西南地区农业应对极端干旱研究初探
2010-07-19陈闻晨李黎霞冯义雄董建博
陈闻晨,李黎霞,冯义雄,叶 玮,董建博
(浙江师范大学地理与环境科学学院,浙江金华321004)
干旱对人类社会来说是最严重的自然灾害之一[1]。2009年末至2010年初,在自然地理环境格局中素以湿润著称的我国西南地区遭遇了百年不遇的大旱。西南地区各河流来水量减少2~9成,河水锐减,小溪普遍断流,湖塘、小型水库干涸。干旱天气持续时间之长,干旱面积之大,干旱强度之甚,在整个西南地区历史上都是罕见的。在我国自然区划概念中,西南地区包括青藏高原东南部、四川盆地、秦巴山地及云贵高原大部,对应气象地理区划上的一级气象地理区域——西南地区(四川、重庆、贵州、云南)及华南地区一部(广西)。
1 西南地区极端干旱成因
1.1 大气环流动力效应
极端干旱常常是在相对干季中叠加了不利于降水生成等环境异常因素后的综合效应。西南地区受来自印度洋孟加拉湾上的西南季风的影响,每年12月份到第2年4月份处于干季[2]。从印度南部至中南半岛都有一个带状暖性高压环流,它的北侧是一支较强的偏西气流。在这支气流控制下,西南地区大部的上空为下沉气流,空气干燥。由图1可知,100 hPa西风急流轴线1—4月位于北纬30°附近,并且急流中心值达到最大。在这种高层流场控制下,对流层中低层维持着一支势力很强的偏西风气流,有力地阻挡了来自北方冷空气的南下,同时也抑制了南支槽的活动,水汽输送受到严重的削弱,使西南地区受到高压环流的影响,降水不足。
1.2 地形地貌效应
西南地区处于多条大河的上游,地形地貌独特,高大山体较多,气候的垂直变化较大[3],在西南暖湿气流强劲的时候,因高山而产生的抬升作用明显。但在西南季风减弱的时候,地方性的过山下沉气流的焚风效应就占主导,形成成片旱区。西南地区又属于著名的喀斯特地质区域,地质条件上表现为土层薄、渗漏严重、保水性差,使得地面非常容易处于缺水状态。
1.3 人类活动效应
这种效应到底有多大还不能轻易下结论,但人类活动有一定影响是毋庸置疑的。大规模的人类活动使原本植被茂密地区的地表受到更多的阳光辐射,加剧了地表的蒸发效应。森林的破坏同时导致大面积的水土流失。
2 西南地区农业应对极端干旱的措施
中国是农业大国,农业基础仍较为薄弱,很多地区靠天吃饭的现象依旧存在,农业现代化任重而道远。由于西南地区的极端干旱成因主要以自然地理过程为主,西南地区极端干旱条件下的农业响应也应从自然角度去应对。农业是人工作用于自然程度非常高的产业,它不仅需要顺应自然地理过程,同样还需要通过人工技术化的手段对极端气候做出预防性和补救性措施。
2.1 预防性措施
极端干旱不同于一般意义上的季节性干旱,其程度往往大大超过基本农田水利设施的负荷以及常规水库蓄水的调节能力。但单纯增加水库蓄水能力,盲目扩建超过常规标准的水利设施不但不能有效解决极端干旱,反而会造成巨大的人力、物力资源的浪费。而极端干旱发生前的预防性措施能大大减缓极端干旱发生后对农业的不利影响。
气象预警是宏观的中长期手段,包括卫星云图趋势分析[4]、气象数据资料的模拟[5]等,可以为极端干旱的预测提供坚实的基础。在建立气象预警的机制下,现有的水资源总量是一定的,在没有补给水来源的前提下,水资源存量将持续减少,充分合理的水资源调度与分配将作为核心的预防性措施。农业用水作为用水总量权重较大的部分,应仿效洪水行洪调度策略中的分洪区方案,重点集中用水,有选择、有节制地转移用水,为应对极端干旱赢得时间。
2.2 补救性措施
极端干旱由于超过了自然环境的短期调节能力,也超过了人工干预强度的极限,造成农业上程度不一的损失是不可避免的。灾害发生后的补救性措施是否到位直接影响到灾害所造成最终损失的大小。补救性措施可分为临时补救性措施和常态化补救性措施。临时补救性措施包括打深井开掘新的水源,使用保水剂保持水分[6],对受损农作物进行补种等。这些措施具有很强的应急性和针对性,但也存在一定的局限性。如开掘新的水源涉及到成功率的问题,保水剂需要在一定灌溉条件基础上使用,受损农作物补种受制于农时。常态化补救性措施主要是依托现有的设施,在战略上储备各种预案工程,但缺乏特别的针对性,工程量稍显浩大。西南地区不同于自然地理条件本身就处于干旱、半干旱区的北方地区,但北方地区的补救性措施是仍然可以借鉴的[7-9],且已有一些成功例子[10]。
3 结语
极端干旱作为在特定地区和时间产生的罕见气象事件,程度超过了常规的应对水平。单一的预防性措施或者补救性措施对西南地区的农业应对极端干旱均不是非常理想,需要将二者进行有效结合。预防性措施作为先行官,为农业应对可能出现的极端干旱提供了后续应对的条件和时间。补救性措施则为农业减灾保产、人畜生存提供了物质支撑。在实施补救性措施的同时,预防性措施同样不能停止,而需为下一个可能出现的极端气象事件提供依据。
本文从大气环流动力效应、地形地貌效应和人类活动效应因素对2009年末至2010年初的我国西南地区极端干旱成因进行了初步分析,对西南地区农业如何应对极端干旱进行了初步探索,得出了预防性措施和补救性措施相组合是农业有效应对极端干旱的最佳策略。
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