寒冷地区农业水文气象特点与旱涝指标的分析

收稿日期：2023-11-30

作者简介：张磊（1982—），男，河北青县人，助理工程师，研究方向为水文水资源。

摘 要：在寒冷地区，农业的发展受到自然环境，尤其是水文气象条件的深刻影响。深入了解和掌握这些地区的水文气象特点，并根据这些特点确定旱涝指标，对于优化农业管理、保障粮食安全具有重要意义。探讨寒冷地区农业水文气象特点和有关旱涝指标的确定方法，为寒冷地区的农业发展提供有益的参考。

关键词：寒冷地区；农业水文气象；旱涝指标；核心方法

中图分类号：S161 文献标识码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-03

寒冷地区的气候条件极具挑战性，极端低温、降雪和降水分布不均等因素对农业生产带来巨大影响。了解这些特定的水文气象特点，是制定有效的农业管理策略和应对气候变化的关键。

1 寒冷地区农业水文气象特点

1.1 降水分布不均

寒冷地区的显著特点之一是降水分布不均。特别是在春季和秋季，受到各种气象因素的影响，降水量通常较少，许多地区甚至可能持续干旱。这种情况不仅会导致土壤湿度降低，还使得农业灌溉所需的水源变得匮乏，严重威胁农作物的正常生长。然而，在夏季和冬季，这些地区的降水量相对较多，甚至可能引发洪涝灾害，对农业生产和农田基础设施造成破坏。这种季节性的降水不均匀性给农业管理带来了巨大的复杂性[1]。

农民需要根据季节变化灵活调整种植策略，以适应可能出现的旱涝灾害。对于干旱期，农民应采取有效的节水措施，确保农作物的水分供应，包括精确的灌溉系统、土壤水分监测以及采用抗旱作物品种等[2]。而在降水较多的季节，则应通过排水系统等手段，防范洪涝风险，保护农田和农作物。这种对降水不均的情况，灵活适应将对提高寒冷地区农业的韧性和生产稳定性起到关键作用。因此，农业管理者需要在不同季节采取有针对性的水资源管理策略，以最大程度地减轻降水不均匀性对农业生产的不利影响[3]。

1.2 蒸发作用显著

寒冷地区的气温普遍较低，导致地表和土壤中水分蒸发作用的显著增强。这一现象使得水分在自然状态下更为迅速和明显地流失，无法满足农业灌溉用水量的需求。同时，在许多寒冷地区，由于灌溉水源的短缺和不均匀分布，农民通常需要更加谨慎地使用灌溉用水，以确保农作物的正常生长。此外，这种蒸发作用还可能加剧土壤盐碱化，对农田的生产力造成不利影响。因此，如何在保证农作物正常生长的前提下，合理利用和分配灌溉用水，成为寒冷地区农业管理亟待解决的问题。

农业管理者需采取科学有效的灌溉技术，包括精确测定土壤湿度、采用滴灌、喷灌等高效方式，以最大限度地减少水分流失。加强对土壤盐碱化的监测和治理，通过科学、合理的土壤改良措施，减缓盐碱化进程，有助于提高土地的耕作质量，维护农田的生产力。在农业生产的过程中，农民需根据实际情况调整灌溉方案，确保农作物得到足够的水分供应，从而提高整体的农业生产效益，同时减轻对水资源的压力，实现水资源的可持续利用。

1.3 冰雪融水的影响

在寒冷地区，冬季常常会出现大量的降雪，形成厚厚的积雪。随着春季来临，这些积雪开始融化，释放出大量的融水。这一现象对农业灌溉和水文循环产生重要影响。一方面，融水有助于补充河流、湖泊等水体，维持水循环的稳定；另一方面，融水也是农业灌溉的重要水源，可以为农作物提供必要的水分[4]。

然而，需要注意的是，融水的出现时间和融水量存在较大不确定性。如果融水量过大或过快，可能引发洪涝灾害，对农业生产和生态环境带来不利影响。因此，在寒冷地区的农业管理中，农业管理者必须密切关注冰雪融水变化，采取合理的水资源管理措施。建设蓄水设施，以便在需要时储存多余的融水，确保在旱季或灌溉需要时能够充分利用。制定科学的灌溉计划，合理安排灌溉时机和水量，掌握冰雪融水的时序和数量，从而更有效地利用水资源。通过综合考虑融水的时序和数量，农业管理者可以更好地应对冰雪融水的不确定性，最大程度地发挥融水对农业和水文循环的正面作用，实现农业可持续发展。

1.4 作物生长周期短

由于气温较低，寒冷地区农作物的生长周期短，这对作物的选择和管理提出了更高的要求。在寒冷气候下，温度对植物生长发育的影响较为显著，限制了作物的生长速度和周期。由于气温较低，寒冷地区的农作物往往需要更长的时间来完成各个生长阶段，包括发芽、生长、开花和结果等。相比之下，温暖气候地区的作物生长季节更为延长，有助于作物更充分地发育[5]。

在寒冷地区，农作物的生长周期被显著缩短，对农业生产的管理和计划提出了额外的挑战。农民和农业管理者需要更加精细地选择适应寒冷气候的作物品种，以确保其在短暂的生长周期内能够完成生命周期。同时，采取科学的耕作措施和施肥方案，提供足够的养分支持，以促进作物的健康生长。对于不同作物，可能需要更灵活的农业管理策略，以适应寒冷地区特有的气象条件，确保最大程度地发挥农作物的产量潜力，维护农业系统的健康和可持续发展。对于寒冷地区的农业从业者而言，深入了解和适应作物的生长周期特点是确保高效农业生产的重要一环。通过科学、合理的作物管理，可以更好地应对气温对生长周期的限制，提高作物的适应性和产量，为寒冷地区农业的可持续发展奠定基础。

2 旱涝指标

2.1 降水量指标

降水量是评估旱涝情况的关键指标，其设定不同的标准可以有效地划分旱涝等级。在农业管理中，农业管理者可以根据不同季节的降水量标准制定旱涝指标，从而更好地应对自然环境的变化。

以旱涝指标的设定为例，针对不同季节的气象特点，可以采用灵活的标准。例如，春季和秋季降水较少，可以将相对较低的降水量定义为干旱；而在夏季和冬季，降水相对较多，可以将较高的降水量定义为洪涝。这种差异化的设定有助于更准确地反映不同季节农田水分供应的状况，为农业管理者提供更具针对性的信息[6]。

通过设定明确的降水量标准，农业管理者可以及时了解并评估旱涝状况，有针对性地制定灌溉和水资源利用计划，提高农业系统的适应性和韧性。这种基于季节性降水变化的旱涝指标设定，有助于精细化农业管理，更有效地保障粮食安全和提升农业生产水平。因此，科学、合理的降水量指标制定将为寒冷地区农业管理提供可靠的依据，帮助农业系统更好地应对季节性气象变化带来的挑战。

2.2 土壤湿度指标

作为直接反映作物生长环境水分状况的关键指标，土壤湿度在农业管理中发挥着重要作用。通过精确测定土壤湿度，可以有效评估作物的水分供应状况，从而提供有力的依据来确定旱涝情况。在农业生产中，不同作物对土壤湿度的需求有所不同，因此设定土壤湿度指标时需要考虑作物的特性和生长阶段。

一般而言，当土壤湿度降至某一特定值以下时，可定义为土壤干旱；反之，当土壤湿度超过某一特定值时，可视为土壤过湿或发生洪涝情况。这种基于土壤湿度的旱涝指标不仅直观地反映了作物生长环境的水分状况，还有助于农业管理者及时调整灌溉措施，保障作物正常的生长和发育。通过实时监测和分析土壤湿度，农业管理者可以更准确地把握农田水分状况，采取有针对性的灌溉策略，避免因水分不足或过剩而导致的旱涝灾害。这种土壤湿度指标的应用有助于提高农业生产的水平，从而保障农产品的质量和产量，为精细化农业管理提供科学依据。在设定土壤湿度指标时，应充分考虑不同作物的生长特性，以确保指标的准确性和实用性[7]。

2.3 作物生长指标

作物的生长状况是评估旱涝状况的另一关键指标，其反映了作物在特定水分环境下的适应性和生理状态。通过观察作物的生长情况，包括叶面状态、株高、生物量等方面的变化，农业管理者可以判断水分供应是否充足，从而确定旱涝状况。在作物生长的不同阶段，作物对水分的需求也各异，因此作物生长指标的设定需要考虑不同作物和不同生长阶段的特点。例如，当作物出现叶片卷曲、颜色变化等情况时，可能提示水分不足，可以定义为旱情；而作物株高的明显下降、生物量减少等现象可能暗示着过度浸水或洪涝。这种基于作物生长指标的旱涝评估方法不仅能够直接反映作物对水分变化的敏感性，也为农业管理者提供了一种实地观察的手段，有助于及时发现并应对潜在的旱涝问题。通过综合考虑降水量、土壤湿度和作物生长等多方面指标，农业管理者可以制定更全面、有效的农业水资源管理策略，提高作物产量，确保农业系统的稳定和可持续发展。因此，在设计作物生长指标时，农业管理者需细致分析作物的生长特性和对水分的敏感程度，以确保指标的科学性和实用性。

2.4 水文指标

在水文指标的研究中，深入分析河流、湖泊以及地下水位等水文数据至关重要。通过全面评估这些水文数据，农业管理者能够更准确地了解寒冷地区水资源的丰缺状况。河流和湖泊的流量、水位变化以及水质情况提供了关键信息，有助于预测水资源的供需情况。同时，监测地下水位可以揭示地下水资源的变化趋势，为农业灌溉和生态系统的水需求提供科学依据。水文数据分析不仅有助于灌溉计划的制定，还为制定水资源管理政策提供了重要参考。

科学、合理的水资源管理政策需要建立在对水文系统全面了解的基础上，以确保在寒冷地区农业生产中充分考虑水资源的可持续性。通过深度分析水文指标，农业管理者能够更好地理解水文过程，及时应对旱涝等极端气候事件，从而实现对水资源的科学、合理利用和保护。因此，水文指标的深入研究不仅在农业灌溉计划上具有直接应用，也对于制定全面有效的水资源管理政策至关重要[8]。

3 建议与展望

3.1 加强监测与预警

在寒冷地区的农业生产中，加强监测与预警十分重要。第一，相关部门应该强化水文气象监测系统，实时获取降水、气温、土壤湿度等关键信息。通过建立高效可靠的监测网络，全面、及时地了解气象和水文状况，为农业生产提供科学依据。监测体系的应用不仅有助于更好地了解当前农田水分状态，还为灌溉计划的制定提供了实时数据支持。

第二，相关部门应在寒冷地区建立健全的旱涝预警机制。通过整合监测数据，建立合理的预警模型，及时识别并预测可能发生的旱涝事件。提前预警将为农业决策者和生产者提供充足的准备时间，使其能够采取必要的措施，减轻旱涝带来的损失，包括调整灌溉计划、选择适应性更强的作物品种、制定应对紧急情况的具体措施等。通过加强监测与预警，可以有效提高对寒冷地区气象和水文变化的应变能力，从而更好地保障农业生产的稳定和可持续发展。

3.2 推广节水农业

为了有效应对寒冷地区水资源的稀缺性，相关部门应在该地区推广节水农业，并采取一系列措施，提高灌溉效率，减少水分浪费，并积极探索新的节水技术。第一，农业管理者可以通过引入现代化灌溉系统，如微喷灌溉和滴灌技术，实现对水分更为精确的控制。这种精准灌溉不仅可以避免过度使用水资源，还能够根据植物的实际需求量来进行供水，提高灌溉效率。

第二，农业管理者需要积极推广水资源管理的最佳实践，例如引入土壤水分监测技术，以实时监测土壤的水分状况。通过及时了解土壤的湿度，农业生产者可以更科学地安排灌溉计划，避免过度或不足的灌溉，从而最大限度地利用有限的水资源[9]。

第三，培训农业从业人员，使其更加了解和掌握现代农业水资源管理的技能和知识，以提高他们在面对水资源紧缺挑战时的应对能力。通过上述综合节水措施的应用，寒冷地区可以更加有效地应对水资源的稀缺性，实现农业生产的可持续发展，同时为未来的水资源管理提供参考。

3.3 提升农业科技水平

为了应对寒冷地区农业面临的挑战，当地相关部门应通过提升农业科技水平推动农业的创新与可持续发展。一方面，相关部门应致力于培育适应寒冷环境的抗旱抗寒作物品种。通过基因改良和选择育种，研发更具抗逆性和适应性的植物品种，使作物能够在低温、降雪等恶劣条件下更为稳健地生长，减轻寒冷气候对农业生产的不利影响。

另一方面，加强农业科技的应用，如智能农业技术、遥感监测等，有助于提高农业生产的科技含量。智能化的农业管理系统可以实时监测土壤湿度、气温等参数，为农民提供精准的农业生产指导，从而更有效地利用水资源，降低浪费。遥感技术能够迅速获取大范围的农田信息，帮助科学家和农业从业者更好地了解农业生产环境，提前预警可能发生的旱涝等灾害。通过农业科技的创新应用，可以降低寒冷地区农业对自然环境的依赖，实现提高产量、保障粮食安全的目标，有助于农业的可持续发展[10]。

4 结束语

寒冷地区的农业水文气象特点独特而复杂，直接影响着农业的可持续发展。为了更好地应对这些地区的气候挑战，相关部门必须深入研究和全面了解当地水文气象特征，并基于这些了解明确旱涝指标，从而更全面地把握寒冷地区农业发展的实际情况，优化农业管理、提高农业系统的适应性和韧性以保障粮食安全。

参考文献

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