农业气象变化对吉林省农作物生长发育的影响及其应对措施

齐鹭莹 张梦琦

摘 要 农业气象变化是影响农业生产的重要因素。为缓解农业气象灾害对农业生产造成的负面影响，从根本上维护广大农民的切身利益，推动农业的可持续发展，结合吉林省1959—2019年农业主要气象要素的变化情况，分析了农业气象对当地农作物产业布局、农业生产方式、农作物产量和质量及病虫害的影响，并从合理调整种植结构、进一步优化耕作模式、加强农业气象灾害的预报和预测等方面提出了应对措施。

关键词 农业气象；农作物；生长发育；应对措施；吉林省

中图分类号：S162 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.06.068

吉林省是我国重要的粮食产区，也是气象灾害较重的省份之一。近年来，干旱、暴雨、大风、雾霾等气象灾害在吉林省时有发生，其中，中西部地区干旱、大风、沙尘暴等灾害天气多发，中部地区雷暴、冰雹、暴雨洪涝多发，东部和南部地区暴雨洪涝、山洪、泥石流、雪灾等灾害频发。2017年7月，吉林市永吉县7 d内连续遭受2次特大暴雨袭击，多处农田被淹。2018年夏季，吉林全省范围内农作物在生长季连续遭受冰雹和大风袭击，随后又遭遇干旱、高温，严重影响玉米等农作物的生长发育，导致作物减产明显；水稻临近收割时遭遇了大风和暴雨，给广大种植户造成了巨大的经济损失。2020年8—9月，吉林省连续遭受台风“巴威”“美莎克”和“海神”的影响，灾害叠加效应明显，多地出现暴雨洪涝灾害，农作物被淹、倒伏等情况严重。2020年11月下旬，吉林省又出现了罕见的强雨雪冰冻天气，大面积设施农业生产遭受了重大损失。吉林省气温状况呈现向暖态势，尤其是冬季增温现象尤为明显，为农作物的病虫害越冬提供了有利条件，成为近年来当地农作物病虫害发生频繁、危害较重的主要原因之一。因此，及时了解和掌握农业气象变化规律和变化趋势，对进一步调整和优化农作物产业布局，保护生态环境，防灾减灾，提高农作物产量和品质具有非常重要的现实意义。

1 农业气象要素变化情况

1.1 温度变化情况

如图1所示，1959—2019年吉林省年平均温度为5.2 ℃，年平均气温最高值出现在1998年和2019年，达到6.7 ℃，最低值出现在1969年，仅为3.3 ℃。从空间分布上看，集安市年平均气温最高，为7.6 ℃；长白朝鲜族自治县最冷，年平均气温仅为2.8 ℃。从月份分布上看，7月最热，月平均温度为16.0～24.0 ℃，极端高温42.7 ℃，出现在2017年（洮南市）；1月最冷，月平均温度为-20～-14 ℃，长白山地区略低，为-23 ℃

左右，极端低温-45.0 ℃，出现在1970年（桦甸市）。近几年，在吉林省内的一些地区，同一个月内极端高温和极端低温的差值变化很大，如在3月和11月，其极端气温的差值均在48 ℃以上，7月的差值最小，但也达到25.5 ℃。这些数据直接反映出吉林省气温变化幅度较大。从总体上看，吉林省年平均气温虽然中间有波动变化，但總体依然呈稳步上升趋势，尤其是20世纪90年代以后上升趋势更为明显，年平均气温增速约为

0.3 ℃/10年，这也是因为受到了全球气候变暖的影响[1]。

1.2 降水量变化情况

1959—2019年，吉林省年平均降水量612.2 mm，年降水量最大值出现在2010年，811.2 mm；最小值出现在2011年，477.4 mm。在年降水量空间分布上，集安市年平均降水量最多，917.6 mm；通榆县年平均降水量最少，仅为370.7 mm。吉林省年平均降水量由西向东呈递增的态势，西部地区为半干旱地区，南部为湿润区，其余均为半湿润地区。全省自然降水集中在夏季，占到全年降水量的60%以上；4—5月降水最少，不到全年降水总量的14%。因此，当地春旱现象严重且发生频率较高，尤其是吉林省西部地区素有“十年九旱”之说。吉林省各季节的降水量占全年总降水量的比例分别为春季15.4%、夏季64.2%、秋季15.5%、冬季4.9%，夏季降水量是冬季降水量的13倍以上。而夏季是吉林省农作物生长发育的关键时期，当地的自然降水量基本能够满足农作物正常生长发育的需求。

1.3 日照时间变化情况

从1959—2019年吉林省月平均日照时间上分析，5月平均日照时间最多，在240 h左右；12月平均日照时间最少，仅为140 h左右，两者相差100 h。日照时间年际间变化幅度较大，1971—1989年间呈负距平，而1990—2010年间呈正距平，其中最大值出现在1989年，年日照时间2 516.8 h，最小值出现在2010年，仅为2 026.8 h，两者相差490 h[2]。2015—2019年，吉林省各地区年平均日照时间呈明显的下降趋势。

2 农业气象变化对农作物生长发育的影响

2.1 对农作物布局的影响

近几年，吉林省粮食作物播种面积、粮食总产量、单位面积产量与气温的变化均呈正相关，随着吉林省的温度变化整体呈现上升的趋势，省内延吉、敦化、图们、龙井、珲春等市（县）玉米种植面积每年递增约3%，集安、靖宇、通化、临江等地区大豆种植面积每年增加2%～4%[3]。自2003年以后，吉林省玉米、水稻及大豆的年总产量呈稳定的增加趋势。随着吉林省年平均降水量由东到西递减，西部地区变为半干旱地区，因此西部地区逐渐减少高耗水作物的种植面积，对不耐旱的玉米品种和春小麦做适当调整，培育和引进抗旱品种。在局部水资源相对匮乏的地区，采取种植业、林果业、畜牧业混合经营的模式，发展多元经济，充分利用增加的热量资源，以获得更好的生态效益和经济效益。吉林省东部地区气温呈上升趋势，上升速率为0.3 ℃/10年。气温上升改变了农作物的生长季，而降水量的变化则直接影响农作物的产量和品质。吉林省东部的通化市、白山市和延边州年降水量呈明显的下降趋势，每年减少10～15 mm，导致该地区水稻种植面积以5%～8%的速度逐年减少。加强春玉米的适当早播和晚收，有助于提高玉米对土壤墒情的有效利用，是应对当地近几年自然降水减少的主要农艺措施，有助于获得更高的产量和更优的品质。针对吉林省近几年频繁出现的多变气候，省内各市纷纷扩大设施蔬菜和果树的建设面积，以提高农业生产抗灾减灾的能力，加强现代农业配套技术、农业机械化的广泛应用，提升单位面积经济效益，实现农业增效、农民增收。

2.2 对农作物产量和质量的影响

随着全球气候变暖的影响，吉林省干旱尤其是春旱情况逐年加重。吉林省中、西部地区为主要粮食产区，玉米、大豆等大田作物播种期为4月15—20日；东部山区、中西部半山区和东南山区播种期稍晚，在4月25日前后。这段时间内，吉林省大部分地区降水量逐年减少，并且常伴有大风天气，春旱在一定程度上影响玉米、大豆等大田作物的播种，使一类苗、二类苗的比例有所降低，出苗不齐甚至不出苗的现象时有发生，导致部分地区农作物减产甚至绝收。近几年，吉林省5月进入了一个高位少雨的时期，中、西部地区在部分年份的5月降水量仅有几毫米或十几毫米，加上此时气温骤升，蒸发量加大，耕层土壤相对湿度降到30%～40%，干土层在10 cm左右，幼苗生长发育受到严重影响。

中、西部地区主要产粮大区的农作物受旱灾影响严重，2002年受灾面积超过200万hm2，占全省粮豆作物总面积的55%以上。吉林省中、西部地区8月底至9月中旬的气温逐年升高，并且降雨减少，秋吊现象频繁发生。这段时间正是玉米灌浆的关键时期，秋吊严重影响玉米产量和质量，致使部分地区的玉米过早“黄脚”和早衰。相关资料显示，气温每增加1 ℃，粮食的产量就会减少10%[4]。近几年，温室效应愈发严重，在CO2浓度增加的情况下，农作物吸收的碳也有所增加，继而影响农作物对氮素的吸收，导致作物体内的碳氮比增加，蛋白质含量降低，造成农作物品质下降。相关研究表明，在CO2浓度加倍的情况下，大豆的氨基酸和粗蛋白含量分别下降2.3%和0.83%，小麦籽粒中的粗蛋白和氨基酸分别下降12.8%和4%。同时，空气中的CO2浓度增加，形成温室效应，导致温度升高，作物的蒸发加快，对土壤水分需求增加，更加剧了吉林省的干旱。

2.3 对农作物病虫害的影响

农业生产过程中，不可避免地会遭受病虫害，病虫害的发生与气候条件和气候变化有着密切的联系。吉林省近几年连续出现的暖冬天气和农作物种植密度不断增加，为害虫和病原物的越冬提供了有利条件，增加了病源和虫口基数，使害虫的发育期提前、休眠期推迟。害虫的繁殖代数有所增加，害虫的活跃度增加、为害期延长，加大了农作物受病虫害侵蚀的概率和为害程度。例如，温度升高后，玉米螟虫害的发生面积显著增加；在夏季气温较低的情况下，马铃薯枯萎病的危害不大，但当平均气温升高4 ℃时，马铃薯因为枯萎病会减产15%以上[5]。病虫害的高发、频发使农民不得不增加化学药剂的使用次数和施用量，而农药的过量施用，不仅影响农作物产品的质量安全，增加了生产成本，还污染了土壤和水源，导致严重的环境和生态污染。

3 应对措施

3.1 合理调整种植结构

为了适应气候变化的特点，吉林省应进一步调整农作物种植结构，将现有的农作物结构调整为粮食、经济和饲料作物三元结合的种植结构，充分发挥区域优势，挖掘可利用的资源潜力，优化资源配置，结合农业气候变化规律和农作物自身生長发育特点，进一步优化吉林省内主要的农作物品种和种植结构。受降水等气候因素的影响，适当加大珲春市、辉南县、梅河口市、和龙市等地区的水稻种植面积；适当加大龙井市、图们市、柳河县、通化县等地区的玉米播种面积；加大敦化市、抚松县、汪清县的大豆种植面积，适度减少梅河口市、辉南县和集安市等地的大豆种植面积。

3.2 进一步优化耕作模式

根据吉林省农业气候变化规律，以减缓温室气体排放和高效固碳为目标，进一步优化农作物的耕种模式。1）在吉林省大部分平原地区，优先采用玉米大垄双行或宽窄行交替的保护性耕作模式，采取秸秆粉碎还田，少耕免耕，减少土壤耕层的碳排放和能源投入，继续加强地膜、秸秆等地表覆盖技术的大面积推广和应用，提升土壤的蓄水保肥能力，促进玉米的生长发育，提高农作物产量及其对气候变化的应对能力。2）由传统的一家一户的耕作模式向现代集约化方向转变，通过“抱团取暖”的方式增强农业生产尤其是露地农业生产对农业气象灾害的抵御能力。3）地膜、温室大棚的应用范围更广、建设面积更大，通过保护性耕作模式提高作物自身对农业气象灾害的抵御能力。4）利用现代高效节水灌溉模式取代传统的大水漫灌，缓解农业水资源紧缺的压力，提升大田作物对高温、干旱等灾害性天气的抵御能力，提高玉米、水稻等农作物的产量。为了应对农业气候变化，一些地区应多选择早熟、生育期相对短的作物品种，确保作物能够尽早成熟。

3.3 加强农业气象灾害的预报和预测

针对吉林省常发的干旱、暴雪、洪涝等农业气象灾害，可采取以下4点措施。1）建立分类气象灾害预报机制，打造新一代现代化农业气象灾害预测预报体系，提高农业气象服务的实效性、针对性，为农业生产提供强有力的保障。2）加强对农业气象灾害的分析和处理，总结历史经验和教训，做好农业灾害性、关键性及转折性等重大气象信息的实时预报工作，丰富和细化服务种类，开展气候动态诊断和风险分析，推进人工影响天气的能力和应急处置能力建设。3）拓宽农业气象信息的发布渠道，联合电视台、电台、报社等传统传媒机构，并充分利用公众号、门户网站等新型传媒平台，引导社会公共媒体与气象部门密切配合，及时发布不良天气的预警、预报信息。4）进一步完善农业气象灾害防御工作紧急预案，制定应对各类农业气象灾害的有效方案和处理程序，并对可能出现的次生灾害制定完善的应急处理措施，在省内农业气象灾害频发的地区定期或不定期开展应急演练，确保各项应急处理措施落实到位。

参考文献：

[1] 杨俊玲，梁凤霞，王晓腾.吉林市40年主要气象要素变化特征分析[J].吉林气象，2012（4）：15-16.

[2] 蒋兆恒，陶国芳.气候变化对吉林省东部地区农业发展的影响研究[J].通化师范学院学报，2019，40（6）：97-100.

[3] 宫敏，徐漫.气候变化及其对农作物的影响[J].吉林农业，2013（2）：196.

[4] 尚宗波.全球气候变化对沈阳地区春玉米生长的可能影响[J].植物学报，2000，42（3）：300-305.

[5] 白莉萍，周广胜.全球环境变化对农作物影响的研究进展[J].应用与环境生物学报，2004，10（3）：

394-397.

（责任编辑：刘宁宁）