马对平 栗景翔 温文明
摘要 选用大宁县(1973—2008年)36年地面气象观测历史资料,与大宁县近10年(2009—2018年)地面气象观测资料进行对比分析,重点探讨大宁县近10年春季的气候变化特征,客观分析了春季气候对大宁县农业生产的影响,结合大宁县春季气候特点,提出相应防御措施,对合理安排春季农事生产具有重要的指导意义。
关键词 春季气候;农事生产;影响;防御对策
大宁县是一个农业大县,农事生产仍然受到天气气候条件的严重制约,天气气候条件的微小变化均会对农业生产造成不同程度的影响,导致农产品产量、质量和生产效益的波动。春季3—5月,正值春耕备播、出苗及幼苗期生长发育的关键时期,农作物能否适时播种、正常出苗及幼苗生长发育受到气象条件的严重制约。因此,了解春季气候特点,知晓不利天气相应防御措施,对提高农业生产能力,保障粮食安全具有十分重要的意义。
1大宁县概况
大宁县位于山西省吕梁山南端,临汾市西陲,东西长50 km,南北宽38 km,总面积963 km2。地势南北高,中间低,东高西低,南北群山环绕,中部丘陵、垣、川交错,全县海拔在480~1 719 m,农业产值约占财政收入的50%以上,为典型的农业县之一。农作物种类多样,粮食作物主要有玉米、谷子、高粱、棉花、豆类等。
大宁县属暖温带半干旱大陆性季风气候,昼夜温差大,光热资源丰富,雨热同季。年平均降水量473.2 mm,年平均日照时数2 440.6 h,年平均气温10.9℃,年极端最高气温41.3℃,年极端最低气温-21.7℃,年平均无霜期212 d。主要气象灾害有干旱、大风、霜冻、低温、冰雹、暴雨、寒潮、暴雪等。
22009—2018年大宁县春季气候特征分析
2.1日照
2009—2018年春季(3—5月)大宁县平均日照时数为621.8 h,比历年平均值659.7 h偏少37.9 h,其中3月平均日照时数为192.2 h,比历年平均值191 h偏多1.2 h;4月平均日照时数为212.8 h,较历年平均值218.6 h偏少5.8 h;5月平均日照时数为220.0 h,比历年平均值250.1 h偏少30.1 h。3月和4月日照时数与历年基本持平,5月除个别年份出现连续7 d的低温寡照天气外,大部分时间白天日照时数达到8 h以上,光照充足。
2.2温度
2.2.1春季气温变化特征2009—2018年春季(3—5月)大宁县平均气温为12.9℃,比历年平均值12.6℃偏高0.3℃,极端最高气温38.5℃,出现在2013年5月21日,极端最低气温-12.0℃,出现在2010年3月10日。3—5月逐月平均气温按6℃左右的速度递增。其中3月平均气温为6.9℃,比历年平均值偏高1.4℃,10年间月平均气温最低为2011年的3.1℃,最高为2009年的11.2℃,相差8.1℃;4月平均气温为13.5℃,较历年平均值偏高0.1℃,10年间月平均气温最低为2010年的10.3℃,最高为2018年的14.9℃,相差4.6℃;5月平均气温为18.4℃,比历年平均值偏低0.5℃,月平均气温最低为2014年的17.0℃,最高为2009年和2013年的19.5℃,相差2.5℃;从月平均气温的变化情况看,4月和5月80%的年份月平均气温变化比较平缓,而3月月平均气温年度变化较大(图1)。
2.2.2土壤各深度层解冻日从表1可以看出,地面0 cm解冻初日最早出现在2月23日,最晚出现在3月27日;地面5 cm解冻初日最早出现在2月23日,最晚出現在3月23日;地面10 cm解冻初日最早出现在2月6日,最晚出现在3月3日。解冻日期充分显示了进入春季,虽然冷空气残余势力仍然较强,但是由于光照充足,大地温度回升迅速,地面0~10 cm连续冻土终止日期最晚均截止在3月,3月底以前0~10 cm土壤全部解冻。
2.2.3日平均气温稳定通过0℃和10℃的时间经过对2009—2018年日平均气温稳定通过各界限温度的统计显示,10年间日平均气温稳定通过0℃的初日最早是2009年2月1日,最晚是2010年3月11日,平均初日为2月20日;日平均气温稳定通过10℃的初日最早出现在2014年3月23日,最晚出现在2010年4月28日,平均初日为4月10日。
2.2.4春季冷空气活动春季的倒春寒和晚霜冻是影响农业生产最常见的一种气象灾害。倒春寒是初春气温回暖较快,而在春季后期(一般4月或5月)突然受冷空气袭击,使气温较正常年份偏低的一种天气现象。由表2可知,大宁县4月冷空气活动频繁,在10年中除2016年外,其他9年均有倒春寒现象发生,并且多数情况伴有大风、霜冻和雨雪天气,最低气温和地面最低温度大都接近0℃或以下,出现冻害,给农业生产造成严重伤害。
2.3降水分布特征
水分是植物组成的主要因素之一。植物根系从土壤中吸收水分和养分完成它的整个生理过程,土壤水分是作物水分供应的基础,而大气降水是土壤水分的主要来源。因此适宜的降水分配给农业带来高产,不利的降水分配则发生旱涝,抑制作物的生长发育。
大宁县年平均降水量473.2 mm,其中冬季平均降水量为14.4 mm,占全年总降水量的3.0%,春季平均降水量为76.8 m,占全年平均降水量的16.2%(表3)。全年降水最集中的时段在夏季,秋季次之,冬季最少,由于降水不足,极易造成冬春连旱的情况。
2009—2018年3—5月降水分布特征(图2):3月平均降水量8.4 mm,较历年平均值14.7 mm偏少6.3 mm,10年间月降水量最多的年份是2014年,为20.1 mm,月降水量最少的年份是2015年,为0.9 mm,其中1年月降水量为正距平,其余9年为负距平;4月平均降水量为29.6 mm,比历年平均值25.2 mm偏多4.4 mm,月降水量最多的年份是2014年,为51.6 mm,月降水量最少的年份是2009年,为3.2 mm,其中6年月降水量为正距平,4年为负距平;5月平均降水量为49.5 mm,比历年平均值38.5 mm偏多11.0 mm,月降水量最多的年份是2009年,为90.9 mm,月降水量最少的年份是2010年,为28.7 mm,降水正距平年份有7年,降水负距平年份为3年。
32009—2018年春季气候对农业生产的有利因素
3.1春播期光温适宜,利于春播备耕
2009—2018年春季3—5月逐月平均气温按6℃左右的速度递增,使大气温度得到快速回升,10年中3月平均气温6.9℃,较历年平均值5.5℃偏高1.4℃,日平均气温稳定通过0℃的时间最晚在3月11日,加之3月降水偏少,晴朗天气较多,光照充足,土壤解冻迅速,土壤连续冻土止日最晚出现在3月上旬,4月平均气温与历史同期持平,0~10 cm日平均地温稳定通过10℃的时间最晚在4月16日,4月下旬日平均气温稳定通过10℃,由此可见,春播期光热适宜,有利于春播备耕工作的开展。
3.2春季降水,总体满足春播需求
2009—2018年春季平均降水量为87.5 mm,较历年同期偏多9.1 mm,适宜春播期及作物出苗、幼苗期的4月和5月90%以上年份降水量在55 mm以上,日降水量大于5 mm的有效降水明显增多,有效缓解了前期的旱情,改善土壤墒情,有利于播种工作开展及幼苗正常生长发育。
4大宁县春季气候对农业生产的不利因素
4.1春季大风天气、阶段性干旱对农业生产的不利影响
冬春交替时节,虽然冷空气势力逐渐减弱,但是活动仍较频繁,同时暖空气势力逐渐增强,因此极易产生大风天气。据统计,2009—2018年3—5月6级以上大风出现次数为60次,占10年内大风总次数110次的55%,大风使土壤失墒速度加快,加重春旱,对作物出苗、幼苗生长发育和设施大棚构成严重危害。
由图2可以看出,2009—2018年,各年度春季3个月总降水量除个别年份严重偏少不能满足春播及作物幼苗生长需要外,大多数年份基本满足播种及幼苗生长发育需求,甚至其中3年春季总降水量偏多,但部分年份由于降水过于集中或分散,降水分布不均,造成阶段性干旱现象的发生。例如,2009年3—4月未出现有效降水,阶段性干旱严重,直至5月10日才出现5 mm以上有效降水,作物播种偏迟;2010年4月22日至5月26日、2012年4月25日至5月28日、2018年4月22日至5月18日,分别出现近30 d内无5 mm以上有效降水,阶段性干旱均对作物出苗及幼苗生长发育造成一定影响。
4.2倒春寒对农业生产的不利影响
倒春寒作为春季中、后期发生的一种冷空气活动,对农事生产影响很大。例如,2010年4月11—13日,出現持续低温并伴有降雪、大风天气,12日日最低气温降到1.2℃,较11日下降5.8℃,13日日最低气温降到-6.4℃,较12日下降7.6℃,日平均气温48 h降温达到8℃;2010年5月10日,日最低气温较9日下降8.9℃;2013年4月5—6日,6日日最低气温降到-4.4℃,较5日下降11.4℃;2015年4月12—14日,14日日最低气温降到-1.6℃,48 h下降5.0℃;2015年5月11—12日,11日日最低气温较10日下降5.2℃,12日最低气温降到1.9℃;2016年5月2—3日,3日日最低气温降到2.2℃,较2日下降5.3℃。统计近10年春季4、5月强冷空气活动显示,倒春寒现象90%的年份都有发生,导致作物播种推迟,出苗参差不齐,幼苗长势偏弱。
5防御建议
5.1低温、倒春寒的防御
科学计算用种量,适当增加播量;采取种子包衣播种,防止低温烂种;肥水充足,培育壮苗,增强作物抗逆性;密切关注天气变化,在降温来临前浇水灌溉减轻倒春寒的危害;药物喷施,提高作物抗寒能力;采取风口处设立屏障、熏烟法,减轻倒春寒等恶劣天气的危害。
5.2大风灾害的防御
检查棚室,压紧棚膜底部,拉紧压膜线,及时修补破损棚膜,科学、安全安排通风;覆盖地膜时要把地膜拉紧,紧贴垄面铺平,四周用土压严,并且每隔一段距离横向压土;玉米、高粱等高秆作物推广大垄宽窄行播种,合理密植,可增强田间通透性,减轻田间玉米植株对风的阻力,促进基部茎节的发育,增强抗风能力
5.3阶段性干旱的防御
选用耐旱品种,推广旱作技术;中耕耙磨,施足有机肥,秸秆覆盖保墒;覆盖地膜,使用抗旱剂,做好田间管理;利用好灌溉设施,科学规划作物种植结构;干旱、倒春寒、大风是大宁县春季农业生产的主要气象灾害,制约着大宁的经济发展。改变农业种植结构,选用优质适宜品种,推广先进种植技术,大力发展节水灌溉、设施农业,合理利用水资源,大力开发利用空中云水资源具有十分重要的现实意义。
参考文献
[1] 高雪琴.干旱对平舆县农业生产的影响及防御对策[J].现代农业科技,2018(10):227.
[2] 刘彦随,刘玉,郭丽英.气候变化对中国农业生产的影响及应对策略[J].中国生态农业学报,2010,18(4):905-910.
[3] 吴小玲,廖艳阳.气候变化对农业生产的影响综述[J].资源与环境科学,2011(11):302-304.
[4] 徐玲玲.2015年春季气候对农业生产的影响[J].中国农业气象,2015,36(3):372-373.
[5] 施国富,裘文君,叶传伟,等.富阳夏季高温干旱分析与防御对策[J].浙江农业科学,2015,56(9):1481-1484.
[6] 钱锦霞,王振华,赫玉峰.山西省春季气候变化及其对农业生产的影响[J].干旱区研究,2008(1):64-69.
[7] 姜丽霞,王晾晾,杜春英,等.1971—2014年黑龙江省春季气温演变特征及对作物播种期的影响[J].资源科学,2015,37(4):849-857.
[8] 张淑敏,张社岐,陈亚利.铜川春季气候特征分析[J].陕西气象,2011(2):26-28.
[9] 阎琦,吴艳青,朱宇,等.鞍山市春季气候变化及其对农业的影响[J].安徽农业科学,2008,36(4):1599-1600,1633.
责任编辑:郑丹丹