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關鍵詞:氣象保障;生態(tài)農(nóng)業(yè);影響
1氣象保障與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設的關系分析
1.1生態(tài)環(huán)境建設有利于氣象系統(tǒng)減災
隨著我國在生態(tài)環(huán)境方面的不斷惡化,農(nóng)業(yè)生態(tài)生產(chǎn)遭到了巨大的破壞,農(nóng)業(yè)生態(tài)生產(chǎn)所需要的環(huán)境逐漸消失。在這個背景之下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往更容易受到氣象災害的破壞而無法正常生產(chǎn),影響農(nóng)業(yè)活動的正常進行與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成果。因此,就需要通過立足于保護生態(tài)環(huán)境來實現(xiàn)對于氣象災害的有效抑制。在實際情況中,生態(tài)環(huán)境在未受到破壞時,基于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的各部分因素相互影響,生態(tài)環(huán)境往往比較穩(wěn)定;但是當生態(tài)環(huán)境遭到破壞時,區(qū)域內(nèi)某一因素的破壞會導致整個生態(tài)系統(tǒng)陷入失衡狀態(tài),從而容易引發(fā)各種各樣的氣象災害。因此,想要實現(xiàn)氣象系統(tǒng)的自然減災,最直接的措施就是要重視生態(tài)環(huán)境的保護,通過生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)節(jié)來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的穩(wěn)定,從而保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的有序進行。
1.2農(nóng)業(yè)氣象保障對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)效應的作用
在實際情況中,農(nóng)業(yè)生態(tài)體系不同于其他自然生態(tài)體系,是一種由人工作用而成的生態(tài)系統(tǒng),這一系統(tǒng)內(nèi)的構(gòu)成要素相對較少,但是也更容易受到外界因素的影響。因此,就需要建立完善的農(nóng)業(yè)氣象保障體系,來幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)在一定程度上的減災。農(nóng)業(yè)氣象保障的建設能夠指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn),合理安排農(nóng)時,在區(qū)域內(nèi)改善與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關的各項氣象因素,以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠在一個相對穩(wěn)定、適應的氣象條件下進行。
2建立氣象保障體系,促進我國生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展
2.1區(qū)域生態(tài)氣象觀測站的建立
氣象觀測站是目前我國生態(tài)農(nóng)業(yè)氣象保障體系中的重要內(nèi)容,通過在各個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域建立起農(nóng)業(yè)氣象觀測站,來為當?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)活動提供基本的氣象信息指導。在實際情況中,區(qū)域生態(tài)氣象觀測站的建立主要有以下幾方面需要引起注意:首先,在進行氣象觀測站的建設之前,要做好當?shù)貙嶋H情況的考察工作。我國是一個幅員遼闊的農(nóng)業(yè)大國,各個區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展都有所不同,因此在氣象觀測站的建設過程中就要堅持因地制宜、因時制宜的原則,充分考慮當?shù)氐膶嶋H情況。其次,要堅持與當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)相適應的原則。在實際的自然環(huán)境中,氣象因素數(shù)量繁多,比較復雜,而從事相關農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員往往無法理解這些復雜的信息,因此就需要氣象觀測站立足于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來進行相關氣象信息的傳遞。最后,生態(tài)農(nóng)業(yè)氣象觀測站的工作不僅僅在于相關氣象信息的傳播,更重要的是幫助當?shù)剞r(nóng)民更好地進行生態(tài)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。因此,生態(tài)農(nóng)業(yè)氣象觀測站的相關工作人員不僅需要掌握相關氣象觀測技能,還需要在一定程度上掌握一定的生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技能,結(jié)合氣象信息指導農(nóng)民進行生產(chǎn)活動。
2.2加強農(nóng)業(yè)生態(tài)及農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)人才的培養(yǎng)
在實際情況中,生態(tài)農(nóng)業(yè)的氣象保障工作是一項對工作人員專業(yè)知識技能要求較高的工作。一方面需要工作人員熟練掌握氣象觀測能力,另一方面需要工作人員在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面也有一定的知識儲備。這就對我國的農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)人才培養(yǎng)工作提出了很高的要求。為了更好地培養(yǎng)符合實際情況需要的高素質(zhì)農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)人才,需要在以下兩方面做好工作:首先,在高校教學過程中要堅持課程教學內(nèi)容符合實際需求,一方面重視學生在相關理論知識方面的學習,另一方面也要重視實踐課程教學的安排,以培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要的應用型人才作為教學活動的目標。其次,要做好氣象部門的人才培訓工作,通過建立完善且持續(xù)進行的培訓系統(tǒng),來幫助工作人員不斷學習、不斷進步,更好地適應生產(chǎn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要。此外,在人才培養(yǎng)工作中,要堅持與實際情況相結(jié)合,做好人才培養(yǎng)工作中實踐能力的培養(yǎng),通過培養(yǎng)符合社會實際發(fā)展需要的高素質(zhì)人才,從而更好地推動我國氣象保障工作的進行。
2.3加強農(nóng)業(yè)生態(tài)建設的氣象研究
氣象是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響因子中最為活躍多變的,通過加強農(nóng)業(yè)生態(tài)建設,針對性的氣象研究有利于農(nóng)業(yè)疑難問題,促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。擴大樹林面積作為當前重要的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設措施,主要是由于森林可以起到防風固沙、凈化空氣、改善氣候以及緩解旱情的作用,同時有利于保證生物多樣性,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。為了提高農(nóng)業(yè)生態(tài)建設的效率,開展相應的生物氣象以及生態(tài)學研究是必不可少的。隨著目前我國生態(tài)文明建設工作與“科教興國”戰(zhàn)略的進一步深入,就需要我們通過不斷提高對于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中氣象保障的相關研究來實現(xiàn)我國氣象保障相關工作的科技含量。
3總結(jié)
關鍵詞:氣候;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);影響
中圖分類號:S162 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)04-0215-01
氣象是大氣中的冷熱、干濕、風、云、雨、雪、霜、霧、雷電等各種物理現(xiàn)象和物理過程的總稱;氣候是指整個地球或其中某一個地區(qū)一年或一段時期的氣象狀況的多年特點;天氣是指影響人類活動瞬間氣象特點的綜合狀況。氣象條件、氣候變化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關,風、雨、雪、雹、冷、熱、霧霾、光照等氣象條件對農(nóng)作物的生長、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動都會產(chǎn)生巨大影響。適時認識并掌握氣候規(guī)律、氣象變化,及時采取有效的防御措施,是促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要途徑之一。
農(nóng)業(yè)是民生安全的基礎,氣候是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素,極端天氣引發(fā)的自然災害,不僅直接影響農(nóng)作物的生長、產(chǎn)量和質(zhì)量,嚴重時還會造成絕產(chǎn)絕收,危及糧食安全、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展。農(nóng)作物的生長發(fā)育,時刻都在受氣象條件的影響,如降水、干旱、雨澇、霜凍、高溫、霧霾、冰雹、大風等天氣。據(jù)相關資料顯示,從1949年~1988年的40年里,我國農(nóng)作物因遭受氣象災害,平均每年受害面積達3300公頃,其中成災的面積為1400公頃,每年因災損失糧食達200億公斤以上,影響面大、損失嚴重。
氣候變化是指氣候平均值和離差值兩者中的一個或兩者同時隨時間出現(xiàn)了統(tǒng)計意義上的顯著變化。北方地區(qū)氣候變化主要體現(xiàn)在馕?、洁嚨淖兓约皹O端天氣氣候發(fā)生的頻率。據(jù)資料顯示,近100年我國地表年平均氣溫增加幅度為0.5℃~0.8℃。受空間、地域等因素的影響,降水變化比較復雜。高緯度地區(qū)和一些濕潤熱帶地區(qū)的降水量有增加趨勢,但中緯度和干旱熱帶地區(qū)的降水將進一步減少。西北中部,青藏高原西南部、華中至華北地區(qū)和東北中部4個地區(qū)的降水則顯著減少。氣溫、降水的不斷變化,對農(nóng)作物的生長也會產(chǎn)生多方面的影響。
氣候變暖對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利有弊。有利的是使農(nóng)作物種植帶逐漸向北延長,尤其是延長了長江以北地區(qū)的作物生長期,許多地區(qū)的糧食由一年兩熟制轉(zhuǎn)變?yōu)橐荒耆熘?,提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量;緩解了高緯度地區(qū)農(nóng)業(yè)種植熱量不足的問題,豐富了當?shù)剞r(nóng)作物的種植種類,也減輕了冬季冰凍災害的發(fā)生幾率。不利的是易引發(fā)干旱、洪澇、病蟲害的發(fā)生。我國地處北半球,夏季風提前過境就會造成南旱北澇;夏季風推遲過境就會造成南澇北旱。旱澇的發(fā)生,不僅影響農(nóng)作物的正常生長發(fā)育,嚴重時將直接導致作物死亡,造成絕產(chǎn)絕收,給農(nóng)戶帶來巨大損失。同時,氣候變暖、生態(tài)失衡導致的極端天氣,如暴雨頻發(fā),引發(fā)的洪澇災害,對農(nóng)作物的生長、產(chǎn)量、質(zhì)量等都會產(chǎn)生巨大影響。而且,暴雨導致山洪、泥石流、山體滑坡等次生災害,不僅會對農(nóng)作物造成二次破壞,更會直接威脅著人民群眾生民財產(chǎn)的安危。氣候變暖,危害農(nóng)作物的各類病菌害蟲的存活時間不僅會相應延長,而且還會隨著種植帶的北遷而越冬向北遷移,導致病蟲害的危害范圍逐漸擴大,大面積暴發(fā)流行某一類病蟲害,就會造成無法估量的巨大損失。
因此,必須要采取相應的措施及對策,來應對氣候變化給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的不利影響,趨利避害,才能保證農(nóng)作物的良好生長,確保糧食安全問題,確保民生安全問題。首先要進一步提高農(nóng)民的防災、抗災、避險的意識和能力。相關單位的技術(shù)人員應定時定期的下鄉(xiāng)進行氣象信息的普及和宣傳,傳授相關的氣象知識和常識。從實際出發(fā),因地制宜,給農(nóng)民給予技術(shù)上的指導和幫助。采取簡單易懂方法,做好未來天氣預報、農(nóng)事措施建議、病蟲害防治提醒等,逐步提高廣大農(nóng)民的防災避險能力。根據(jù)氣候、季節(jié)、溫度、濕度、降水等方面的具體情況,采取相應的措施,加溫降溫、補水降濕、防寒防凍、抗旱排澇等方法,為農(nóng)作物提供適宜的生長環(huán)境和條件,從而滿足作物對溫度、濕度、水分的需求。同時,要根據(jù)本地氣候特點,合理調(diào)整種植結(jié)構(gòu)和種植品種,規(guī)避不利因素造成的影響,將危害和損失降到最低程度。減少溫室氣體排放量,緩解氣候變暖趨勢。要加強投入力度,對氣候進行長期的觀測研究,尤其是對應用基礎和實用技術(shù)的研究,有效防控氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的影響和危害。
氣候的不斷變化,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也日益加劇,積極地采取相應措施加以防控,有效解決或降低對農(nóng)作物生長、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響和危害,未雨綢繆,防患于未然,是今后一項長期而艱巨的工作,從而保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn),確保糧食安全、社會經(jīng)濟的長效發(fā)展。
參考文獻
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[關鍵詞] 農(nóng)業(yè) 氣象災害 氣候變化
[中圖分類號] S42 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650(2017)01-0294-01
氣候變化及產(chǎn)生的影響是多方面的,有正面與反面之分。盡管氣候變化促進我國部分地區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,但氣候變化,對糧食生產(chǎn)產(chǎn)生的負面影響是極大的。如,南方洪澇嚴重,北方干旱面積增加,局面地區(qū)洪澇、干旱加劇,因為氣候變暖的原因,加速了作物提前發(fā)育,抗寒性減弱,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來較大的不穩(wěn)定性[1]。氣象災害導致氣候變化,必然影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為此,分析農(nóng)業(yè)氣象災害與氣候變化的關系很有必要,便于后續(xù)采取預防措施,減少氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。
1 氣候變化總括
氣候變化越大,氣候狀態(tài)不穩(wěn)定,產(chǎn)生氣候變化的因素是多方面的,主要是人類在各種經(jīng)濟活動中的人為因素。氣候變化給人類帶來的影響多方面的,因為氣候變化原因,盡管促使部分地^糧食作物增產(chǎn),而由于局部氣候惡化,嚴重影響了國內(nèi)糧食生產(chǎn)。氣候變化主要對我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)生了負面影響,尤其是氣候變暖產(chǎn)生的旱災與澇災,導致農(nóng)業(yè)產(chǎn)量降低,致使農(nóng)業(yè)發(fā)展不穩(wěn)定。分析氣候變化給農(nóng)業(yè)氣象災害造成的影響,采取預防措施,減少因氣候變化原因?qū)r(nóng)業(yè)氣象災害產(chǎn)生的影響,現(xiàn)實意義巨大[2]。
2 農(nóng)業(yè)氣象受氣候變化影響
2.1 農(nóng)業(yè)氣象受澇漬影響
我國澇漬地區(qū)多發(fā)于東南與西北地區(qū),澇漬范圍小。東南沿海地區(qū)受全球變暖及臺風的影響,是我國最嚴重的澇漬地區(qū)。澇漬因為季節(jié)不同,分為春季、夏季、秋季的澇漬,尤其夏季澇漬造成的危害是最大的。根據(jù)澇漬水分不同,分為洪水、澇害、漬害。洪水受大雨與暴雨影響,導致河水泛濫,毀壞農(nóng)田與村舍等;澇害集中降雨,致使農(nóng)田積水,損害農(nóng)作物,很大程度上影響旱地農(nóng)作物;漬害由于長時間雨水天氣,溫度低,陽光照射少,低洼地區(qū)長期排水不良,導致土地水分飽和,土壤中水分與空氣不均衡,致使農(nóng)作物產(chǎn)量降低。
2.2 農(nóng)業(yè)氣象受干旱影響
干旱成為我國乃至世界面臨的重要問題。國內(nèi)干旱地區(qū)多為西南云貴高原與黃淮海平原等,因為氣候影響因素,自上世紀開始,我國降水量北方少,南方多。如,黃河流域一直是比較嚴重的干旱地區(qū)。比方雨少,南方雨少,導致北方與南方出現(xiàn)干旱與洪澇。上世紀七十年代由于黃河斷流,很大程度上影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境,從這些年比方干旱情況看,我國北方地區(qū)旱情加劇,擴大了旱情面積,華東北部地區(qū)與華北的干旱面積也在擴大,氣候變化下,北方旱情出現(xiàn)了加重趨勢。
2.3 農(nóng)業(yè)氣象受風雹影響
風雹在我國氣象災害中分布分散且面積廣泛,強對氣流而產(chǎn)生的一種嚴峻的氣象災害,出現(xiàn)范圍小,強度大,伴隨狂風及降水等。我國多發(fā)風雹災害,氣象災害造成了沉重的經(jīng)濟損失,極大影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因為風雹影響因素,上世紀六十年代開始,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受風暴影響面積大。青海地區(qū)調(diào)整了種植結(jié)構(gòu),拓寬了種植面積,致使受災面積越來越大。09年江西因為風雹原因,導致農(nóng)業(yè)受災面積增大,造成了沉重的經(jīng)濟損失,受災面積6000多畝,造成7000多萬元的經(jīng)濟損失,最嚴重的一次風雹發(fā)生于09年的安徽與河南34個縣,小麥倒伏面積300萬畝,其余農(nóng)作物受災面積超過24000畝,造成16億的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失。從上述可見,我國多發(fā)風雹,極大程度上危害了農(nóng)業(yè)。
結(jié)束語:
我國地域廣闊,各地區(qū)氣候變化存有差異,對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展造成不同影響。氣候變化下,多次出現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象災害,帶來沉重的經(jīng)濟損失,要求相關部門高度重視,構(gòu)建科學的農(nóng)業(yè)氣象災害預警系統(tǒng),促進農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
參考文獻
[關鍵詞]生態(tài)農(nóng)業(yè) 氣象服務
[中圖分類號]X16 [文獻標識碼]A [文章編號]1003-1650(2013)02-0223-01
我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)在國民經(jīng)濟中占有極其重要的位置。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是以生物體為生產(chǎn)對象,以自然環(huán)境為其生產(chǎn)場所,通過人為的干預,使生物體更好地適應和利用環(huán)境條件,吸收物質(zhì)與能量,從而得到人類所需的產(chǎn)品。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)置身于自然條件控制下,必然要受到氣候、土壤、植被等自然條件的影響,其中氣候條件的影響最為突出:風調(diào)雨順的年份,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以省肥、省工、省成本,產(chǎn)量高;氣象災害多的年份則相反。所以,人們必須根據(jù)氣候特點和生物的生理生態(tài)要求,制訂干預和促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各項措施,做到因地制宜和因時制宜,以達到高產(chǎn)、高效和提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的目的。
一、氣象為生態(tài)農(nóng)業(yè)服務的必要性
近年來,隨著國家經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,由農(nóng)業(yè)驅(qū)動帶來的生態(tài)環(huán)境問題日益嚴峻,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護與建設已成為當務之急。研究表明,幾乎所有大范圍流行性、暴發(fā)性、毀滅性病蟲害的發(fā)生流行均與氣象條件或天氣氣候災害密切相關。氣象條件、農(nóng)業(yè)氣候資源的組合匹配和時空分布變化,制約著農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)、區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)布局及其經(jīng)濟發(fā)展。
1.幫助實施農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的戰(zhàn)略性調(diào)整
實施農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的戰(zhàn)略性調(diào)整是當前發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的中心任務,也是社會主義新農(nóng)村建設的基礎。為使我國農(nóng)業(yè)從數(shù)量型向質(zhì)量、生態(tài)和效益型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變,農(nóng)業(yè)種植的區(qū)域布局、作物結(jié)構(gòu)、品種搭配都應進行相應的調(diào)整。氣候條件是決定農(nóng)產(chǎn)品能否高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的關鍵因素之一。研究表明,只有在特定的氣候條件下,農(nóng)產(chǎn)品才能形成優(yōu)質(zhì)的名特優(yōu)產(chǎn)品。因此,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,尤其是種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,除了考慮市場因素外,必須以調(diào)整對象的適宜氣候區(qū)為前提進行合理布局,才能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的最大效益和功能。由于氣候條件的差異,我國農(nóng)業(yè)氣候資源分布具有明顯的區(qū)域性特點,有適宜各種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)勢氣候。如何趨利避害、分區(qū)分類地加以利用,優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu),提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),是能否實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品最大產(chǎn)出,能否充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整整體效益的關鍵。
2.加大農(nóng)業(yè)服務力度
隨著世界人口的不斷增加,對食物需求的矛盾也日益突出。如果作物產(chǎn)量沒有大幅度提高,單純地通過增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地來解決,那么由農(nóng)業(yè)驅(qū)動導致的生態(tài)環(huán)境變化將帶來非常重要的影響。一方面植物生長和光合作用需要吸收大量的CO2,這有助于減輕由于人類生活和生產(chǎn)活動所造成的CO2增加對大氣的污染,有利于維護自然界的生態(tài)平衡;但更重要的是負面影響:生態(tài)環(huán)境將遭到破壞,水資源過度消耗,生態(tài)系統(tǒng)簡單化、生態(tài)系統(tǒng)服務功能衰減、物種滅絕、水土流失、土地沙漠化加劇,大氣污染嚴重,陸地、淡水和近海生態(tài)系統(tǒng)的污染基富營養(yǎng)化等問題。這些問題反過來又進一步影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn),給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失。據(jù)統(tǒng)計,我國每年因生態(tài)破壞和環(huán)境污染所造成的經(jīng)濟損失高達2000多億元。因此,大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)加大為農(nóng)業(yè)服務的力度已到了刻不容緩的地步。
二、我國農(nóng)業(yè)氣象服務發(fā)展思路與趨勢
1.發(fā)展農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)利用新技術(shù)
建立一批農(nóng)業(yè)氣候資源、森林與濕地氣候資源、草原氣候資源等開發(fā)示范基地。加強特色農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)、設施農(nóng)業(yè)的氣象科研與應用服務能力,為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展提供及時、可靠的決策依據(jù),為農(nóng)民致富增收提供示范服務。以區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源合理開發(fā)利用為主線,研究區(qū)域農(nóng)業(yè)自然資源的生產(chǎn)潛力及優(yōu)化布局,進行農(nóng)業(yè)自然資源的分區(qū)、分類及評估;為區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局調(diào)整、農(nóng)民致富增收提供氣象保障服務。
2.拓寬為農(nóng)服務領域,改進服務方式
在搞好為大田農(nóng)業(yè)服務的同時,要加強設施農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)和高附加值的“名、優(yōu)、特、新”農(nóng)產(chǎn)品的服務措施。同時,為保證氣象信息的時效性和覆蓋面,更廣泛、直接地發(fā)揮氣象信息在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防災減災關鍵時期的重要作用,在為政府提供決策氣象信息服務的同時,開展針對縣(市)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等基層服務對象的精細氣象信息產(chǎn)品的開發(fā)和研究。
3.進一步加強農(nóng)業(yè)氣象基礎理論研究
與大氣科學其他分支學科相比,農(nóng)業(yè)氣象仍是一門年輕的邊緣學科。目前該學科的基礎理論研究薄弱,水平較低,與國際水平差距較大。未來將在大量科學試驗基礎上,進一步提示生物圈中農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等研究對象的生長、發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的生理生態(tài)過程、能量物質(zhì)轉(zhuǎn)換傳輸過程和農(nóng)田生物地球化學過程以及各種過程與環(huán)境氣象條件的復雜關系,并以詳細的數(shù)學模型和精湛的計算機仿真、虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬,再現(xiàn)這些過程。生物圈在氣候系統(tǒng)五大圈層中的作用;生物和大氣之間的相互作用及與人類活動的關系;農(nóng)業(yè)氣象災害預普、評估、防御;農(nóng)業(yè)氣象預報的原理、技術(shù)方法等研究將進一步得到加強。
一、農(nóng)業(yè)氣象服務內(nèi)容
氣象部門為農(nóng)業(yè)服務主要目的是防災減災,增產(chǎn)增收,發(fā)送生態(tài)環(huán)境。目前服務的主要內(nèi)容及途徑如下。
1、提供災害性天氣預報。為農(nóng)業(yè)部門及廣大農(nóng)民提供旱、澇、低溫、霜凍等災害性天氣的長、中、短期預報,提示農(nóng)民在氣象災害到來之前做好防災準備。
2、提供防災、減災的農(nóng)業(yè)氣象決策依據(jù)。根據(jù)所研究成果、提供抗旱、抗低溫、防霜等措施,提供災情信息。
3、農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測。利用衛(wèi)星遙感和地面農(nóng)業(yè)氣象網(wǎng)數(shù)據(jù),提供作物長勢、災情、土壤水分、天氣氣候條件等農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測和預測信息,并分析氣象條件利弊,提出趨利避害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理建議。
4、提供作物生長及農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量預報。提供播種、施肥、發(fā)育期、收獲期預報。根據(jù)作物長勢、面積及氣象條件,進行農(nóng)作物產(chǎn)量預報,定期向國家及省市提供預報結(jié)果,從而為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展服務。
5、農(nóng)業(yè)氣候資源分析及區(qū)劃。每隔幾年對全國各地農(nóng)業(yè)氣象氣候資源進行系統(tǒng)分析,并進行分區(qū),服務于全國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。
6、人工影響天氣。每年春季進行人工增雨飛行作業(yè)及人工防雹作業(yè),防御災害性天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響,在全國防災、減災中發(fā)揮著重要作用。
7、森林防火服務。開展森林、草原火險氣象預報,用氣象衛(wèi)星監(jiān)測森林、草原火情。
8、為生態(tài)建設服務。生態(tài)環(huán)境變化與天氣氣候條件有直接關系,氣象部門可提供對生態(tài)變化的監(jiān)測結(jié)果,并提供與生態(tài)有關的氣候環(huán)境變化資料及氣候論證,為生態(tài)環(huán)境建設提供基礎依據(jù)。
二、農(nóng)業(yè)氣候服務存在的問題
1、氣象信息不夠準確
當前,各級氣象臺站建立了人機交互、以數(shù)值分析預報產(chǎn)品為基礎,綜合運用各種氣象信息和預報技術(shù)方法的天氣預報業(yè)務技術(shù)流程,其中包含了天氣預報員的經(jīng)驗訂正過程。氣象預報的準確性就取決于氣象專用軟件對大氣運動規(guī)律的數(shù)值模擬相似程度和天氣預報員的人為訂正,而計算機模擬不可能完全反映大氣變化的實際狀況,認為訂正也存在主觀隨意性,這就決定了氣象信息不可能達到非常高的準確性。
2、提供農(nóng)村氣象信息產(chǎn)品的責任意識不強
農(nóng)業(yè)在國民經(jīng)濟中的特殊地位,決定了作為提供農(nóng)村氣象信息產(chǎn)品主體的各級氣象部門必須堅持以為農(nóng)業(yè)服務為重點,以為農(nóng)村供給多種多樣及時準確的氣象信息產(chǎn)品為責任,堅持“公共氣象”的發(fā)展方向,充分認識增加農(nóng)村氣象信息產(chǎn)品的重要意義和迫切性,進一步樹立面向農(nóng)村,面向農(nóng)民服務的意識,把為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動提供更多的氣象信息產(chǎn)品作為本部門的重要職責和工作任務,切實履行好氣象部門作為公益性事業(yè)單位的公共服務職能。
3、產(chǎn)品供給不夠及時性
時間性強是氣象信息最重要的特征之一,不能將氣象信息及時傳遞到使用者手中,再準確的氣象信息也是枉然。一些氣象災害,例如雷雨大風、龍卷等,其預警時間較短,將預警信息迅速傳遞出去是關鍵。用戶若能及早知道突發(fā)性災害天氣的影響時間和區(qū)域,也許僅僅是提前幾分鐘得到警報,還能為采取適當?shù)姆烙胧幦r間。
三、農(nóng)業(yè)氣象服務發(fā)展思路與趨勢
1、發(fā)展農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)利用新技術(shù)
建立一批農(nóng)業(yè)氣候資源、森林與濕地氣候資源、草原氣候資源等開發(fā)示范基礎。加強特色農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)業(yè)、設施農(nóng)業(yè)的氣象科研與應用服務能力,為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展提供及時、可靠的決策依據(jù),為農(nóng)民致富增收提供示范服務。以區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源合理開發(fā)利用為主線,研究區(qū)域農(nóng)業(yè)自然資源的生產(chǎn)潛力及優(yōu)化布局,進行農(nóng)業(yè)自然資源的分區(qū)、分類及評估;為區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局調(diào)整、農(nóng)民致富增收提供氣象保障服務。
2、拓寬為“三農(nóng)”服務領域,改進服務方式
在搞好為大田農(nóng)業(yè)服務的同時,要加強設施農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)和高附加值的“名、優(yōu)、特、新”農(nóng)產(chǎn)品的服務措施。同時,為保證氣象信息的時效性和覆蓋面,更廣泛、直接地發(fā)揮氣象信息在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防災減災關鍵時期的重要作用,在為政府提供決定氣象信息服務的同時,開展針對基層服務對象的精細氣象信息產(chǎn)品的開發(fā)和研究。
關鍵詞:地理信息系統(tǒng);農(nóng)業(yè)氣象服務;運用
中圖分類號:S16 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20161033203
1 地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)氣象服務的設計應用原則
在對地理信息系統(tǒng)軟件、基層氣象監(jiān)測站條件以及農(nóng)業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫等方面予以綜合考慮的基礎,對國產(chǎn)地理信息軟件予以二次開發(fā)。具體來說,需要遵循以下原則:地理信息系統(tǒng)的建立需要貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個過程,并對農(nóng)作物種植、發(fā)育及收獲的整個過程進行有針對地農(nóng)業(yè)氣象服務;具有較強的實用性。與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況緊密結(jié)合,確保已有的農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)資料及信息能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要;應用于農(nóng)業(yè)氣象服務中的地理信息系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)收集規(guī)范化、信息分析標準化、信息存儲檔案化、信息傳遞科學化,有效實現(xiàn)信息共享的目的;地理信息系統(tǒng)在為農(nóng)業(yè)氣象提供服務的過程中,應具有小型、靈活的特點,以便于在縣級或者山區(qū)進行推廣使用。
2 地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)氣象服務中的功能
2.1 數(shù)據(jù)采集功能
地面衛(wèi)星接收站能夠接收到部分遙感數(shù)據(jù),在實際工作過程中,主要是由RS數(shù)據(jù)采集模塊來完成這些遙感數(shù)據(jù)的收集和處理工作,然后在存入相應的數(shù)據(jù)庫中。與RS數(shù)據(jù)采集模塊的功能基本一致,GPS數(shù)據(jù)采集模塊主要負責接收地面衛(wèi)星接收站傳回的一些GPS數(shù)據(jù)信號,并對其進行相應的分析和處理,然后存入相應的數(shù)據(jù)庫中。人工報送模塊指的是接收那些需要人工報送的數(shù)據(jù),并對其進行針對性的分析和處理。
2.2 動態(tài)監(jiān)測功能
病蟲害監(jiān)測模塊的主要功能將分析與整合數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)收集到的各方面信息,并對其中與病蟲害有關的信息進行處理。具體來說,信息的內(nèi)容主要包括病蟲害的發(fā)生地點、發(fā)生時間、范圍、災害情況等,并存儲到相應的數(shù)據(jù)庫中。土壤水分監(jiān)測模塊的主要功能是將收集到的信息進行處理,并對其中與土壤水分相關的信息加以分析和整理,然后存儲到相應數(shù)據(jù)庫中。農(nóng)作物長勢監(jiān)測模塊的主要功能是通過對收集到信息進行處理,達到對農(nóng)作物長勢情況的分析與整合,并將相關數(shù)據(jù)信息存入數(shù)據(jù)庫中。農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測模塊的主要功能是通過對收集到的信息進行處理,達到對農(nóng)業(yè)氣象相關信息進行整合的目的,并將相關數(shù)據(jù)信息存入數(shù)據(jù)庫中。
2.3 可視化分析功能
所謂空間查詢指的是在空間信息進行查詢的基礎上,生成圖文一體化報表并進行輸出的一種方式。所謂空間信息統(tǒng)計指的是對設計的空間、時間及屬性的有效統(tǒng)計,并以此為前提生成圖文一體的報表,此外,空間信息統(tǒng)計還能夠提供多種形式的統(tǒng)計方式,以便滿足用戶使用。所謂空間分析指的是對空間關系予以分析,具體可以分為緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡分析以及領域分析等方面,并以此為前提形成圖文一體報表,其分析結(jié)果能夠為管理人員決策提供重要的數(shù)據(jù)參考。而專題圖顯示指的是對用戶提供等級符號、點密度、柱狀圖、獨立值等多元化的專題圖顯示。
2.4 報表綜合分析功能
報表輸出該項功能主要對相關報表進行輸出,同時結(jié)合用戶的實際需要和所提供的數(shù)據(jù)信息生成新的報表,符合用戶需要。對各類模型進行深入分析和研究是進行報表分析的基礎和前提,同時,地理信息系統(tǒng)自身也會為用戶提供如結(jié)構(gòu)分析模型、趨勢分析模型等多元化的分析模型,并通過對這些模型的利用實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的分析和處理,為管理人員決策提供參考依據(jù)。
3 地理信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)氣象服務中的應用
加強對相關數(shù)據(jù)庫的建設對確保地理信息系統(tǒng)運行的基礎。在對基礎數(shù)據(jù)庫進行完善的過程中應盡可能縮小因技術(shù)原因造成的差距,切實提升信息的管理水平和管理效率,有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。農(nóng)業(yè)氣象服務中,地理信息系統(tǒng)只是作為一種工具箱和數(shù)據(jù)庫而存在,其智能完成人們指定的工作,且結(jié)果必須由簡單、明確的語言來描述,便于人們理解。農(nóng)業(yè)氣象服務與地理信息系統(tǒng)有機結(jié)合,節(jié)省了大量的人力、物力和財力,在保護生態(tài)環(huán)境的同時,還能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供相應指導,有效提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。
地理信息系統(tǒng)能夠在農(nóng)業(yè)氣象服務中普及使用,實用性較強,其使用對象不僅僅局限于農(nóng)業(yè)氣象服務站和相關業(yè)務服務單位,相關生產(chǎn)管理部門及決策部門甚至是農(nóng)民都可以使用。以較少的資金投入,便可以完成對農(nóng)業(yè)資源相關數(shù)據(jù)信息的管理、分析等工作,為農(nóng)業(yè)發(fā)展打下堅實基礎。
(1江西農(nóng)業(yè)大學園林與藝術(shù)學院,南昌330045;2江西農(nóng)業(yè)大學生態(tài)科學研究中心,南昌330045;3教育部/江西省作物生理生態(tài)與遺傳育種重點實驗室,南昌330045;4中國科學院南京土壤研究所,南京210008)
摘要:利用廣西1981—2012 年干旱、洪澇、低溫冷害和風雹等4 種農(nóng)業(yè)氣象災害數(shù)據(jù),并結(jié)合糧食作物單產(chǎn)資料,采用線性回歸、滑動平均和灰色關聯(lián)等分析方法,研究了廣西近32 年來農(nóng)業(yè)氣象災害的變化特征及其對廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。結(jié)果表明,1981—2012 年4 種農(nóng)業(yè)氣象災害的受災率變化均不明顯,但具有階段性特征。20 世紀80 年代至90 年代初,干旱受災率呈遞增趨勢,1988—1992 年干旱受災率居高不下,均在20%以上,90 年代中后期干旱受災率較小且變化平緩;21 世紀以后廣西又處于較旱階段;洪澇、風雹、低溫冷害在20 世紀80 年代至90 年代初受災率均相對較小,尤其是低溫冷害少有發(fā)生;20 世紀90 年代中后期及以后,洪澇受災率呈明顯周期性波動減小,風雹受災率呈明顯周期性波動增大,低溫冷害也呈周期性的暴發(fā)。4 種農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)業(yè)影響程度為:對糧食作物、雙季早稻、雙季晚稻、玉米等,干旱>洪澇>風雹>低溫災害;對單季稻而言,洪澇>干旱>風雹>低溫災害,說明干旱和洪澇是影響廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要氣象災害。
關鍵詞 :農(nóng)業(yè)氣象災害;農(nóng)業(yè)生產(chǎn);灰色關聯(lián)分析;廣西
中圖分類號:S166 文獻標志碼:A 論文編號:2014-0773
基金項目:國家自然科學基金重點項目“廣西紅壤肥力與生態(tài)功能協(xié)同演變機制與調(diào)控”(批準號:U1033004)資助。
第一作者簡介:王燕,女,1972年出生,副教授,碩士,主要從事農(nóng)林業(yè)生態(tài)及農(nóng)林業(yè)氣象學教學科研。通信地址:330045 江西農(nóng)業(yè)大學園林與藝術(shù)學院,Tel:0791-83813243,E-mail:wangyan312@163.com。
通訊作者:黃國勤,男,1962年出生,江西余江人,首席教授,二級教授,博士生導師,博士后,主要從事耕作制度、農(nóng)業(yè)生態(tài)等方面的教學與科研工作。通信地址:330045 江西省南昌市昌北經(jīng)濟開發(fā)區(qū)江西農(nóng)業(yè)大學生態(tài)科學研究中心,Tel:0791-83828143,E-mail:hgqjxnc@sina.com。
收稿日期:2014-08-05,修回日期:2014-10-10。
0 引言
廣西地處中國西南邊陲,屬云貴高原向東南沿海丘陵過渡地帶,具有周高中低、形似盆地、山地多、平原少的地形特點,屬熱帶、亞熱帶濕潤季風氣候,是中國南方重要的農(nóng)業(yè)省區(qū)之一,最主要的農(nóng)作物是水稻,其次是玉米[1]。由于其特殊地理和氣候條件,使廣西成為中國氣象災害多發(fā)的地區(qū)之一,表現(xiàn)為氣象災害種類多、分布廣、頻率高、成災比例高的特點[2-5]。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大的氣象災害主要有干旱、洪澇、低溫冷害、熱帶風暴、冰雹等災害性天氣,多種氣象災害常常并發(fā)或交替發(fā)生,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失,嚴重制約著社會經(jīng)濟的發(fā)展[6-9]。對廣西近些年來氣象災害影響,特別是對農(nóng)作物產(chǎn)量影響的定量研究較少,本文運用定量和定性分析相結(jié)合的方法,分析了廣西1981—2012 年主要農(nóng)業(yè)氣象災害(干旱、洪澇、風雹、低溫冷害)的年際和年代變化特征,并運用灰色系統(tǒng)理論中的灰色關聯(lián)分析法對廣西主要農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響程度進行定量分析[10-14],以找出各種氣象災害對廣西農(nóng)作物產(chǎn)量影響的主次關系,為農(nóng)業(yè)綜合防御氣象災害提供參考依據(jù)。
1 資料來源與分析方法
1.1 資料來源
農(nóng)業(yè)災害災情指標一般有受災面積、成災面積、農(nóng)作物災損量等,每種指標都從不同角度反映了災害強度及其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的危害程度[15]。本文采用1981—2012 年廣西各種氣象災害的農(nóng)作物受災面積、成災面積、絕收面積資料來源于中國種植業(yè)信息網(wǎng)—災情數(shù)據(jù)庫;同期農(nóng)作物播種面積、產(chǎn)量資料來源于中國種植業(yè)信息網(wǎng)—農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫。
1.2 分析方法
采用線性回歸、滑動平均法分析農(nóng)業(yè)氣象災害變化特征。由于每年農(nóng)作物播種面積均有變化,為了合理反映氣象災害對農(nóng)業(yè)造成的影響,本文用受災率(即農(nóng)作物受災面積與總播種面積的百分率)對受災情況進行分析。
采用灰色關聯(lián)分析法分析農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響大小。農(nóng)業(yè)氣象災害系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與氣象災害系統(tǒng)兩個灰色系統(tǒng)的復合體,因此可以通過灰色關聯(lián)分析區(qū)分析各氣象災害的綜合影響大小。以農(nóng)作物產(chǎn)量作為參考序列,各種氣象災害的受災面積為比較序列,求其關聯(lián)度和關聯(lián)序,從而判斷引起該系統(tǒng)發(fā)展的主要和次要因素。關聯(lián)度分析一般包括下列幾個步驟。
(1)設參考數(shù)據(jù)列為X0={x0(k), k=1,2,…,n},比較數(shù)據(jù)列為Xi={xi(k), k=1,2,…,n}(i=1,2,…,n)。
(2)原始數(shù)據(jù)變換:目前灰色關聯(lián)分析中的原始數(shù)據(jù)變換主要有均值化變換、初值化變換和標準差變換。本文對參考數(shù)據(jù)列和比較數(shù)據(jù)列進行均值化處理,使之無量綱化、歸一化。
(3)求絕對差:Δi(k) =x0(k)- xi(k) (i=1,2, …,m;k=1,2,…,n)
(4)求關聯(lián)系數(shù)ξi(k):計算各比較數(shù)據(jù)列與參考數(shù)據(jù)列在各時刻的關聯(lián)系數(shù),其計算公式如下。
式中ρ為分辨系數(shù),其意義是削弱最大絕對差數(shù)值太大引起的失真,提高關聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性,ρ∈(0,1),一般可取0.1~0.5。本文取ρ=0.5。
(5)求關聯(lián)度ri:取ξi(k)的算術(shù)平均值。
(6)關聯(lián)序按ri的大小排序,就形成關聯(lián)序。它直接反映了比較系列對參考系列的貢獻大小或主次關系。ri的值越大,說明其關聯(lián)的程度越大,ri的值越小,則其關聯(lián)程度越小。
2 結(jié)果與分析
2.1 農(nóng)業(yè)氣象災害特征分析
由圖1 和圖3 干旱受災率的線性變化趨勢及其5年滑動平均距平的變化可見,近32 年廣西旱災變化趨勢不顯著,但有一定的階段性特征。1981—1988 年旱災率呈漸增趨勢,變幅達22%;1988—1992 年受災率居高不下,均在20%以上,其中1988 年最大,達25.7%;1993—1998 年干旱受災率小,波動平緩,變化位于5.2%~7.4%之間;1999 年以后干旱受災率較大,波動劇烈,其中1999、2004 和2010 年干旱受災率分別為16.28%、17.8%和18.3%;而2001、2002 和2012 年受災率分別為0.84%、1.6%和1.3%。從5 年滑動平均距平來看,20 世紀80 年代旱災的受災比表現(xiàn)為正距平,而澇災為負距平,說明這個時期廣西處于較旱時段。
洪澇是廣西第二大農(nóng)業(yè)氣象災害,其歷年的受災率(7.5%)低于干旱(11.8%)。由圖2 可見,近32 年來,洪澇受災率總體上以0.6 個百分點每10 年的速率增大。1981—1993 年洪澇受災率小,且年際變化幅度不大,多數(shù)年份受災率在5%以下,1993 年以后洪澇災害受災率5.2 個百分點每10 年的速率顯著減小,其中1994年受災率最大,達27.6%。從5 年滑動平均距平來看,20 世紀90 年代洪澇受災率表現(xiàn)為正距平,干旱受災率為負距平,說明這個時期廣西為相對濕潤期。
風雹災害包括大風和冰雹兩種災害。其發(fā)生的主要特點是范圍小、時間短、來勢兇猛、強度大,對農(nóng)業(yè)的影響主要表現(xiàn)是使植株受機械損傷[16]。由圖5 可見,1981—2012 年,廣西風雹災害以0.9 個百分點每10 年的速率增大。20 世紀80 年代至90 年代初,農(nóng)作物受風雹災害輕(約2%),略有增加但變化幅度小。1994年以后受災率波動大,特別是1997—2008 年風雹受災率呈周期性增大,其中2008 年最大,達12.97%。5 年滑動平均距平(圖4)顯示,風雹受災率在20 世紀90 年代初、2002 年以后表現(xiàn)為正距平,說明此階段風雹對農(nóng)作物影響相對較強。
低溫冷害是生育期因溫度低而影響作物生長發(fā)育并引起減產(chǎn)的自然災害[17]。由圖6 可見,20 世紀80 年代至90 年代初廣西低溫冷害的受災率介于0~1%,受災程度變化平緩,農(nóng)作物受低溫影響?。?0 世紀90 年代中后期低溫冷害的受災率呈周期性波動,變幅較大(達12.5%),農(nóng)作物受低溫影響較大。
2.2 農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響分析
水稻和玉米等糧食作物是廣西主要的農(nóng)作物。根據(jù)灰色系統(tǒng)分析方法的思路和要求,本文采用1981—2012 年廣西糧食作物平均單產(chǎn)、雙季早稻單產(chǎn)、雙季晚稻單產(chǎn)、單季稻單產(chǎn)和玉米單產(chǎn)數(shù)據(jù)為參考序列,選取影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要氣象災害干旱、洪澇、風雹和低溫冷害的受災面積為比較序列,采用灰色關聯(lián)分析方法計算以上4 種氣象災害與糧食產(chǎn)量之間的關聯(lián)度和關聯(lián)序列,結(jié)果見表1。
由表1 可知,干旱、洪澇對廣西農(nóng)作物產(chǎn)量的影響最大,低溫冷害的影響最小,風雹影響次小。低溫冷害對農(nóng)作物的影響主要表現(xiàn)為春季的爛秧天氣和秋季的寒露風,20 世紀六七十年代早稻爛秧天氣影響嚴重,后因品種改良及耕作技術(shù)的提高,早稻受春季低溫、晚稻受秋季寒露風危害大大減小。風雹災主要是臺風、雷雨大風及冰雹產(chǎn)生,廣西風災主要發(fā)生在夏季,冰雹主要發(fā)生在春季,風雹災的發(fā)生一般范圍小、時間短,所以對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響不大。廣西干旱有春旱(2—4 月)、夏旱(6—8 月)、秋旱和冬旱之分,以春、秋旱發(fā)生頻率最高(年年發(fā)生)、范圍最廣,夏旱次之,冬旱最輕。廣西一年四季均有暴雨出現(xiàn),但以夏季風盛行期間(4—9)月較為集中,特別是6—7 月份易形成洪澇災害[1]。
廣西早稻的生長期為3 月中下旬至7 月上中旬,春旱直接影響早稻播種及前期生長,而生長的后期,常受洪澇災害的影響,從而嚴重影響產(chǎn)量。因此,對雙季早稻而言,干旱為主要的氣象災害,洪澇次之。
廣西晚稻的主要生長季大約在7—9 月,不但夏旱經(jīng)常發(fā)生,而且常常出現(xiàn)夏秋連旱,使水稻的抽穗開花以及灌漿不能正常進行,結(jié)實率降低,空殼率高,嚴重影響產(chǎn)量。
廣西種有春玉米和秋玉米,多種植在丘陵山地,該地區(qū)恰是干旱高頻嚴重區(qū),干旱會影響玉米的正常拔節(jié)、抽雄、吐絲期,造成減產(chǎn)。
對單季稻而言,洪澇災害的影響最重,干旱次之。廣西單季稻生長期大約在5—9 月,正是廣西暴雨集中期,特別是生長前期和中期,洪澇災害及其衍生災害頻發(fā),嚴重影響單季稻的生育進程,中后期常受夏、秋干旱影響,使水稻的抽穗開花以及灌漿不能正常進行,結(jié)實率降低,從而影響產(chǎn)量。
3 結(jié)論與討論
(1)1981—2012 年廣西干旱、洪澇、風雹和低溫冷害等4 種農(nóng)業(yè)氣象災害的受災率變化均不明顯,但具有階段性特征。20 世紀80 年代至90 年代初,干旱受災率呈遞增趨勢,特別是1988—1992 年受災率居高不下,均在20%以上;20 世紀90 年代中后期較小且變化平緩,21 世紀以后干旱受災率較大且波動劇烈;洪澇、風雹、低溫冷害在20 世紀80 年代至90 年代初受災率均相對較小,變幅不大,特別是低溫冷害少有發(fā)生,20世紀90 年代中后期以后,洪澇受災率呈明顯周期性波動減小,風雹受災率呈明顯周期性波動增大,低溫冷害也呈周期性的暴發(fā)。
(2)對各主要農(nóng)業(yè)氣象災害與農(nóng)作物產(chǎn)量的灰色關聯(lián)分析表明,干旱和洪澇是過去32 年間廣西主要的農(nóng)業(yè)氣象災害,低溫冷害對農(nóng)業(yè)的影響程度最小。4種農(nóng)業(yè)氣象災害對農(nóng)業(yè)影響程度為:對糧食作物、雙季早稻、雙季晚稻、玉米等,干旱>洪澇>風雹>低溫災害;對單季稻而言,洪澇>干旱>風雹>低溫災害。因此防御干旱、洪澇是農(nóng)業(yè)氣象防災減災、提高廣西農(nóng)作物產(chǎn)量的關鍵。
廣西農(nóng)業(yè)氣象災害頻發(fā),正確認識災害的發(fā)生規(guī)律和特征是采取有效的防災減災措施的前提?,F(xiàn)階段廣西處于較旱階段,抗旱仍是廣西現(xiàn)階段和未來一定時期主要的農(nóng)業(yè)防災減災主題。風雹災不斷增大、低溫冷害隨機發(fā)生,雖然對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響較少,但近年來其發(fā)生范圍和強度在不斷增大,因此對二者的預防仍不容忽視。因此,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象災害的特點,因地制宜地合理布局,充分利用本地的氣候資源,趨利避害,同時要加強氣象災害的監(jiān)測、預報及防御工作,提高防災減災水平,減少損失。
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關鍵詞:氣候資源 現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 影響分析
衛(wèi)輝市地處河南省北部、太行山東麓,古黃河北岸。位于東經(jīng)113°51'至114°19',北緯35°19'至35°42'之間,地勢西高東低。利用地域資源,建設現(xiàn)代化生態(tài)農(nóng)業(yè)與氣候資源密不可分。通過對衛(wèi)輝市氣候資料進行統(tǒng)計分析,探尋如何利用氣候資源、建設現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)城市的途徑和方法,以期推進衛(wèi)輝市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設。文中所用資料為衛(wèi)輝市氣象觀測站觀測資料,資料序列時間長度為1971~2010年。
1、氣候資料統(tǒng)計分析
衛(wèi)輝市屬暖溫帶大陸性季風氣候,年均氣溫13.8℃,年均日照時數(shù)2446.9小時,年均降水量576.5毫米,無霜期209天。氣候溫和,光照充足,雨熱同步,寒暑適中。
1.1 溫度
衛(wèi)輝市四季氣溫的平均值變化與各年平均變化趨勢一致,均呈上升趨勢,各季平均增溫幅度差異大。其中衛(wèi)輝市春季和冬季的變化幅度比夏、秋季大;特別是冬季氣溫變暖比較明顯,并且近幾年冬季氣溫升高更為明顯。
1.2 降水量
衛(wèi)輝市40年降水量的平均值為576.5mm。衛(wèi)輝市各季、年降水平均值的變化基本呈波動下降趨勢。
1.3 日照時數(shù)
1971年至今的日照時數(shù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),年總?cè)照諘r數(shù)一直趨于減少趨勢,從70年代的2682.1h減少到2446.9h,減少了235.2h。
1.4 蒸發(fā)量
通過對衛(wèi)輝市近40年間蒸發(fā)量的變化分析,得出衛(wèi)輝市的年蒸發(fā)量呈下降趨勢。
2、衛(wèi)輝市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
近些年來衛(wèi)輝市農(nóng)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,逐漸成為全國小麥商品糧基地和中原地區(qū)最大的林果蔬菜基地。特別是高效農(nóng)業(yè)發(fā)展很快,21個基地通過農(nóng)業(yè)部的無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地認定,4個產(chǎn)品通過了綠色食品、無公害農(nóng)產(chǎn)品認證,被評為省十大無公害農(nóng)產(chǎn)品示范基地。上樂村鎮(zhèn)的凱特杏基地、唐莊鎮(zhèn)的萬畝桃花園已名揚省內(nèi)外。
3、氣候變化對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響
氣候變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響較大,重點分析氣候變暖對衛(wèi)輝農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有利因素和不利因素,最后提出建設衛(wèi)輝現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的對策及措施,主要有:充分利用熱量資源,培育和選用抗逆品種;加強防災減災工作;加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施,減小氣候變化的不利影響,加強農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測等。
(1)衛(wèi)輝市氣溫呈逐年增高趨勢,為本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了比過去更好的基礎條件,作物生長期氣溫升高,生長發(fā)育進程加快,對調(diào)整農(nóng)業(yè)品種布局、延長作物生長期、改進種植制度均非常有利。平均最低氣溫升高幅度大,使得初(早)、終(晚)霜凍和無霜期均發(fā)生了明顯的變化,20世紀80年代以后,初霜凍出現(xiàn)日期明顯推遲,終霜凍出現(xiàn)日期提前,無霜期間隔日數(shù)較60年代延長8~15天。氣候變暖有效積溫增加,作物生長期延長,使衛(wèi)輝市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力增加,但是有利于各種病蟲害的發(fā)生發(fā)展與蔓延。
(2)衛(wèi)輝市的降水有波動減少的趨勢,但不是很明顯。雨熱同季為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有利的氣候條件,但是近些年來氣候異常,干旱、暴雨、山體滑坡、泥石流、大風等自然災害出現(xiàn)頻繁,尤其是干旱連年發(fā)生,對現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成了嚴重危害。
(3)日照時數(shù)反映了一地接受太陽輻射時間的長短,是氣候形成的重要因素,也是表征一地氣候變化的主要氣象要素之一。在同等條件下,日照時數(shù)相對偏大的地區(qū),作物的生物產(chǎn)量就比較高。近些年來,由于衛(wèi)輝市工業(yè)及汽車發(fā)展迅速,大氣污染嚴重,大氣透明度降低,使日照時數(shù)偏少趨勢明顯,對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量造成了不利影響。
(4)蒸發(fā)量是氣候因子中的一個重要因子,它的變化不僅關系到區(qū)域性氣候的變化,而且關系到區(qū)域農(nóng)業(yè)的水分分析。從資料看,衛(wèi)輝市的蒸發(fā)量有減少的趨勢,蒸騰作用減小,減少了水分流失,這對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是有利的因素。
4、衛(wèi)輝市發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的對策和建議
氣候變化趨勢不可逆轉(zhuǎn),但采取相應的對策或措施,可以減緩氣候變化對衛(wèi)輝市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的不利影響,促進可持續(xù)發(fā)展。
(1)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和增加現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的建設,嚴禁在生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)開墾土地,不允許以任何借口毀壞草地。
(2)通過實施農(nóng)業(yè)面源污染防治工程,推廣化肥、農(nóng)藥的合理使用技術(shù),大力加強耕地質(zhì)量建設,科學施用化肥,引導增施有機肥,全面提升地力,減少農(nóng)田氧化亞氮排放。
(3)進一步加大技術(shù)開發(fā)和推廣利用力度。采用科學灌溉技術(shù),進一步推廣秸稈處理技術(shù);大力推廣秸稈還田和少(免)耕技術(shù),增加農(nóng)田土壤碳貯存。
(4)抓好林業(yè)重點生態(tài)建設,加大水資源配置、綜合節(jié)水的研發(fā)與推廣力度。重點研究開發(fā)大氣水、地表水、土壤水和地下水的轉(zhuǎn)化機制。
(5)大力推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新,強化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技支撐。一是增強自主創(chuàng)新能力。二是提高農(nóng)業(yè)科技推廣應用能力。三是加強農(nóng)技裝備的研制及推廣。加強農(nóng)業(yè)氣象研究和試驗工作,強化人工影響天氣基礎設施和科技能力建設。依托鄉(xiāng)鎮(zhèn)公共服務機構(gòu),推進鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象服務站建設,不斷擴大農(nóng)村氣象服務覆蓋面。加快農(nóng)村信息化示范市建設,加快建設集政策、信息共享、監(jiān)測預警、市場分析、電子商務、氣象服務于一體的“現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)”綜合網(wǎng)絡信息平臺。
(6)著力加強科技教育培訓,強化人力資源支撐。一是大力開展農(nóng)民素質(zhì)教育培訓。重點培育一流的規(guī)?;献魃?基本實現(xiàn)“村村有社、戶戶入社”目標。集中支持一批農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和新農(nóng)村建設項目,最大限度地發(fā)揮涉農(nóng)項目資金效應。
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1.年平均氣溫年際變化
我場年平均氣溫年代變化十分明顯。六十年代平均為1.0℃,七十年代平均比前十年平均升高了0.7℃,而八十年代平均達2.2℃,比七十年平均值高0.4℃,九十年代平均氣溫為2.5℃,2001-2009年年平均氣溫平均為2.6℃。
1.1生長季長度與無霜期
生長季長度是指穩(wěn)定通過5℃初日至穩(wěn)定通過10℃終日之間的長度。通過對近四十年資料普查,生長季長度和無霜期都表現(xiàn)為隨年代變長。六十年代生長季長度平均為152天,無霜期平均120天,七十年代生長季長度平均為156天,無霜期平均為120天,八十年代生長季長度平均為160天,無霜期平均為124天,九十年代無霜期平均為128天,2001-2009年無霜期平均為130天。
1.2熱量資源的變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
作物生長季長度、積溫的增長,對于農(nóng)作物的能量積累十分有利。并且從氣候角度分析,積溫的逐年代增長,糧食產(chǎn)量也應逐年代增長。經(jīng)統(tǒng)計分析,我場積溫與大豆、玉米單產(chǎn)的線性關性為:A=-221.1+0.16∑T>10℃ B=-623.4+0.38∑T>10℃
A為大豆單產(chǎn),B為玉米單產(chǎn),∑T>10℃為∑T>10℃活動積溫
通過關系式可以看到積溫每增減100℃,大豆單產(chǎn)增減產(chǎn)16斤,玉米增減產(chǎn)38斤。
實際也是如此,以大豆為例:六十年代大豆我場平均單產(chǎn)平均為148斤/畝,七十年代我場平均單產(chǎn)平均為158斤/畝,八十年代我場平均單產(chǎn)平均為165斤/畝,九十年代我場平均單產(chǎn)平均為182斤/畝,近幾年全場大豆單產(chǎn)為206斤/畝。
1.3 對作物栽種布局和品種改良的影響
由于積溫和生長季長度的變化,使我場積溫帶有所改變,按1983年的全場農(nóng)業(yè)區(qū)劃,溫和氣候帶主要位于撓力河以西、以北的平原地區(qū),而1997年的新農(nóng)業(yè)區(qū)劃細劃,溫和氣、以南部分作業(yè)區(qū),并且中南部的冷涼氣候帶有所縮小。這就使作物栽種布局有了改變。另外隨著熱量條件的改變和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高,廣大農(nóng)民迫切需要高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種。實際上八十年代中期以前本地大豆主要以早熟的北豐9號和中熟的綏農(nóng)1號為主,到了八十年代末,自發(fā)引進了中早熟品種合豐25號,而且效益相當顯著,這說明品種改良到了非常迫切的地步。目前我場大豆以綏農(nóng)14號、綏農(nóng)11號、合豐50等中熟、中早熟品種為主。
2.降水量的年際變化
據(jù)氣象站1962-2009年近48年降水觀測資料分析,歷年平均降水量575mm,六十年代平均為573mm,七十年代平均為578mm,八十年代平均為609mm,九十年代平均為588mm,2000-2009年平均降水量為549mm。1962-2009年作物生長季5-9月降水量平均為450mm,60年代平均為444mm,70年代平均為451mm,80年代平均為480mm,90年代平均為466mm,2000-2009年平均為406mm。降水量的年際變化差異較小,但是年降水量在年內(nèi)各季分布極為不均勻,特別是在春季和夏季,這在降水變率上表現(xiàn)的更加明顯。
2.1 水分資源的變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響
通過對歷史資料分析,我場九十年代以前水分供應表現(xiàn)為過剩狀態(tài),對歷年糧豆畝產(chǎn)與生長季降水量進行方差分析得到線性關系如下:
A=275.16-0.24R(5-9月)
A為全縣糧豆單產(chǎn)R(5-9月)為5-9月降水總量
分析表明:降水量多,產(chǎn)量下降,降水量少,產(chǎn)量上升。生長季降水量每增減100毫米,糧豆單產(chǎn)相應減增24斤。這主要是由于我場大部分耕地瀕臨江河,土質(zhì)條件較差,加之排澇設施不完善所致,所以在九十年代以前我場在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上洪、內(nèi)澇是突出問題。九十年代以后,隨著土壤改良、水利設施的完善,水分供應過剩問題逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣麠l件,洪、內(nèi)澇得到了較大程度的克服。近些年來大氣候背景的變化和我場場域植被的改變,使得我場發(fā)生旱情的機率比以往有所提高,九十年代以來旱災機率大過了洪澇災害,尤其春夏連旱對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響更大。
3 農(nóng)業(yè)氣象災害防御重點的改變
1985年以前,低溫冷害是對我農(nóng)場糧食生產(chǎn)危害最大的農(nóng)業(yè)氣象災害,出現(xiàn)機率達30%,其次才是旱澇災害。而近幾年由于熱量條件的變化,低溫冷害出現(xiàn)機率變小,1985年至今,僅1992年為低溫年,而旱澇災害卻成了影響年內(nèi)糧食豐收與否的關鍵。特別是澇災,往往造成大面積農(nóng)田減產(chǎn),甚至絕產(chǎn)。因此,興修水利工程,增強防澇抗旱設施,成了近幾年防御農(nóng)業(yè)氣象災害的重點。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高和水利工程設施建設的發(fā)展,旱澇災害正在逐漸減輕,而各季易發(fā)生的局地性氣象災害,如春季大風、冬季暴雪雪災、夏季暴雨、冰雹等等以及它們衍生的自然災害如泥石流、山洪等的危害成了防御重點。
4結(jié)束語