王冬妮 王美玉 胡轶鑫 刘 伟
(1.吉林省气象科学研究所,吉林长春 130062;2.吉林省农业气象灾害风险评估与防控科技创新中心,吉林长春 130062;3.长白山气象与气候变化吉林省重点实验室,吉林长春 130062;4.吉林省气候中心,吉林长春 130062)
吉林省位于我国东北地区中部, 全省耕地面积553.78 万hm2,占全省土地总面积的29.6%,是国家重要的商品粮生产基地,地处享誉世界的“黄金玉米带”和“黄金水稻带”,人均粮食占有量、粮食商品率、 粮食调出量及玉米出口量连续多年居全国前列。 吉林省属于温带大陆性季风气候,光、热、水等气候资源季节、区域差异较大[1]。气象条件作为影响作物生长发育的重要自然因素之一,其时空分布不仅关系到作物产量的高低, 而且对品质优劣也具有影响[2-4]。 农作物生长季节内,干旱、低温、霜冻、渍涝等气象灾害频发,造成粮食产量年际间波动较大。 因此,全面分析总结2022 年作物生长季农业气象条件及其对本省粮食生产的影响, 对更好地开展农业气象服务和防灾抗灾减灾都具有一定的意义[5]。
2022 年吉林省农作物生长季气温与常年持平,积温比常年略少。5 月1 日—9 月30 日全省平均积温为2 890.4 ℃·d,比常年少6.4 ℃·d。 其中,辽源市和通化市比常年少35.9 ℃·d 和29.3 ℃·d,白城市和松原市比常年少16.0 ℃·d 和14.0 ℃·d,四平市、 吉林市和白山市比常年少0.7~9.4 ℃·d,长春市和延边州比常年多13.7 ℃·d 和4.1 ℃·d。2022 年9 月20 日,全省21 个县(市)出现初霜冻(地表最低温度≤0 ℃), 初霜冻主要分布在中东部地区。 其中,前郭、公主岭、梨树、舒兰、临江、蛟河等县(市)较常年早10 d 或以上。 中西部大部初霜冻出现在10 月4—5 日,较常年晚1~9 d。
全省各地5—9 月平均气温均接近常年。 其中,长春市、吉林市和延边州比常年高0.1 ℃,白山市与常年持平, 其他地区比常年低0.1~0.2 ℃(表1)。 各地气温阶段性变化比较明显。 5 月、6月、8 月稍低或偏低,其他月份稍高或偏高。4 月全省平均气温9.6 ℃,较常年高1.7 ℃,月内各旬气温均偏高。 5 月全省平均气温14.6 ℃, 较常年低0.4 ℃,气温高低起伏大,中旬明显偏低,上、下旬稍低或持平。6 月全省平均气温19.3 ℃,较常年低0.8 ℃,上旬明显偏低,中旬稍低,下旬偏高。 7 月全省平均气温23.2 ℃,较常年高0.4 ℃,上、下旬偏高,中旬偏低。 8 月全省平均气温20.5 ℃,较常年低1.0 ℃,上旬偏高,中、下旬偏低。 9 月全省平均气温16.3 ℃,较常年高1.0 ℃,上旬稍低,中、下旬偏高。
表1 2022 年吉林省各地区月平均气温(T/℃)及距平(ΔT/℃)
2022 年吉林省农作物生长季内降水明显偏多,时空分布不均,阶段性变化明显。 生长季前期的4—5 月降水比常年偏少,生长季中后期的6—9 月降水比常年明显偏多,特别是6 月异常偏多。4—9 月全省平均降水量693.9 mm, 较常年多30%。 其中,四平市和辽源市均比常年多58%,延边州比常年多11%, 其他地市比常年多21%~39%。 5—9 月全省平均降水量671.3 mm,较常年多34%。其中,四平市和辽源市分别比常年多64%和63%, 松原市和白山市分别比常年多40%和42%,其他地区比常年多15%~37%(表2)。
表2 2022 年吉林省各地区月降水量(R/mm)及降水量距平百分率(ΔR%/%)
2022 年农作物生长季日照偏少。5—9 月全省平均日照时数为1 027.9 h, 比常年少80.6 h。 其中,西部地区比常年多18.1 h,中部和东部地区分别比常年少78.7 h 和118.1 h。 从各月平均日照时数分布情况看,呈前期偏少、后期稍多特点。其中,5 月为238.0 h,较常年少1.2 h;6 月为158.9 h,较常年少67.7 h;7 月为170.3 h,较常年少39.6 h;8月为215.3 h, 较常年多3.9 h;9 月为235.0 h,较常年多14.7 h。
2022 年作物生长季农业气象条件特点是:气温、积温基本接近常年,降水明显偏多,日照偏少。旱田播种以来,全省各地降水多、墒情好,农作物从出苗到灌浆一直没有受到干旱的影响。温、光条件也基本满足作物生育需求,阶段性低温寡照、初霜冻未对产量造成较大影响。 受汛期降水偏多影响, 局部地区渍涝灾害偏重, 但抗灾措施有力有效,最大限度减轻了灾害损失。 总体上看,2022 年气象条件对粮食生产的影响有利有弊, 且利弊相当。
3.1.1 全省各地农作物生长季降水充足
2022 年吉林省农业气候条件的主要特征是降水充足。 5 月24—27 日全省大部乡镇出现透雨,尽管透雨偏晚,但由于底墒好,大部地区未发生明显春旱。 入汛后,全省各地降水普遍偏多。 全省各地农作物从出苗到灌浆一直没有受到干旱的影响。 充足的水分为农作物生长发育提供了有利保障, 尤其是中西部易旱区及中东部坡岗地农作物长势好于常年,基本上属于风调雨顺,作物产量和成熟度较高,增产效应明显。
3.1.2 春耕春播期间水、热匹配较好,旱田作物保苗率较高
2022 年春季回暖早、升温快。4 月上旬至5 月上旬气温持续偏高, 旬平均气温分别比常年偏高2.6 ℃、2.0 ℃、0.6 ℃、0.4 ℃,热量条件对水稻育秧播种及出苗、旱田整地及播种等比较有利。从水分条件看,由于前期土壤底墒较好,尽管4 月23 日开始进入了明显少雨时段, 但旱田播种期间大部地区土壤湿度仍处于适宜范围。 5 月24—27 日、5月29—31 日全省2 次明显降雨过程,大部乡镇出现透雨,土壤水分得到了及时补充,提高了旱田作物的保苗率。 从2022 年全省春播进度看,4 月21日开始玉米播种,5 月20 日大豆播种完成, 播种进度同比偏快。 据省农业农村厅农情调度,2022年西部的白城市出苗率全省最高,松原市次之,全省一、二类苗比例接近常年[6]。 2022 年吉林省玉米、大豆、水稻苗情接近常年水平,这也为2022 年粮食丰收奠定了基础。
3.1.3 营养生长与生殖生长并进期水、 热匹配较好,利于作物生育
6 月下旬至8 月上旬气温以偏高为主, 期间全省平均气温23.3 ℃,比常年高0.8 ℃。 期间出现了2 个明显的高温时段。6 月18 日—7 月12 日全省平均气温为23.0 ℃,较常年高1.4 ℃,居历史同期气温偏高第4 位;7 月26 日—8 月6 日全省平均气温为25.5 ℃,较常年高2.3 ℃,居历史同期气温偏高第2 位。 偏高的气温改善了前期积温不足的状况,至8 月12 日,全省平均积温接近常年。 6月下旬至8 月上旬水、热匹配较好,加快了作物生长发育进程, 弥补了前期热量条件不足对作物造成的不利影响,玉米拔节、抽雄及大豆分枝、开花顺利,水稻穗粒数及结实率好于常年。
3.2.1 汛期降雨集中期早、量多强度大,渍涝灾害偏重
汛期(6—9 月),全省平均降水量达616.1 mm,居历史同期多雨第2 位, 且降水总量与历史第一年份(1986 年616.9 mm)仅差0.8 mm(图1)。根据监测,6 月4 日全省进入降水集中期,较常年早了14 d。 汛期降水过程频繁,共出现12 轮较大范围的明显降水过程,其中包括台风“暹芭”和“梅花”减弱北上间接影响造成的暴雨过程。 暴雨日数明显多于常年,为历史多暴雨日数的第5 位。 乾安、双辽、九台、长白4 县(市)日降水量突破历史极值; 大安、 柳河等地的部分乡镇出现了24 h 内200 mm 以上强降水。 汛期降雨频繁且雨量大,导致全省多地发生农田积水, 低洼地带积水长期不得排出,土壤长时间处于饱和状态,抑制根系及植株生长,甚至死亡,中部和东南部低平地块受灾偏重。省政府7 月初下发了《关于抓好农田排涝工作的紧急通知》,组建工作组赶赴渍涝风险较大的区域进行现场调查, 并派出技术包保指导组深入各地指导农田排涝。农业合作社、种粮大户等也积极行动,采取挖排水渠、机械强排等措施,努力减轻灾害损失,这也是2022 年逆势增产的重要因素。
图1 2022 年6—9 月吉林省各地降水量分布(单位:mm)
3.2.2 春播后出现多个低温段,中东部初霜偏早,对作物生长和灌浆成熟有一定影响
春播以后, 全省出现多个明显低温时段。 其中,5 月11—16 日全省平均气温为11.0 ℃, 较常年低3.7 ℃。尤其是13 日、15 日凌晨至日出期间,辽源、东丰、桦甸、磐石等地气温达到0 ℃以下,出现霜冻,部分地块玉米叶片受冻。 播种偏早(4 月20 日前后)的玉米可见叶在3 片或以上,出现地上部植株冻死状况, 但该情况发生面积所占比例极小。5 月30 日—6 月17 日再次出现较长时间低温段,低温造成农作物幼苗生长缓慢,发育进度推迟3~5 d,农作物植株普遍偏矮,水稻有效分蘖较常年略少。 8 月7 日—9 月7 日,全省平均气温为18.7 ℃, 较常年偏低1.8 ℃, 为历史同期低温第5位,突破1982 年以来同期低温极值,低温造成农作物灌浆速度减缓。 9 月20 日全省出现明显降温天气,21 个县(市)出现初霜冻(地表最低温度≤0 ℃),主要分布在中东部地区, 对玉米灌浆成熟有一定的不利影响。
3.2.3 春季阶段性少雨,西部局地干旱
4 月23 日—5 月23 日, 全省降水异常偏少,平均降水量仅为19.9 mm,较常年少63.4%,为历史同期少雨的第1 位。 全省各地普遍较常年偏少40%~60%,双辽、公主岭、龙井、辉南、通榆、四平、梨树等7 县(市)降水量不足10 mm,双辽仅为2.9 mm。 导致中西部部分地方土壤相对湿度降到60%以下(图2),出现轻、中度干旱,对早播作物出苗和幼苗生长有一定影响。 5 月24 日出现了大范围较明显降雨过程,有效缓解或解除了旱情。2022年春旱范围小、持续时间短,影响小。
图2 吉林省2022 年5 月20 日10 cm 土壤相对湿度分布(单位:%)
(1)2022 年作物生长季吉林省农业气象条件特点是:气温正常,积温略少,阶段性变化明显;降水明显偏多,时空分布不均;日照偏少。 5 月至6月中旬低温、寡照叠加,造成旱田作物苗期生长延迟、水稻有效分蘖数偏少。 6 月下旬至8 月上旬气温偏高,水热匹配较好,玉米拔节及抽雄、水稻孕穗及开花授粉顺利, 前期生长延迟的不利影响基本得到补偿,水稻穗粒数及结实率好于常年。 8 月中下旬气温明显偏低,水旱田作物灌浆速度减缓,但未发生低温冷害。 9 月气温偏高,利于农作物后期灌浆和成熟。汛期降水明显偏多,全省各地发生了不同程度涝渍灾害, 中部和东南部低平地块受灾偏重。 另外, 西部偏北区域及中东部初霜冻偏早,对局部地区玉米灌浆成熟有一定不利影响。总体上看,气象条件对粮食生产的影响有利有弊,且利弊相当,2022 年粮食单产接近2021 年水平,总产仍是丰收年。
(2) 吉林省地处全球气候变化的脆弱区和敏感区[7],受全球气候变暖加速演变影响,各种极端天气气候事件发生频次和致灾程度呈加重趋势。适应气候变化, 提升应对极端天气气候事件风险能力极其重要和紧迫。因此,应加快发展农业气象灾害风险预警业务,建立农业气象灾害监测评估、预报预警系统, 制定农业气象灾害风险预警指标发布标准,畅通农业气象灾害风险预警发布渠道,努力发挥气象科技在农业防灾抗灾减灾中的作用。