新疆焉耆盆地春季灾害性天气特征及对农业生产影响

顾军明，努 加，黄玖珺

巴音郭楞蒙古自治州气象局，新疆库尔勒 841000

焉耆盆地位于新疆维吾尔自治区中部，巴音郭楞蒙古自治州（简称巴州）东北部，是新疆地区重要的农副产品集散地和物流中心，“三红”产业持续发展，2021年辣椒种植面积2.99万hm2，酿酒葡萄1.24万hm2，工业番茄0.52万hm2，已成为新疆最大的工业番茄种植区。2020年焉耆盆地小麦种植面积大幅增加，达3.6万hm2，比上年增加1万hm2。巴州“第十四五发展规划”指出，要提高焉耆盆地“三红”产业（加工番茄、工业辣椒、酿酒葡萄）集中度，推进焉耆盆地蔬菜批发市场向集散地市场转型，提升物流运力，将焉耆盆地建设成乌鲁木齐市“菜篮子”生产基地。

春季（3—5月）是焉耆盆地春耕春播的农事关键期，酿酒葡萄开墩上架，工业番茄、辣椒幼苗出棚移栽，然而焉耆盆地春季多寒潮、大风、霜冻等灾害性天气，昼夜温差较大，经常因天气的突变造成刚出土的葡萄嫩芽和移栽的番茄、辣椒幼苗受损，甚至全部死亡，严重制约了焉耆盆地农业产业的高速发展和经济效益的提高。

气候变化会导致农作物受灾而减产，造成农业生态环境恶化，也会使农业种植制度以及农作物生产布局发生改变，尤其是春耕春播农业关键期的气候变化对农业的影响尤为显著。学者们也针对低温阴雨[1]、春季降水[2-3]、春季大风[4]等对农业的影响进行了大量研究，尤其是针对影响设施农业的气象灾害[5-6]进行了详细分析，并提出了相应的防御措施。

1 研究区概况

焉耆盆地位于新疆巴州东北部，是南天山之间的中生代断陷盆地，总面积约1.3×104km2， 海拔高度1~2 km，地势北高南低，西高东低，包括焉耆县、和静县、和硕县、博湖县及农二师8个农业团场。焉耆盆地属于暖温带大陆性干旱与半干旱地带气候，年降水量75~200 mm，平均气温为8.5℃，日平均气温≥10℃的活动积温达3 511℃·d，平均无霜期185 d，年蒸发量2 000~2 500 mm[6]。焉耆盆地冬季漫长严寒，夏季温热，春季回温迅速，兼具南北疆气候特征，光热资源较丰富、昼夜温差较大、降水稀少、蒸发大，具有典型干旱区绿洲气候特征。

2 资料来源与方法

焉耆盆地境内设有焉耆国家基准气象站，以及和静、和硕一般气象站（表1），采用3个气象站1961—2020年春季（3—5月）逐日气象资料进行统计分析。霜日是指日最低气温≤0℃的日数，春季最后一次出现日最低气温≤0℃的日期为终霜日，初终霜日的间隔日数为无霜冻期。采用线性倾向估计法分析焉耆盆地近60年灾害性天气的演变特征。

表1 焉耆盆地各气象站点地理位置

3 结果与分析

3.1 霜冻

焉耆盆地1961—2020年终霜日线性趋势、霜期变化趋势显著，整体均呈显著波动式提早变化趋势（图1），其中焉耆、和静最晚终霜日出现在2016年和2013年，均出现在近10年，从5年滑动平均来看，近10年终霜日都呈现出明显的提早变化趋势，和静提早速率最大，为1.84 d/10年（P=0.05）；焉耆为1.32 d/10年（P=0.05）；和硕最小，为0.81 d/10年（P=0.05），终霜冻期提早将使春播作物苗期遭受冻害的几率减小，有利于春播作物的生长发育。焉耆盆地60年来霜期年际变化均呈明显的减少趋势，和静、焉耆、和硕减少速率分别为1.92 d/10年（P=0.05）、2.32 d/10年（P=0.05）和1.04 d/10年（P=0.05），最短的霜期都出现在近10年，尤其是盆地偏南的焉耆霜期减少更明显。

图1 焉耆盆地1961—2020年终霜日、霜期变化趋势

3.2 寒潮

寒潮是重大的灾害性天气之一，它具有降温幅度大、影响范围广、致灾严重等特点，不仅造成国民经济、农牧业生产的巨大损失，而且还会严重的影响和危害人们的生活和健康。按照中国气象局寒潮的划分标准统计焉耆盆地寒潮天气次数，焉耆盆为天山山区的山间盆地，春季冷高压入侵后变性快，多从西路或偏北路径入侵本区，易出现大风、寒潮等灾害性天气。

焉耆盆地1961—2020年春季平均共有寒潮天气88次，年均1.5次；和静位于盆地西北部，冷空气影响最直接，最多为117次，焉耆、和硕较少，和静出现寒潮最多的是2010年，为6次，和硕最多为5次，出现在1995年。春季寒潮天气最多出现在4月（春季气温起伏大），平均48次，月均0.8次；而3月相对较少，共23次，月均0.4次；5月最少，为16次（表2）。

表2 焉耆盆地1961—2020年春季寒潮 按年代分布 次

3.3 大风

大风是一种灾害性天气现象，气象部门把瞬时风速≥17.1 m/s或风力≥8级作为大风标准。大风日数指瞬时风速≥17.1 m/s的日数。大风是焉耆盆地主要的气象灾害之一，对当地农工牧业及人民的生产、生活带来较大危害，特别是春季大风暴发性强、风速大，可使新翻种土壤快速失墒而加剧春旱，对春播生产及设施农业构成严重危害，大风卷走地表浮土，造成土壤肥力下降，对春播进度及全年作物的产量造成影响。

焉耆盆地春季大风天气一般伴随冷空气爆发而发生，根据表3可知，1961—2020年春季平均共有大风天气375 d，年均6.3 d，其中和静最多，为610 d，年均10.2 d；其次为焉耆，合计298 d，年均5.0 d；和硕北部为高耸的天山山脉，大风天气最少。春季大风天气最多均出现在5月，月均2.8次，3月最少。从表2中可以看出，20世纪70年代大风天气出现最多，20世纪90年代最少，近10年大风天气又开始增多。

表3 焉耆盆地1961—2020年春季大风 按年代分布 d

3.4 大雾

大雾（或浓雾）是指大量微小水滴浮游在空中，使水平能见度小于1.0 km的天气现象。大雾灾害往往引发重大的交通事故，其引起的大气污染对人体健康的危害也不可低估。焉耆盆地冬春季大雾天气时有发生，大雾天气发生时地面能见度降低，使地面接收的太阳辐射严重减少，尤其是对连续的阴雾天气会导致温室大棚作物光合作用减弱，进而导致作物花期延迟、发育不良，严重减产。

焉耆盆地1961—2020年春季平均共有大雾天气10 d（表4），年均0.2 d，焉耆位于盆地西南部，海拔较低，且靠近博斯腾湖，地面水汽条件较好，大雾天气最多，年均0.3 d，而和静、和硕大雾天气年均不足0.1 d，总之焉耆盆地春季大雾天气较少，对农业生产的影响较小。

表4 焉耆盆地1961—2020年春季大雾 天气分布 d

3.5 降水

焉耆盆地位于我国西北干旱地区，空气干燥，降水稀少，为典型干旱区绿洲气候，尤其是春季降水更少，但早春焉耆盆地降水主要以降雪为主，当降雪量较大时，积雪会压垮大棚，压死新苗，地面形成积水时会造成水涝，降水也会导致地面返碱，影响幼苗生长。近60年各地春季降水量均呈明显增多的线性趋势，和静增加速率最大为1.72 mm/10年（P=0.05），焉耆为2.4 mm/10年（P=0.05），和硕最小为1.9 mm/10年（P=0.05），从5年滑动平均来看，近10年各地春季降水量对都呈现出明显的增多趋势。

4 气候变化对农业生产的影响

4.1 对酿酒葡萄的影响

焉耆盆地终霜日最早出现在3月中、下旬，最早出现在4月上旬，最晚出现在5月中旬，时间跨度较大。而焉耆盆地的酿酒葡萄一般在4月中旬出土，当早春气温回升偏早时，葡萄的芽期也会提前，当遭遇寒潮天气时葡萄将可能遭受较为严重的冻害。

根据观测，当气温降至0℃时葡萄花芽会受冻，低至-1℃时嫩梢和叶片受冻，严重影响葡萄的发育和产量。终霜日提前会减小霜冻对葡萄芽期的影响，但葡萄出土过早会使遭受冻害的风险增大。焉耆盆地春季大风天气年均6.3 d，和静最多，和硕最少，最多均出现在5月。

大风天气对葡萄生产的影响主要表现在强风会吹折新梢、刮掉果穗，尤其是焉耆盆地大部葡萄园都建在戈壁滩，周围防护林还不完善，更容易遭受大风危害，大风甚至会吹倒葡萄架，严重影响葡萄产量。因此，相关部门一方面应加强抗风、抗冻优良葡萄品种的培育与种植；另一方面，应加强葡萄幼芽期的栽培管理。

4.2 对工业番茄、辣椒的影响

焉耆盆地目前种植的工业番茄、辣椒95%以上使用大棚穴盘育苗，育苗需要45～50 d，移栽普遍期在4月中、下旬至5月上旬，此时段焉耆盆地多寒潮、大风天气，昼夜温差较大，棚内秧苗经常因温度的突变或持续低温而受损，终霜期提前将使幼苗受冻害的风险减小，5月上、中旬霜冻较少。

建议种植晚熟品种，减少霜冻的危害。大风天气对辣椒、工业番茄的影响一方面表现在大风会损坏育苗大棚，对苗期安全造成威胁；另一方面，大风天气会造成弱苗发生冻害或苗床被大风吹干导致幼苗死亡。

4.3 对设施农业的影响

大风天气对设施农业的影响主要表现在大风能使设施农业大棚棚体受毁，棚膜被风撕裂，造成棚内温度急剧下降，使培育幼苗遭受低温冷害，作物的质量和产量降低，甚至会造成作物生长停滞。寒潮天气带来的低温使大棚内幼苗生长发育减慢，当温度下降至一定程度时，会造成幼苗冻伤甚至死亡。大雾天气时大棚内的幼苗接收不到充足的光照，光合作用无法正常进行，造成幼苗生长缓慢甚至产生冻害。春季降雪时积雪一方面会遮盖大棚棚顶，阻碍阳光进入，影响幼苗光合作用；另一方面，较厚的积雪会压塌棚体、损坏设备，造成幼苗严重冻害。

5 结语

焉耆盆地春季的灾害性天气有霜冻、寒潮、大风、大雾，近60年来不同灾害性天气的变化特征不同，对酿酒葡萄、工业番茄、辣椒、设施农业的影响较大。虽然焉耆盆地近60年来春季终霜日均呈提早变化趋势，霜期年际变化也呈明显的减少趋势，但5月上旬仍有寒潮、霜冻发生。

5月也是大风天气最多的月份，对农业生产的影响很大，故酿酒葡萄应选择发芽晚的葡萄品种，采取延迟发芽的管理措施，浇水、薰烟等方式降低霜冻灾害。葡萄园建设应考虑地形影响，避开风口地带，完善防护林带建设，葡萄种植时因结合当地风向等气象因素，尽量减轻风灾的影响。春季寒潮、大风来临时，设施农业要及时采取保温增温措施，提前扣棚以保持棚内较高的基础温度，采取多层覆盖的保温、增温措施。工业番茄、辣椒出棚移栽前应避开寒潮、大风、降水等不利的天气，减少幼苗损伤。