2021年株洲市气候特征及对农业生产的影响

2023-11-07孙金花

农业灾害研究 2023年8期

朱劲，孙金花，王雅

湖南省株洲市气象局，湖南株洲 412000

气候是农业生产中不容忽视的关键因素。作为全球气候变化的主要趋势之一，气候变暖不仅会导致各种极端天气频发，同时还会对农业生产造成严重的负面影响[1]。近年来，全球气候异常的现象开始逐渐受到各个国家的重视，越来越多专家学者开始围绕气候变化开展系统的研究[2]。由于我国幅员辽阔，全国气候特征十分复杂，各个地区之间也存在明显的差异性，围绕地区农业气候资源进行深入研究，对地区农业生产具有重要的现实意义[3]。

1 株洲市气候综述

2021年株洲市平均气温19.2 ℃，较历年偏高1.3 ℃；年平均降水量为1 389.3 mm，较历年偏少7.8%，北少南多的空间分布特征明显；年平均日照总时数为1 644.3 h，较历年偏多96.8 h。

2021年出现的主要季节性天气气候事件如下：

（1）冬季暖干明显，冷空气活动频繁。季平均气温为8.8 ℃，较历年同期偏高1.5 ℃，位居1956年以来历史第4高位；季平均累计降水量为144.4 mm，较历年同期偏少39.6%，季节内出现了5次区域性冷空气过程。

（2）春季阴雨笼罩，“倒春寒”“五月低温”席卷株洲。春季全市平均累计日照时数仅186.5 h，为1961年以来的第2低位，季节内出现多段连阴雨过程。4月初至中旬前期全市气温持续偏低，4月1—12日全市各县（市）区均出现倒春寒天气；5月17—21日，株洲市平均气温仅17.9 ℃，较历年同期偏低5 ℃，为1961年以来第1低值，全市范围内均出现了轻度“五月低温”。

（3）夏季高温热浪模式持续，全年高温日数创历史新高。夏季全市平均气温28.8 ℃，为1961年以来的第4高位，全年高温日数达71.2 d，创历史新高，季节内出现多段高温热害天气，阶段性干旱特征显著。

（4）秋季气温异常偏高，阶段性极端气温突破历史极值，秋季平均气温20.4 ℃，为1961年以来的第3高位；高温日数22.6 d，创秋季高温日数历史新高；国庆假期“烈日模式”持续，国庆期间株洲市平均气温27.7 ℃，创历史新高。

2 株洲市2021年气候特征

2.1 株洲市农作物气候年型

2021年株洲市≥35 ℃的日数为72.6 d，较历年偏多37.2 d，属异常偏多年份。全年高温天气频繁，各县（市）出现了多段不同程度的高温热害天气，全市≥35 ℃的高温日数在66 d（炎陵）～79 d（茶陵）之间，≥37 ℃的高温日数在8 d（炎陵）～25 d（攸县）之间，较常年同期明显偏多。汛期期间出现多段高温天气。

2021年株洲市气温与积温正常均偏高；日照异常度除攸县正常外，其余各县（市）均为偏少；降水除株洲偏多外，其余各县（市）均为正常。综上所述，2021年，株洲地区各县（市）的农作物气候年型均为高温年。

气温、积分方面，株洲地区各县（市）均以高或者较高为主；降水方面，各县（市）均为正常；日照方面，除攸县、茶陵日照异常度为多外，其余各县（市）均为正常（图1）。

图1 2021年株洲市年平均气温（a）和年平均距平（b）的空间分布

2.2 株洲市2021年气候特征与农作物情况

2021年株洲市气温与积温正常均偏高；日照异常度除攸县正常外，其余各县（市）均为偏少；降水除株洲市区偏多外，其余各县（市）均为正常。综上所述，2021年，株洲市各县（市）的农作物气候年型均为高温年（表1）。

2021年内出现阶段性干旱、局地洪涝、大范围“倒春寒”、高温热害、连阴雨、“五月低温”等灾害天气，对农业生产造成不利影响，局地重复受灾，灾害损失较重。主要气候条件如下。

2.2.1 冬季冬季前期低温寡照、大风，后期干旱对作物生长有不利影响。

2020年12月上、中旬以低温寡照天气为主，油菜、蔬菜等生长缓慢，长势偏弱，影响晚熟柑橘等果实糖分的积累，不利于成熟柑橘的采收；12月末出现的寒潮大风天气对设施农业造成一定影响。2021年1月上旬气温偏低，之后气温回升，多晴好天气，温高光足，有利于越冬作物生长和农田基本建设开展；但气温持续偏高，加之无有效降水，部分县（市）发生干旱灾害。

2.2.2 春季阶段性阴雨明显，“倒春寒”“五月低温”影响范围广，后期多强降水过程，部分农作物受灾。

3月农业气象条件上半月持续阴雨寡照天气，不利于油菜结实、大棚育苗，中旬中期起天气转好对双季早稻播种育秧有利。4月出现历史罕见的长时间阴雨寡照天气，株洲市出现轻度“倒春寒”；5月强降水过程频繁，中下旬出现“五月低温”。农作物光合作用强度弱，干物质积累少，导致早稻秧苗、蔬菜、烤烟等农作物生长缓慢，长势差，植株瘦弱，抗逆能力差，早稻秧苗移栽和一季稻播种进度推迟。同时，长时间阴雨寡照天气也严重影响油菜灌浆，造成油菜籽粒灌浆不饱满、千粒重下降。

2.2.3 夏季总体农业气象条件较好，阶段性雨水集中期、干旱、高温热害对作物有不利影响。6月发生的暴雨和洪涝对农业生产造成一定不利影响。

6月株洲市多晴好天气，有利于春播作物生长发育和农事活动开展；6月末至7月初的强降雨导致部分地区农作物受损严重；其后以晴热高温少雨天气为主，利于早稻成熟收获和晚稻移栽，但持续高温天气，对蔬菜、柑橘生长和中稻孕穗抽穗有不利影响，部分地区因旱受灾。8月高温热害、干旱灾害较前期影响小，未出现大范围洪涝，总体农业气象条件有利。

2.2.4 秋季前期大部分地区出现高温热害，湘中以南秋旱明显；中期开始出现连阴雨天气，冷空气活动加强，降水增加，旱情解除。

10月5日前，株洲市以高温少雨天气为主，持续高温对晚稻孕穗、抽穗及灌浆期不利，影响花粉发育、授粉受精及灌浆乳熟，灌溉条件差的地方，造成结实率下降和千粒重降低，影响产量和品质；局地农业干旱对作物生长有一定影响。10月6日后，出现多次降水过程，前期高温干旱得到缓解，油菜田地的土壤湿度增加，对及时移栽有利；但由于低温连阴雨天气较多，影响晚稻收获。11月农业气象灾害较少，受害程度较轻，农业气象条件利于农作物生长。

2.3 株洲市2021年农作物产量情况

2.3.1 粮油生产情况 2020年，全市粮食总播种面积2 214.10 km2（省国调队初步反馈数据），比去年增加4.13 km2，同比增长0.17%，总产量155.610万 t，比去年增加0.934万 t，同比增长0.6%。其中，早稻面积633.40 km2，总产40.840万 t，同比增长0.32%；中稻（一季稻）面积765.00 km2，总产61.130万 t；晚稻面积681.00 km2，总产47.150万 t；旱粮面积134.70 km2，总产6.490万 t。

2.3.2 经济作物生产情况 2021年，全市经济作物种植面积1 399.07 km2，比上年增长27.33 km2，增长1.99%。其中，蔬菜种植面积829.67 km2，预计经济作物总产值100.6亿元，比上年增长3.59亿元，增长3.7%。其中，增幅度较大的作物有：蔬菜增加33.53 km2、茶叶增加7.80 km2、水果增加2.27 km2；减幅度较大的作物有：中药材减少9.00 km2、花卉苗木减少4.07 km2、棉花减少1.73 km2。

3 气候特征与农业生产的关系分析

气候特征与农业生产存在紧密的联系，一旦气候发生明显变化，往往会对农业各个领域产生深远的影响[4]。在气温持续升高的情况下，由于光照时数的增加，各种农作物的生长周期会明显缩短，同时播种期、收获期都会产生一定的变化。与此同时，还会导致农作物整体生长发育出现较大的不确定性，致使农作物的产量、质量受到不同程度的影响[5-6]。

气候灾害也是对农业产生深远影响的重要因素，如因气候变化而出现霜冻、冰雹、洪涝、干旱等各种气候灾害，这些气候灾害往往会导致农业生产产生巨大的经济损失[7]。

4 基于株洲市气候特征的农业生产优化建议

4.1 推进农业生产模式改革创新

为有效降低气候变化对农业生产的影响，必然需要推进农业生产模式的改革创新。株洲市农业生产应尽可能减少大田露地生产的模式，通过大力发展大棚设施农业，有效减少气候变化所产生的影响[8]。与此同时，株洲市还需要大力引进农业机械，推进农业生产朝着机械农业、设施农业的方向发展，将更多新兴技术、设备应用于农业生产，在充分利用自然资源的同时，减少资源方面的消耗，从而有效提高农业生产的抗灾害能力[9]。

4.2 多元措施加强农业生产管理

农业生产管理是灵活应对气候变化的重要生产措施，即充分围绕地区气候变化，通过多元化的措施，全面加强农业生产管理，从而有效增强农业生产的稳定性。例如，对于极端高温天气、旱灾，可以采用地膜、蓄水池进行灵活的生产管理。气候变化会导致农作物生长周期改变，农户需要密切关注农作物生长状况，并根据实际情况采取针对性的水肥管理措施，从而保障农业生产干预效果[10]。针对上述问题，可以引入水肥一体化技术，通过新兴技术针对农业生产进行自动化、智能化管理，切实保障农业生产管理的效果，同时减少人力成本的投入。

4.3 加大农业生产资金投入力度

气候变化会导致农业生产存在较大的不确定性，尤其是各种灾害性气候的发生，往往会导致巨大的经济损失。针对上述问题，相关部门需要进一步加大农业生产资金投入力度，积极引导农业部门、气候部门、社会力量参与进相关工作，为农业生产提供更多的资金支持，同时引导农民群体加入专业合作社组织，通过集约化的生产模式提高农业生产抗风险能力[11]。

4.4 加强农业生产基础设施建设

农业基础设施建设不仅是提高农业生产水平的重要途径，同时还是降低气候变化影响的重要手段。因此，株洲市需要全面调研现有农业生产基础设施，充分结合农业生产发展动态，主动开发具备智能化、自动化农业灌溉技术，实现节水灌溉。同时，相关人员应加强研制出与气候变化相适应的农业生产新技术，强化气象灾害综合防治的基础设施，提高农业适应气候变化的能力。

4.5 落实农业气象服务支持工作

农业气象服务的开展，必然需要充分依托现代气象业务。株洲市应积极建立农业气象历史资料相关的专业数据库，围绕数据库建立健全农业气象监测预测评估业务、农业气象灾害监测体系，同时全面加大卫星遥感技术的研发力度，提高卫星遥感技术在气象灾害监测评估、农业生产、生态环境监测等领域的应用水平，最终建立以现代气象业务为依托，可以有效支持现代农业生产的农业气象服务体系[12]。