇，否則會造成倒伏或穗發芽，影響產量與品質。

大豆在發芽出苗期和開花結莢期對強降水和洪澇災害敏感。大豆播種后若遭遇連續強降水，土壤板結，出苗困難，出苗率可降低20～40%。開花結莢期若遭遇淹水3～5 d，花莢大量脫落，減產可達30～50%[13]。

4 結語

農業氣象災害風險管理與防災減災工作任重道遠。要從完善災害監測預警體系、優化抗災品種和種植結構、建立多元化的農業保險和補償機制等方面綜合發力，廣泛聯動政府、保險、科技、農民等各方力量，構建多層級的農業氣象災害綜合風險管理體系。發揮農業大國的科技優勢，加強農業氣象災害機理和防災減災關鍵技術研究，不斷提升農業現代化水平。

參考文獻

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