玉门市农业气候资源特征及气象灾害防御分析

雷淑琴+韩世昌+李诚+金生仁+刘霞

摘要 对玉门地区的日照、气温、降水、风及主要气象灾害进行分析。结果表明，玉门市光照充足；气温垂直分布比较明显；降水量的地域差异明显，年降水量受地形的影响，由北向南递增；风受地形影响较大，由于地处河西走廊地带，南北有两山对峙，形成自然的峡管状，风在这个地区产生峡管效应，风速明显增大。气象灾害种类多，危害严重。针对以上特点，提出了农业气候资源的应用途径及气象灾害防御措施，以期促进玉门市农业可持续发展。

关键词 农业；气候资源；应用；气象灾害；防御措施；甘肃玉门

中图分类号 S42 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0199-03

玉门市地处河西走廊西部，位于东经96°15′～98°30′，北纬39°40′～41°00′之间。面积为13 450 km2，绿州占总面积的10.7%。玉门市地貌分为祁连山地、走廊平原和马鬃山地3个部分。绿洲14.37万hm2，戈壁57.06万hm2，山地45.96万hm2，荒地15.87万hm2。境内有南靠祁连山的前山，呈西北至东南走向，海拔2 500～3 500 m。境内最高峰妖魔山，海拔4 585 m。山麓平原区海拔自山前2 500 m降至1 200 m以下，相对高度110～290 m。中部有宽滩山、黑山和低山丘陵，分隔赤金、花海2地。北部有马鬃山，呈西北至东南走向，山势低矮，坡度平缓，海拔1 400～1 700 m。西部的玉门镇片区位于昌马河冲积扇地带，扇腰以上为戈壁，以下为绿洲，绿洲外是扇原平原，地势自东南向西北倾斜。根据中国气候区划，玉门市属中温带干旱气候，降水少、蒸发大、日照长、风沙多；冬冷夏热、气候干燥。

1 气候资源特征

1.1 日照

光能是植物生活不可缺少的重要自然资源，对植物的生长发育起着重大作用，因此，研究农作物对光能资源的利用十分重要。日照是农作物热量的来源，日照时数的多寡表示了光能资源的优劣，是重要的农业气象指标之一。

玉门地区光资源丰富，日照充足，年日照时数3 202.6 h，4—9月作物生長季的日照时数为1 807.5 h；6月日照时数最多，为315.8 h；12月最少，为210.0 h（表1）。农作物生育期≥0 ℃期间日照时数为2 300.8 h，生育期≥10 ℃期间日照时数为1 601.6 h；花海、柳河、黄闸湾、下西号、小金湾、独山子、柳湖、玉门镇等地年日照时数为3 200～3 300 h，南部赤金、清泉、昌马等乡镇年日照时数为3 100～3 200 h。根据日照时数的分布特征可以得出，市境内日照时数地域差异比较大，日照时数随海拔的增高而减少，这样就形成了日照时数北部乡镇多于南部乡镇的地理分布特点。以上资料可以看出，玉门境内光照充足，光能资源丰富，具有得天独厚的气候资源优势，能够满足各种作物对日照的需要。

1.2 气温

玉门市大陆性气候特点明显，冬季冷而长，夏季热而短，北部乡镇年平均气温高于南部乡镇。全市平均气温在3～8 ℃之间，由北向南降低。最冷月（1月）平均最低气温为 -19.6 ℃（表2），最热月（7月）平均最高气温为31.9 ℃（表3），气温日较差大，是我国高值区之一。气温日较差大，有利于干物质积累，增加籽粒千粒重。青海、西藏等地的资料表明，日较差大极有利于作物产量与质量的提高。因此，日较差大是玉门市农业气候资源中的一大优势。

全市无霜期的地域分布特点：川区无霜期为135 d，花海盆地为137 d，赤金、清泉一带为135 d；山区变化复杂，坡地无霜期比川区略长，如老市区为144 d，昌马盆地为117 d。

玉门市日平均气温稳定通过0 ℃的活动积温为3 451.0 ℃，日数为237 d；稳定通过5 ℃的活动积温为3 295.7 ℃，日数为197 d；稳定通过10 ℃的活动积温为2 941.9 ℃，日数为158 d；稳定通过15 ℃的活动积温为2 275.1 ℃，日数为111 d。

1.3 降水

水是植物生命活动所必需的条件之一，是农业生产中一个非常重要的因素，是农作物进行光合作用制造有机质的原料。而且水分对于农作物的生长发育、产量高低以及品质的优劣都有着重要的意义。玉门市的水分资源主要有自然降水、河流及地下水。自然降水量是指来自天空的降水量，具体是指从天空降落到地面上的液态、固态降水，在未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。西北地区是我国降水量最少的地方，也是北半球同纬度降水量最少的地方[1]。玉门市全年降水量仅为66.5 mm，降水比较稀少。

1.3.1 降水四季分配不均。玉门降水四季分配不均，主要降水时段集中在6—8月，降水量为32.7 mm。而且降水量的年际变化大，年降水量最多为123.0 mm，年降水量最少仅为33.6 mm，两者相差89.4 mm。这种雨热同季的分布特点对农业生产非常有利。

1.3.2 降水少，各地差异大。全市降水量为57.1～172.8 mm，降水量地域差异比较明显。年降水量的分布受地形的影响较大，由北向南递增，随着海拔的增高，降水量呈增加的趋势。降水量低值中心在花海盆地，高值中心在南山山地。玉门市具有典型的大陆性荒漠气候特点，降水日数少，积雪日数少且积雪深度不深；从降水量来看，不能满足植物的要求，全市农区主要依靠灌溉。

1.4 风

风受地形的影响较大，走廊地带冬季盛行偏西风，夏季盛行偏东风，全年风向频率以东风最多。玉门市地处河西走廊地带，加上南北有两山对峙，从而形成了天然的峡管状，风在此地产生峡管效应，风速明显增大，全年大风日数为40.7 d。

1.4.1 风的日变化明显。玉门市风的日变化比较明显，沿山一带多为山谷风，比如昌马、清泉。

1.4.2 风能资源丰富。玉门市的年平均风速为3.8 m/s，风能资源非常丰富，对发展清洁能源非常有利。同时，还可为农业生产提供天然的动力。endprint

2 农业气候资源利用

2.1 有利于作物生育的气候条件

玉门地区日照长、温差大、积温高，大部分地方热量资源一熟有余，能够种植生育期较长的喜温作物。区内风力资源丰富，空气动能作用强烈，年平均风速3.8 m/s。由于空气流速快，便于大范围内二氧化碳的补充，因而提高了植物光合作用的强度，有利于植物受粉和作物干物质、糖分的积累。粮、棉、油干物质积累多，品质好，瓜果含糖量高，着色好，成熟早。由于空气干燥，气温日较差大，病虫害种类少、繁衍慢，一般危害程度较轻。

2.2 不利于作物生育的气候条件

玉门地区降水量为57.1～172.8 mm，多集中在6—8月，且常以暴雨形式降下，对湿润土壤和植物生长发育不起保证作用。由于降水少、季节分布不平衡、年际变化大，在牧区经常出现春旱和夏旱，农区常出现春旱、夏旱、伏旱和秋旱。因此，降水不能满足农业生产需求，必须依靠灌溉。

2.3 农业气候资源的有效利用

充分发挥有利的气候资源优势，批量种植粮食、油料、甜菜、瓜类、蔬菜、特色作物，形成一定的产品优势。采取一系列综合措施，发掘水源保障灌溉，轮作倒茬，消灭杂草，提高土壤肥力，做好农田基本建设、肥料建设、种子建设等。

2.3.1 按适生区布局作物，防止越区种植。作物布局是一个复杂的问题，需要各学科综合考虑，最后达到合理化。很显然，将作物种植在最适合生育的区域内，有利于提高光热资源利用率，容易获得高产。因此，棉花、瓜果、枸杞等作物种植在花海地区比较合适；川区是春小麦、胡麻、甜菜、洋葱、啤酒花、茴香、蔬菜、红花等作物的最适合区和适宜区。

2.3.2 掌握气候规律，减少光热损失，提高光能利用率。适时早播以充分利用早春光热资源；间套复种以延长地面绿色覆盖时间；合理密植以增加叶面积系数，减少光能漏射。

3 主要农业气象灾害及防御措施

玉门地区农业气象灾害的种类繁多，灾情比较严重。境内主要的农业气象灾害有霜冻、干热风、大风、连阴雨等。

3.1 霜冻

霜是指当气溫下降使地表或接近地表的物体表面最低温度下降到0 ℃或以下，空气中水汽直接凝华在地表或物体上形成白色冰晶的一种天气现象[2]。对农作物造成的冻害并非是白色的冰晶霜，而是气温降低到0 ℃以下时，由低温引起的农作物植株体茎叶的伤害或死亡的冻害[3]。霜易在晴朗、微风、湿度大的夜间形成。霜冻的形成与温度的降低有关，作物霜冻分为轻霜冻、中霜冻、重霜冻。

3.1.1 霜冻的种类及出现时间。霜冻分早霜冻和晚霜冻2种，2种霜冻遍及玉门地区。早霜冻年平均日期为9月下旬后期。晚霜冻年平均日期为5月上中旬。

3.1.2 霜冻的危害。霜冻对农作物及经济林果造成的危害，其实质是由于0 ℃以下的低温所引起的植株茎叶器官组织中的细胞内结冰使细胞致死。玉门地区存在早、晚霜冻的危害。同为霜冻，一般来讲晚霜冻危害大于早霜冻。早霜冻出现愈早，晚霜冻结束愈迟，对农作物及经济林果的危害就愈重。从时间上看，9月出现的早霜冻比10月出现的早霜冻危害重，5月结束的晚霜冻比4月结束的晚霜冻危害重。

玉门地区早霜冻的出现时期正值秋作物灌浆期、乳熟期和黄熟期，如果穗粒尚未进入蜡熟阶段，此时遇上霜冻，危害较严重，造成大幅度减产，反之则损失较轻。在玉门地区晚霜冻的结束时期，正值大秋作物幼苗期、经济林果开花授粉坐果期，此时遇上霜冻，就会造成不同程度的危害，轻则冻伤农作物的茎叶组织，重则冻死植株，经济林果花果受冻大量脱落，造成严重减产。

3.1.3 霜冻的防御。①熏烟法：当预报有霜冻时，应于次日凌晨霜冻形成之前（一般为5：00以前），在地头上风方点燃植物秸秆等，不产生明火，目的是使其产生大量的烟雾，并尽可能使其烟笼罩在要保护的地段上空，形成烟幕，让烟幕携带的热量释放出来，避免霜冻的危害。②灌水法：如果预报有霜冻，应在其来临之前对要保护的田块进行灌水，以增加土壤内部的容积热容量，调节田间小气候，缓解霜冻的危害。③加热法：大棚内应提前开炉供暖，为了经济起见也可以不开炉，循环锅炉内原有的存水尽管是冷水，仍可以和大棚内周围的更冷空气进行热量交换。④施肥法：大棚内提早施放二氧化碳气肥，因为二氧化碳具有阻挡地面有效辐射的作用，可以减少地面热量的支出，但如果施肥太迟，反而会使冻害加重，因为液化气肥施放后，需要从周围环境中吸收热量[4-5]。

3.2 干热风

干热风是玉门地区主要的农业气象灾害之一，是一种高温低湿并伴随东风的天气过程，干热风天气对作物危害非常大。

3.2.1 干热风定义及气候特征。6月11日至7月20日期间连续3 d内同时达到：每天的平均气温正距平≥2.0 ℃或连续3 d的正距平和≥6.0 ℃为轻度；连续3 d平均气温正距平≥9.0 ℃为中度；连续3 d平均气温正距≥12.0 ℃为重度。14：00为偏东风或静风，且相对湿度<30%；3 d的最高气温平均值≥32.0 ℃。

3.2.2 玉门地区干热风防御措施。一是选育抗干热风品种，合理搭配早、晚熟品种，改革种植制度；二是大力营造防护林体系；三是完善灌溉系统，合理灌溉，科学用水，在干热风来临前后对农作物进行合理灌溉；四是在干热风来临之前，使用化学药剂改善作物生理机制，提高作物对干热风的抵抗能力[6-7]。

3.3 大风

玉门地区是冷空气入侵甘肃省的必经之路，由于特殊的地理位置和下垫面环境条件，玉门地区是甘肃省大风沙尘天气的高发地域。其中，年大风日数达40.7 d，沙尘暴日数达8.2 d。从时间分布来看，春季（3—5月）是玉门市区域性大风沙尘天气的高发期，秋季（9—11月）出现概率最小。

3.3.1 大风对农业生产的危害。风害是一种农业气象灾害，是指大风对农业生产造成的直接和间接危害。直接危害主要指造成土壤风蚀沙化、对作物的机械损伤和生理危害，同时也影响农事活动和破坏农业生产设施；间接危害是指传播病虫害和扩散污染物质等。对农业生产有害的风主要是季节性大风、地方性局地大风等。endprint

3.3.2 大风防御措施。一是在风口、风道处选择抗风性强的树种营造防风林带；二是设立防风障，加强农田管理措施；三是培育矮化、抗倒伏、耐摩擦的抗风品种[8]。

3.4 连阴雨

连阴雨天气指同时满足连续阴雨≥5 d，过程总降水量≥15.0 mm（允许其中1 d微量或无降水量，但不包括过程起止日期），日平均总云量≥80%的天气过程。

3.4.1 连阴雨天气对农业生产的影响。连阴雨天气如果发生在少雨干旱之后，在一定時期内对农业生产有利，能缓解旱象。但长连阴雨使得土壤过湿和空气长期潮湿，日照严重不足，常造成农作物生长发育不良，产量和质量遭受严重影响。其危害程度因发生的季节、持续的时间、气温高低和前期雨水的多少及农作物的种类、生育期等的不同而异。如在6月中下旬春小麦灌浆期、8月下旬至9月玉米灌浆成熟期、棉花采摘期、葡萄成熟期及各类农作物籽种晾晒期等关键期出现持续性阴雨天气对生产弊大于利。

3.4.2 连阴雨天气防御措施。连阴雨天气发生时，由于降水过多造成农田湿（渍）害；日照偏少，不利于作物进行光合作用，作物长势弱；温度过低，一些生长作物积温不足，出现病虫害。同时，连阴雨过程伴随的暴雨洪涝灾害还会损毁农田水利设施。针对以上不良影响，提出及时开沟排水、增加土壤透气性、防止渍害发生、及时加固温室大棚棚架和畜禽舍等措施[9]。

4 参考文献

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[2] 赵煜飞，刘娜，高鹰，等.气象标准一本通[M].北京：气象出版社，2016：86-93.

[3] 温克刚，李黄，毛耀顺，等.中国气象灾害大典[M].北京：气象出版社，2005：274-308.

[4] 曾维和，杨星炜.农村气象灾害防御体系分割式困境与对策：基于整体性治理的理论视角[J].阅江学刊，2015，7（6）：31-42.

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[6] 辛吉武，许向春，陈明.气象灾害防御管理模式及防御机制研究[J].中国软科学，2009（增刊1）：276-283.

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