依安縣近40 a 農業(yè)氣象災害特征分析

劉相東,商寶榮,鄒雅文,柴 宇，邵珠航，孫 濤

（1.依安縣氣象局,黑龍江 依安 161500； 2.富?？h氣象局,黑龍江 富裕 161299;3.拜泉縣氣象局,黑龍江 拜泉 164700；4.泰來縣氣象局,黑龍江 泰來 162400）

1 引言

農業(yè)生產管理及農作物生長發(fā)育的各個環(huán)節(jié)都離不開氣象， 當氣象條件不能滿足作物生長需求時就會對作物產生不利影響，導致作物減產甚至絕產，造成農作物減產絕產的不利氣象條件就稱之為農業(yè)氣象災害。 因農業(yè)氣象災害種類多、危害大，現已成為制約依安縣農業(yè)經濟發(fā)展的原因之一。 從近40 a記錄的歷史數據來看，依安縣氣象災害發(fā)生頻率高，長期以來多種災害疊加發(fā)生， 導致大面積農作物減產甚至絕收，對農業(yè)發(fā)展危害巨大。 如何更好應對和防御氣象災害，健全長期有效的防災減災體系，減少氣象災害帶來的損失，是亟需解決的問題。 本研究對依安縣近40 a 氣象災害受災情況進行分析探究，摸清災害風險隱患，根據災害特征、影響范圍、發(fā)生規(guī)律， 提出科學有效的防災減災策略， 有助于各級政府、廣大農戶開展自然災害的防御與應對，為保障社會經濟可持續(xù)發(fā)展提供科學依據。

2 資料與方法

利用第一次全國自然災害綜合風險普查數據（1978-2020 年），對黑龍江省齊齊哈爾市依安縣農業(yè)氣象災害進行統(tǒng)計分析。 得出依安縣農業(yè)氣象災害的種類，并從各類災害發(fā)生頻次、發(fā)生時段等角度，采用線性回歸方法分析氣象災害發(fā)生發(fā)展變化規(guī)律， 從各類災害的影響范圍入手， 分析其對農業(yè)生產、民生安全造成的不利影響。

3 農業(yè)氣象災害的類型及變化特征

3.1 洪澇

洪澇是指大雨引發(fā)河水泛濫、淹沒農作物、沖毀農田，或降水過于集中、排泄不暢、田間積水，土壤水分長期處于飽和狀態(tài)，作物根系因缺氧而生長滯緩，引起植物萎蔫、落花、落果、空殼癟粒以至倒伏、霉爛，稱為洪澇災害。

洪澇災害是一種比較常見的農業(yè)氣象災害，產生洪澇的誘導因素有很多， 但北方洪澇的發(fā)生多源于暴雨天氣， 持續(xù)性高強度的降雨很容易引發(fā)洪澇災害。 北方四季分明夏季是暴雨頻發(fā)的季節(jié)，因此洪澇多發(fā)生于夏季的汛期, 也是防御洪澇的關鍵時期。依安縣屬于平原地形， 部分區(qū)域存在一些相對地勢較低的田地，如三興鎮(zhèn)、新興鄉(xiāng)，一旦出現大暴雨，排水不暢，部分農田就會被雨水淹沒，形成局地洪澇災害。 災害嚴重將直接導致農作物絕收，進而造成巨大的農業(yè)經濟損失， 同時房屋建在地勢相對較低的地方也會對人民的生命安全造成威脅。 洪澇災害是依安縣主要的農業(yè)氣象災害之一， 也是制約依安縣農業(yè)發(fā)展的主要障礙[1]。

3.1.1 洪澇的年際變化特征

根據1978-2020 年近40 a 統(tǒng)計資料顯示， 洪澇災害出現過23 a， 也是依安縣所有農業(yè)氣象災害中頻次最高的災害。 依安縣近40 a 洪澇災害頻次呈增加趨勢。 40 a 整體表現為前10 a 和后10 a 集中出現，占比為75%。洪澇的多發(fā)時段分別為1984-1988年、2009-2020 年，洪澇災害均表現為連年發(fā)生，尤其是近10 a 幾乎年年都有洪澇發(fā)生。 1989-2008 年為洪澇災害的少發(fā)時段，20 a 間僅出現5 a， 且為分散出現。 40 a 間洪澇災害波及范圍最廣、影響程度最深的是1998 年出現的特大洪澇災害， 全縣15 鄉(xiāng)鎮(zhèn)均出現不同程度的洪澇災害，造成多個水庫決堤、農作物受災面積損毀18.47 萬hm2。

隨著極端氣候事件頻發(fā)， 全國極端暴雨不斷北移，近3 a 夏季降水異常增多，臺風連續(xù)2 a 影響到黑龍江地區(qū)都是引發(fā)洪澇災害加劇的主要因素。 植被森林被破壞、水土流失嚴重、水庫蓄洪不利等諸多因素，也加劇了洪澇災害的形成和發(fā)展[2]。

3.1.2 洪澇災害發(fā)生時段

依安縣氣候屬于四季分明， 雨量充沛。 表1 所示，近40 a 來依安縣年平均降水量為502 mm，其中夏季平均降雨量340.4 mm，占全年的68%，而7 月、8月降水量平均維持在120 mm 左右[3],由此看出依安縣雨季集中在夏季。表1 所示，近40 a 來因暴雨引發(fā)的洪澇災害主要集中于每年的7、8 月份， 出現頻次分別為15 次、10 次。 出現洪澇與依安縣氣候特征相符， 防御洪澇災害的關鍵時段為7 月20 日-8 月10日。

表1 依安縣近40 a 各月平均降水量及洪澇月發(fā)生次數表

表2 1992-2004 年出現旱災情況統(tǒng)計表

表3 依安縣近40 a 出現罕見低溫冷害時段

3.1.3 洪澇災害防災減災對策

根據洪澇災害頻次特點可以看出， 造成洪澇災害不斷增加的主要原因有： 區(qū)域和時段降雨分布的不均勻，極端氣候異常頻發(fā)；水庫蓄水能力弱，低洼地塊農田排水不利， 內澇積水無法及時監(jiān)測等隱患嚴重。 依安縣洪澇災害主要發(fā)生于每年7、8 月份，因此在每年汛期來臨時，及時清理河道淤積、疏通農田排水溝渠、降雨過后采取一定的排澇措施，減少因持續(xù)降雨導致的農田大量積水無法排出造成澇災。

3.2 干旱

干旱定義：由于長期無雨或少雨導致土壤缺水、空氣干燥，致使作物缺水，影響正常生長發(fā)育而造成最終產量下降的農業(yè)氣象災害。

依安縣地處于47°N，屬于溫帶季風氣候，在百姓口中素有“十年九春旱”之說，在農業(yè)的生產生活過程中，氣象條件、地域條件都是農作物生長發(fā)育非常重要的因素，天氣的好壞決定農業(yè)產量。 干旱的氣象條件對農田水分影響巨大， 水分的流失使土壤造成不同程度的干裂， 農作物一旦缺少水分直接影響當年收成，若遇到極惡劣天氣甚至絕收，由此可見，干旱對農業(yè)生產生活，有著巨大的影響。 據統(tǒng)計我國氣象災害損失占所有自然災害的70%， 而旱災損失占氣象災害的50%[7]。 明確依安縣干旱災害發(fā)生、發(fā)展特征，為科學防范災害提供理論支撐。

3.2.1 干旱的年際變化特征

根據1978-2020 年近40 a 資料統(tǒng)計顯示， 干旱災害發(fā)生過23 a，占比達57.5%。 集中出現在1990-2010 年。王丹丹等[8]指出全國旱災受災面積呈減少趨勢，成災面積呈增加趨勢，而在東北地區(qū)受災及成災面積均呈增加趨勢， 依安縣的干旱災害影響趨勢與其相符。 1999 年春旱3-5 月降水量33.5 mm，特別是5 月降水只有5.2 mm， 比歷年同期少28.0 mm，6 月降水量37.0 mm，比歷年同期少40.7 mm，秋季9-10月降水量27.9 mm，比歷年同期少45.0 mm，出現春旱、夏旱連秋旱導致農作物大面積受災，直接經濟損失高達7095 萬元，從災害損失看旱災也是造成農業(yè)災害經濟損失的主要災害因素之一。

3.2.2 干旱發(fā)生時段

干旱會發(fā)生在作物生長的任何時期。 根據依安縣災害40 a 普查數據顯示， 依安縣的旱災主要發(fā)生在春、 夏兩季。 如1992 年春旱、1993 年春夏連續(xù)旱災、1982 年夏旱。 依安縣在百姓口中素有“十年九春旱”之說，可見依安縣發(fā)生春旱很常見。3-5 月是春種時節(jié)，種子發(fā)芽期干旱會直接導致出苗不齊，甚至斷壟缺行，苗床枯死。 重新補苗或毀種易導致作物生育期縮短，農民存在糧食減產或貪青晚熟風險。 夏季是作物生長關鍵期，干旱導致作物水分供應不足，植株不壯，影響揚花結穗授粉，嚴重會影響作物正常灌漿和成熟，不及時采取干預措施會造成作物減產，甚至絕收。

3.2.3 干旱災害防災減災策略

氣象、環(huán)境等自然因素是引發(fā)干旱的原因，但同時也與人類活動有關[5]。 無法改變自然環(huán)境就要科學應對干旱，提高應對干旱的能力。 首先優(yōu)化農業(yè)生產布局，在干旱缺水年份種植抗旱、耐旱經濟作物；根據不同作物的生育特點，在發(fā)育關鍵期及時灌溉；發(fā)展節(jié)水農業(yè)，采用塑料大棚與地膜覆蓋、滴灌技術，顯著提高水分的生產效率； 利用有利天氣開展人工干預天氣，抗御干旱。

3.3 風雹

風雹天氣是由強對流天氣引起， 冰雹伴隨雷雨大風天氣出現，具有局地突發(fā)性強、生命史短、移動速度快、 風速驟然加大、 雨勢兇猛并夾雜冰雹等特點。 風雹發(fā)生地區(qū)較為局限，常有“雹打一線”之說。依安縣陽春鄉(xiāng)至解放鄉(xiāng)一帶常有風雹天氣發(fā)生。 風雹經過的路徑會對農作物的根莖、枝葉、果實產生損傷，引起作物倒伏，導致農作物無法進行充足的光合作用，致使農作物減產。 果實被冰雹打傷后，輕則影響品質，重則造成打傷部位發(fā)生腐爛，影響產量。

3.3.1 風雹災害年際變化特征

根據普查數據顯示1978-2020 年近40 a 風雹發(fā)生過15 a。 圖1 所示，40 a 間風雹呈兩段集中分布出現的特點，其中8 a 出現在1985-1998 年，且災害損失相對較大，另一段7 a 出現在2005-2016 年。

圖1 風雹災害受災面積變化趨勢圖

根據依安縣氣象站地面觀測記錄顯示風雹常出現在夏季，高發(fā)時段集中在13-19 時，風雹過程的持續(xù)時間較短，一般僅為2-10 min。 強對流天氣系統(tǒng)異常劇烈，冰雹來臨時常伴有大風天氣。

近40 a 風雹災害影響整體呈下降趨勢在全球氣候變暖大背景下，溫差減小，對流活動減弱，導致冰雹不易形成，加之近年來氣象科技的發(fā)展，人工影響天氣防雹作業(yè)越發(fā)成熟， 防御風雹天氣的能力大幅提升，有利抑制或減少風雹災害的發(fā)生。

3.3.2 風雹災害防災減災策略

在風雹多發(fā)地帶，種植抗雹能力強、恢復能力強的作物，增加森林面積，改善地貌環(huán)境，破壞雹云條件，達到減少雹災目的。 加密監(jiān)測提早采取人工影響天氣作業(yè)干預措施，利用碘化銀催化劑作用，結束風暴云的發(fā)展進程，削弱大風、冰雹等致災因子，減少災害損失。 通過普查區(qū)劃風雹易發(fā)區(qū)，重點防御。 對受害較重、造成絕收的作物，要及時拔除殘株爛葉，清理園地，防止腐爛引發(fā)病害，可根據實際情況重新播種或移栽速生葉菜；對損傷較輕的，要及時扶正，修剪掉被折斷、損傷的枝、蔓；并清理殘枝，及時施肥、澆水，增強抗逆性，因災后蔬菜根系受損，吸收土壤營養(yǎng)物質能力減弱，可及時施肥。

3.4 低溫冷害

低溫冷害氣象指標是指旬平均氣溫比歷年旬平均低0.3-1.6 ℃而引起的農作物減產現象。 農作物生長季節(jié)氣溫比常年同期顯著偏低引起的災害，使作物生理活動受到障礙，嚴重時某些組織遭到破壞，導致減產[6]。 低溫冷害按時空分布分為春季低溫冷害（俗稱倒春寒）、秋季低溫冷害和東北的夏季低溫冷害。 春季和秋季低溫冷害多發(fā)生在初終霜凍前后，夏季低溫冷害多源于陰雨低溫寡照，溫度越低，作物發(fā)育時間越長，成熟越晚。受東北冷渦影響，依安縣低溫凍害也常有發(fā)生。 當溫度長期低于作物耐受溫度時，農作物的根莖受損，導致作物無法正常發(fā)育，造成產量下降。

3.4.1 低溫冷害年際變化特征

根據1978-2020 年普查數據， 比較于前文三種災害，低溫冷害是發(fā)生頻次最少、災害損失影響最低的災害。 40 a 間1998 年低溫冷害造成的損失最為嚴重， 農作物受災面積1.92 萬hm2， 絕收面積0.14 萬hm2，直接經濟損失46.5 萬元。 目前隨著現代農業(yè)的發(fā)展，農作物種類較以前大幅增多，更易遭受災害侵襲[10]，近40 a 間低溫冷害受災面積整體呈上升趨勢。冷害發(fā)生常為大面積區(qū)域性，所以同樣不容小視。

3.4.2 低溫冷害易發(fā)時段

依安縣低溫冷害在春、夏、秋均有發(fā)生，但常發(fā)生在春秋季，即初、終霜凍前后。依安縣初霜在每年9月21 日前后，終霜在5 月12 日前后。 初霜凍過早、終霜凍過晚均易出現低溫冷害。 2018 年9 月9 日依安縣出現早霜天氣，比歷年早12 d，由于種植的高產晚熟作物多，凍害嚴重，農作物減產4 成。 夏季由于連續(xù)性低溫、陰雨和寡照天氣也會引起階段性低溫，1998 年夏季依安縣出現極罕見階段性低溫，1998 年6 月19、20、21 日日平均氣溫較常年平均氣溫低7 ℃左右；1992 年6 月5 日出現歷史罕見的霜凍災害，最低氣溫2.3 ℃，地面最低溫度-2.0 ℃，出現霜凍天氣，農田作物苗期受到不同程度的災害。 由此可見春夏秋三季都需防范低溫冷害。

3.4.3 低溫冷害防災減災策略

依安縣低溫冷害多發(fā)生于每年5 月至6 月上旬、以及9 月中下旬。 此期間分別為春季的農作物苗期、秋季的作物籽粒灌漿成熟交匯階段。 掌握災害發(fā)生時段規(guī)律， 科學合理安排品種搭配與播種期或種植耐寒的高產品種，促進幼苗生長，增強御寒能力；促進作物早熟；科學實施農業(yè)防寒措施，減少低溫冷害損失。

4 結論

(1)近40 a 洪澇災害出現過23 a，也是依安縣農業(yè)氣象災害中出現頻次最多、災害損失最重的災害，依安縣近40 a 洪澇災害發(fā)生頻率呈逐年上升趨勢。其中波及范圍最廣、影響程度最深的是1998 年出現的特大洪澇災害。 洪澇高發(fā)時段集中在夏季的7、8月份，也是防汛的關鍵時段。

(2)近40 a 干旱災害發(fā)生過23 a，出現頻次及災害損失僅次于洪澇。 集中出現在1990-2010 年，干旱災害的影響呈增加趨勢，但近些年少有發(fā)生，氣候條件的改變及應對干旱的措施進步， 均降低了災害的發(fā)生及影響程度。

(3)40 a 間風雹共計出現15 a，占比接近38%。呈兩段集中分布，分別在1985-1998 年出現8 a，災害損失相對較大，另7 a 出現在2005-2016 年。 近40 a風雹災害影響整體呈下降趨勢。

(4)低溫冷害為此次重點研究的四種災害中發(fā)生頻次最少、 災害損失最低的災害。 低溫冷害發(fā)生強度、作物受災面積呈逐年上升趨勢。 春秋季是低溫冷害的高發(fā)時段，春季冷害出現的時間越晚，對作物造成的影響越大；秋季冷害出現時間越晚，對作物造成的影響越小。

(5)季節(jié)性預防災害從高發(fā)規(guī)律入手，春季重點預防干旱和低溫冷害；夏季重點預防洪澇、風雹、夏旱以及階段性低溫；秋季重點預防洪澇和低溫冷害。