2020/2021年度咸阳冬季气象条件对农业生产的影响

刘 帆，高 萌，刘 艳，吕 阳

（1咸阳市气象局，陕西咸阳 712000；2陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室，西安 712034）

0 引言

20 世纪90 年代以来，陕西省平均气温不断升高，尤其是冬季温度增长最为显著，且关中地区暖冬特征突出[1]。随着气温升高，某些极端天气发生的频率或强度也会不断增加或增强[2]，对农业生产和发展造成不利影响，因此应加强农业生产应对极端气候事件的研究，减少损失，保持可持续发展。国内外许多专家从农业生产的角度对气象条件、气象变化进行研究，并提出应对措施。陈少勇等[3]研究认为陕西主要影响农业生产的气象灾害分别为干旱、风雹、洪涝和霜冻。秦佩[4]研究认为温度过低不利于冬小麦生长，日照主要影响粮食作物的成熟期。葛徽衍等[5]研究发现陕西关中地区降水资源整体不能满足秋粮生产的需求，需进行灌溉和开展人工增雨。王东霞等[6]研究发现低温寡照时间过长会造成大棚蔬菜营养物质缺乏，出现烂棵、烂果现象。

咸阳市是陕西省的农业大市，是中国最大的优质苹果生产基地，同时也是陕西最大的无公害精细蔬菜生产基地，但农业生产大多基础设施较为薄弱，抵抗气象灾害的能力也相对较弱；因此，开展气候变化、极端天气等对农业生产的影响方面的研究显得尤为重要。冬季是咸阳大棚蔬菜生产的主要时期，也是小麦、果树的越冬期，该时段易发生寒潮、大风、雨雪、低温寡照、雾霾等灾害性天气。2020/2021 年冬季咸阳地区一方面气温异常偏高，多站平均气温、日极端最高气温接近气象记录以来的极值；另一方面冷空气活动频繁，强降温过程较多，无日照日也较多，对当地农业生产有很大影响。因此，笔者通过对2020/2021年冬季咸阳市农业气象条件进行分析，根据农田调查结果，结合主要农业气象灾害资料及农事活动特点，总结冬季气象条件对农业生产的影响，提出相应的农业生产建议，以期为咸阳地区优化农业生产管理和气象防灾减灾提供理论参考。

1 研究资料和方法

1.1 研究区概况

咸阳地处陕西关中平原腹地，属于温带半湿润大陆性季风气候，光照充足、四季分明、雨热同季，年平均气温9.2～13.6℃，北部气温低于南部，西部气温低于东部。多年平均年降水量在486.9～591.1 mm之间，雨量分布不均，多集中在7—9月。全市土地面积10189.4 km2，约占陕西省总面积的5.0%，南北长度149.4 km，东西长度139.7 km[7]。咸阳下辖2区、2市、9县，其中北部县（市）包括长武县、彬州市、旬邑县、淳化县、永寿县，南部县（市、区）包括秦都区、渭城区、武功县、三原县、兴平市、泾阳县、礼泉县、乾县，辖区内主要的农业气象灾害有干旱、暴雨、洪涝、大风、冰雹、霜冻、低温冻害等。

1.2 数据来源与处理方法

气象资料由咸阳市气象局提供。选用2020/2021年冬季（2020 年12 月—2021 年2 月）咸阳市12 个国家气象观测站日平均气温、日最高气温、日最低气温、降水量、日照时数等气象资料进行分析，并与1959—2019年冬季各气象要素的气候标准值进行统计对比。

2 结果与分析

2.1 气象条件分析

对咸阳市2020/2021 年度冬季各区县的气象条件进行分析，并与1959—2019年的气候统计值进行对比（见表1），可以看出，2020/2021 年度冬季咸阳平均气温为1.3℃，较常年同期偏高1.7℃，为1959年以来冬季平均气温第6 高值。各区县的平均气温均较高，历史排名均位于前十位，且秦都区、兴平市平均气温分别达到历史第2、3高值。2月下旬平均气温持续偏高，2月20—21日长武县、泾阳县、礼泉县、乾县、咸阳市、兴平市的日最高气温突破历史极值。2020/2021 年度冬季共出现3 次明显的降温天气过程，其中，12 月28—30日、1月6—7日的平均气温下降幅度明显，过程降温幅度分别为6.7、5.7℃，12月12—14日的降温幅度相对较小，为4.4℃。

表1 2020/2021年度咸阳冬季各县气象要素及排名

冬季低于0℃的日平均气温的累加称为负积温，表示严寒程度，用于分析越冬作物冻害[8]。负积温是重要的农业气候生态指标之一[9]。2020/2021年度冬季咸阳平均负积温达-154.7℃，与历年同期平均负积温基本持平，但南北分布明显不均，南部负积温为-143.4℃·d，较历年同期偏多67.8%；北部负积温为-170.6℃·d，较历年同期偏少29.8%，其中永寿县负积温最少，为-107.9℃·d。

冬季平均降水量为27.1 mm，较历年同期偏多44.6%，为历史第11高值。从各县区分布来看，泾阳县降水量最多(35.3 mm)，武功县降水量最少(16.4 mm)。冬季日最大降水量出现在2021年2月24—26日，淳化县、泾阳县、乾县日最大降水量分别为14.8、14.1、11.3 mm，达到了历史同期第3 高值，同时这次降水过程也是咸阳2021年的首场透熵雨，为冬小麦返青后启动旺盛生长提供良好条件。

冬季平均日照时数为433.4 h，较历年同期偏少5.3%，表明光照持续偏少，无光照日数达13 天。北部日照时数较历年同期偏少2.4%，无光照日数11 天；南部日照时数较历年同期偏少6.3%，无光照日数达15天，分别为12月上旬（达7天）、1月下旬（3天）和2月下旬（5天）。

整体而言，咸阳市2020/2021 年度冬季气温偏高，北部负积温不足，降水偏多，光照偏少。冬季前期光照偏少，寡照日数多，中期出现多次强降温天气，且时段相对集中，后期日极端气温偏高，降水偏多。从空间分布上看，平均气温和负积温均呈南多北少，而降水量分布为东多西少，日照时数为北多南少。咸阳市2020/2021年度冬季气象条件对农业生产有利有弊，但低温寒潮、寡照等天气对农业生产的影响弊大于利。

2.2 气象条件对农业生产的不利影响

2.2.1 低温寒潮的影响2020年12月28—30日和2021年1 月6—7 日遭遇了2 次横槽型寒潮天气，主要以剧烈降温为主，降温幅度大，最低气温分别下降了9.6、10.4℃，且南部-7.0℃以下的低温持续了3 天（见表2）。气温突降，低温持续时间长，蔬菜大棚内的温度低，蔬菜呼吸作用减弱，营养物质缺乏，抗病能力低。泾阳县、三原县、武功县、兴平市、秦都区的大棚蔬菜（主要是辣椒、茄子、黄瓜、西红柿等）出现烂棵、烂果现象，造成了部分区域的绝收。由于冬季前期气温较高，使得冬小麦和蔬菜没有经过抗寒锻炼，抗冻能力减弱[10]，遇到大幅降温后，造成严重冻害，产量和品质下降。

表2 2020年12月30日—1月1日及1月7—9日咸阳各县（区）日最低气温 ℃

2.2.2 低温寡照的影响 低温寡照是指秋冬季节受强冷空气影响导致气温大幅下降，同时天空云层较厚，太阳光线极少或全无（每天日照时数≤3 h），并持续几天而造成的灾害[8]。咸阳2020/2021年度冬季各县12月—2月均出现了2～4 次连续3 天以上无日照现象，其中，1月1—7日咸阳各县普遍无日照，2月24—28日全市无日照，三原县12月1—9日出现的无日照日数最长（见表3）。设施生产是通过人类制造的局地小气候使作物反季节生长，一般在冬季进行，对环境温度以及光照的依赖性极强[9]，光照不足时，设施大棚白天吸收太阳能少，棚内温度低，热量储存少，棚内蔬菜的光合作用下降，呼吸作用增强，处于养分消耗状态。设施棚室内连续3天无日照，黄瓜、辣椒、西红柿等光、温敏感蔬菜的抗旱能力减弱，出现生长减缓、落花落果等现象；连续7天以上无日照时出现受冻、脱水等严重灾害，损失严重。同时，持续的寡照天气对油菜、露天蔬菜的生长也不利。

表3 2020/2021年咸阳冬季连续3天以上低温寡照天气统计

连续阴天期间，光照较弱，应加强大棚的温度控制管理，将温度控制在较晴天低2～3℃，减少呼吸消耗，保障蔬菜的正常生长[11]。在低温寡照天气时，还应严格控制浇水，及时通风，以免降低地温，增加空气湿度，诱发病害[12]；要及时修补棚膜漏洞，拉紧压膜线，及时加盖草苫、棉被等覆盖物，做好棚内温度调控。冬季雾霾严重，灰尘微粒附着在棚膜上会严重影响温室采光，因此应采用布条绳震动、擦拭等方式及时除尘，增加透光量。

2.2.3 负积温不足的影响 冬季负积温不足，越冬作物不能完全进入停止生长期，始终处于“似醒非醒”状态，造成农作物根系不发达，根系贮备养分相对减少，从而导致农作物起身后难以形成健壮苗，降低了农作物抗逆性，使农作物在春季对低温更加敏感。咸阳2020/2021 年度冬季北部负积温不足，较历年同期偏少29.8%。2021年3月31日—4月2日出现春季降温、大风天气，造成北部油菜发生严重冻害、大面积绝收，南部小麦出现严重倒伏现象。

2020/2021年度冬季北部负积温不足，苹果树长时间处于树液流动期，造成根部养分不断向上输送，营养物质多消耗于茎杆之上，根部养分贮备不足，导致树势减弱，花芽增多，坐果率降低，从而影响苹果产量和品质。

冬季负积温不足时，应加强对农作物病虫害监测预测，及早开展农业病虫害预防工作；春季适当增大农田、果树施肥量，施肥后及时灌溉，做好农田保墒工作，田间管理提前时间以7～10天为宜。

2.3 气象条件对农业生产的有利影响

咸阳2020/2021 年度冬季气温较常年偏高，热量条件好，小麦分蘖数增加，且2月气温异常偏高使咸阳小麦返青提前7～10天；同时也弥补了大棚蔬菜因寡照造成的热量偏少的问题。

2020 年12 月下旬和2021 年1 月上旬的寒潮天气过程造成的低温有效地杀灭田间虫卵，减少了害虫越冬基数，降低来年病虫害的发生概率。

2021年2月下旬的首场透墒雨，降水及时，雨量充沛，增加了土壤含水量，有利于小麦拔节及增加有效穗[13]，为春季农业生产奠定良好的基础。

3 结论与讨论

（1）咸阳市2020/2021 年度冬季气温偏高、负积温不足、降水偏多、日照偏少，期间阶段性出现了大范围低温寒潮、寡照等农业气象灾害，其中平均气温、日最高气温、日最大降水量突破或接近历史极值。

（2）咸阳市2020/2021 年度气象条件对农业生产有利有弊，但寒潮、低温寡照等天气对农业生产的影响弊大于利。气温偏高，有利于冬小麦增加分蘖，但小麦也得不到抗寒锻炼，易出现冻害。负积温不足，使冬小麦和油菜对春季低温更敏感，也使果树休眠期推迟，降低苹果坐果率。光照偏少，寡照日数多，大棚内温度低，大棚蔬菜生长受阻，出现生长减缓、落花落果，遇到寒潮天气时极易出现冻害，影响蔬菜产量和品质。

（3）通过对咸阳各县区冬季气象条件进行定量分析，结合实地调研和农业气象灾害资料，总结了冬季气象条件对农业生产的影响。后期在此基础上，进一步研究咸阳本地农业气象灾害指标，为农业气象灾害预报预警提供参考依据。同时，基层气象部门在开展农业气象服务时，可根据当地种植结构和气象条件及时提出相应的农业生产建议。