依安县近40 a 农业气象灾害特征分析

刘相东,商宝荣,邹雅文,柴 宇，邵珠航，孙 涛

（1.依安县气象局,黑龙江 依安 161500； 2.富裕县气象局,黑龙江 富裕 161299;3.拜泉县气象局,黑龙江 拜泉 164700；4.泰来县气象局,黑龙江 泰来 162400）

1 引言

农业生产管理及农作物生长发育的各个环节都离不开气象， 当气象条件不能满足作物生长需求时就会对作物产生不利影响，导致作物减产甚至绝产，造成农作物减产绝产的不利气象条件就称之为农业气象灾害。 因农业气象灾害种类多、危害大，现已成为制约依安县农业经济发展的原因之一。 从近40 a记录的历史数据来看，依安县气象灾害发生频率高，长期以来多种灾害叠加发生， 导致大面积农作物减产甚至绝收，对农业发展危害巨大。 如何更好应对和防御气象灾害，健全长期有效的防灾减灾体系，减少气象灾害带来的损失，是亟需解决的问题。 本研究对依安县近40 a 气象灾害受灾情况进行分析探究，摸清灾害风险隐患，根据灾害特征、影响范围、发生规律， 提出科学有效的防灾减灾策略， 有助于各级政府、广大农户开展自然灾害的防御与应对，为保障社会经济可持续发展提供科学依据。

2 资料与方法

利用第一次全国自然灾害综合风险普查数据（1978-2020 年），对黑龙江省齐齐哈尔市依安县农业气象灾害进行统计分析。 得出依安县农业气象灾害的种类，并从各类灾害发生频次、发生时段等角度，采用线性回归方法分析气象灾害发生发展变化规律， 从各类灾害的影响范围入手， 分析其对农业生产、民生安全造成的不利影响。

3 农业气象灾害的类型及变化特征

3.1 洪涝

洪涝是指大雨引发河水泛滥、淹没农作物、冲毁农田，或降水过于集中、排泄不畅、田间积水，土壤水分长期处于饱和状态，作物根系因缺氧而生长滞缓，引起植物萎蔫、落花、落果、空壳瘪粒以至倒伏、霉烂，称为洪涝灾害。

洪涝灾害是一种比较常见的农业气象灾害，产生洪涝的诱导因素有很多， 但北方洪涝的发生多源于暴雨天气， 持续性高强度的降雨很容易引发洪涝灾害。 北方四季分明夏季是暴雨频发的季节，因此洪涝多发生于夏季的汛期, 也是防御洪涝的关键时期。依安县属于平原地形， 部分区域存在一些相对地势较低的田地，如三兴镇、新兴乡，一旦出现大暴雨，排水不畅，部分农田就会被雨水淹没，形成局地洪涝灾害。 灾害严重将直接导致农作物绝收，进而造成巨大的农业经济损失， 同时房屋建在地势相对较低的地方也会对人民的生命安全造成威胁。 洪涝灾害是依安县主要的农业气象灾害之一， 也是制约依安县农业发展的主要障碍[1]。

3.1.1 洪涝的年际变化特征

根据1978-2020 年近40 a 统计资料显示， 洪涝灾害出现过23 a， 也是依安县所有农业气象灾害中频次最高的灾害。 依安县近40 a 洪涝灾害频次呈增加趋势。 40 a 整体表现为前10 a 和后10 a 集中出现，占比为75%。洪涝的多发时段分别为1984-1988年、2009-2020 年，洪涝灾害均表现为连年发生，尤其是近10 a 几乎年年都有洪涝发生。 1989-2008 年为洪涝灾害的少发时段，20 a 间仅出现5 a， 且为分散出现。 40 a 间洪涝灾害波及范围最广、影响程度最深的是1998 年出现的特大洪涝灾害， 全县15 乡镇均出现不同程度的洪涝灾害，造成多个水库决堤、农作物受灾面积损毁18.47 万hm2。

随着极端气候事件频发， 全国极端暴雨不断北移，近3 a 夏季降水异常增多，台风连续2 a 影响到黑龙江地区都是引发洪涝灾害加剧的主要因素。 植被森林被破坏、水土流失严重、水库蓄洪不利等诸多因素，也加剧了洪涝灾害的形成和发展[2]。

3.1.2 洪涝灾害发生时段

依安县气候属于四季分明， 雨量充沛。 表1 所示，近40 a 来依安县年平均降水量为502 mm，其中夏季平均降雨量340.4 mm，占全年的68%，而7 月、8月降水量平均维持在120 mm 左右[3],由此看出依安县雨季集中在夏季。表1 所示，近40 a 来因暴雨引发的洪涝灾害主要集中于每年的7、8 月份， 出现频次分别为15 次、10 次。 出现洪涝与依安县气候特征相符， 防御洪涝灾害的关键时段为7 月20 日-8 月10日。

表1 依安县近40 a 各月平均降水量及洪涝月发生次数表

表2 1992-2004 年出现旱灾情况统计表

表3 依安县近40 a 出现罕见低温冷害时段

3.1.3 洪涝灾害防灾减灾对策

根据洪涝灾害频次特点可以看出， 造成洪涝灾害不断增加的主要原因有： 区域和时段降雨分布的不均匀，极端气候异常频发；水库蓄水能力弱，低洼地块农田排水不利， 内涝积水无法及时监测等隐患严重。 依安县洪涝灾害主要发生于每年7、8 月份，因此在每年汛期来临时，及时清理河道淤积、疏通农田排水沟渠、降雨过后采取一定的排涝措施，减少因持续降雨导致的农田大量积水无法排出造成涝灾。

3.2 干旱

干旱定义：由于长期无雨或少雨导致土壤缺水、空气干燥，致使作物缺水，影响正常生长发育而造成最终产量下降的农业气象灾害。

依安县地处于47°N，属于温带季风气候，在百姓口中素有“十年九春旱”之说，在农业的生产生活过程中，气象条件、地域条件都是农作物生长发育非常重要的因素，天气的好坏决定农业产量。 干旱的气象条件对农田水分影响巨大， 水分的流失使土壤造成不同程度的干裂， 农作物一旦缺少水分直接影响当年收成，若遇到极恶劣天气甚至绝收，由此可见，干旱对农业生产生活，有着巨大的影响。 据统计我国气象灾害损失占所有自然灾害的70%， 而旱灾损失占气象灾害的50%[7]。 明确依安县干旱灾害发生、发展特征，为科学防范灾害提供理论支撑。

3.2.1 干旱的年际变化特征

根据1978-2020 年近40 a 资料统计显示， 干旱灾害发生过23 a，占比达57.5%。 集中出现在1990-2010 年。王丹丹等[8]指出全国旱灾受灾面积呈减少趋势，成灾面积呈增加趋势，而在东北地区受灾及成灾面积均呈增加趋势， 依安县的干旱灾害影响趋势与其相符。 1999 年春旱3-5 月降水量33.5 mm，特别是5 月降水只有5.2 mm， 比历年同期少28.0 mm，6 月降水量37.0 mm，比历年同期少40.7 mm，秋季9-10月降水量27.9 mm，比历年同期少45.0 mm，出现春旱、夏旱连秋旱导致农作物大面积受灾，直接经济损失高达7095 万元，从灾害损失看旱灾也是造成农业灾害经济损失的主要灾害因素之一。

3.2.2 干旱发生时段

干旱会发生在作物生长的任何时期。 根据依安县灾害40 a 普查数据显示， 依安县的旱灾主要发生在春、 夏两季。 如1992 年春旱、1993 年春夏连续旱灾、1982 年夏旱。 依安县在百姓口中素有“十年九春旱”之说，可见依安县发生春旱很常见。3-5 月是春种时节，种子发芽期干旱会直接导致出苗不齐，甚至断垄缺行，苗床枯死。 重新补苗或毁种易导致作物生育期缩短，农民存在粮食减产或贪青晚熟风险。 夏季是作物生长关键期，干旱导致作物水分供应不足，植株不壮，影响扬花结穗授粉，严重会影响作物正常灌浆和成熟，不及时采取干预措施会造成作物减产，甚至绝收。

3.2.3 干旱灾害防灾减灾策略

气象、环境等自然因素是引发干旱的原因，但同时也与人类活动有关[5]。 无法改变自然环境就要科学应对干旱，提高应对干旱的能力。 首先优化农业生产布局，在干旱缺水年份种植抗旱、耐旱经济作物；根据不同作物的生育特点，在发育关键期及时灌溉；发展节水农业，采用塑料大棚与地膜覆盖、滴灌技术，显著提高水分的生产效率； 利用有利天气开展人工干预天气，抗御干旱。

3.3 风雹

风雹天气是由强对流天气引起， 冰雹伴随雷雨大风天气出现，具有局地突发性强、生命史短、移动速度快、 风速骤然加大、 雨势凶猛并夹杂冰雹等特点。 风雹发生地区较为局限，常有“雹打一线”之说。依安县阳春乡至解放乡一带常有风雹天气发生。 风雹经过的路径会对农作物的根茎、枝叶、果实产生损伤，引起作物倒伏，导致农作物无法进行充足的光合作用，致使农作物减产。 果实被冰雹打伤后，轻则影响品质，重则造成打伤部位发生腐烂，影响产量。

3.3.1 风雹灾害年际变化特征

根据普查数据显示1978-2020 年近40 a 风雹发生过15 a。 图1 所示，40 a 间风雹呈两段集中分布出现的特点，其中8 a 出现在1985-1998 年，且灾害损失相对较大，另一段7 a 出现在2005-2016 年。

图1 风雹灾害受灾面积变化趋势图

根据依安县气象站地面观测记录显示风雹常出现在夏季，高发时段集中在13-19 时，风雹过程的持续时间较短，一般仅为2-10 min。 强对流天气系统异常剧烈，冰雹来临时常伴有大风天气。

近40 a 风雹灾害影响整体呈下降趋势在全球气候变暖大背景下，温差减小，对流活动减弱，导致冰雹不易形成，加之近年来气象科技的发展，人工影响天气防雹作业越发成熟， 防御风雹天气的能力大幅提升，有利抑制或减少风雹灾害的发生。

3.3.2 风雹灾害防灾减灾策略

在风雹多发地带，种植抗雹能力强、恢复能力强的作物，增加森林面积，改善地貌环境，破坏雹云条件，达到减少雹灾目的。 加密监测提早采取人工影响天气作业干预措施，利用碘化银催化剂作用，结束风暴云的发展进程，削弱大风、冰雹等致灾因子，减少灾害损失。 通过普查区划风雹易发区，重点防御。 对受害较重、造成绝收的作物，要及时拔除残株烂叶，清理园地，防止腐烂引发病害，可根据实际情况重新播种或移栽速生叶菜；对损伤较轻的，要及时扶正，修剪掉被折断、损伤的枝、蔓；并清理残枝，及时施肥、浇水，增强抗逆性，因灾后蔬菜根系受损，吸收土壤营养物质能力减弱，可及时施肥。

3.4 低温冷害

低温冷害气象指标是指旬平均气温比历年旬平均低0.3-1.6 ℃而引起的农作物减产现象。 农作物生长季节气温比常年同期显著偏低引起的灾害，使作物生理活动受到障碍，严重时某些组织遭到破坏，导致减产[6]。 低温冷害按时空分布分为春季低温冷害（俗称倒春寒）、秋季低温冷害和东北的夏季低温冷害。 春季和秋季低温冷害多发生在初终霜冻前后，夏季低温冷害多源于阴雨低温寡照，温度越低，作物发育时间越长，成熟越晚。受东北冷涡影响，依安县低温冻害也常有发生。 当温度长期低于作物耐受温度时，农作物的根茎受损，导致作物无法正常发育，造成产量下降。

3.4.1 低温冷害年际变化特征

根据1978-2020 年普查数据， 比较于前文三种灾害，低温冷害是发生频次最少、灾害损失影响最低的灾害。 40 a 间1998 年低温冷害造成的损失最为严重， 农作物受灾面积1.92 万hm2， 绝收面积0.14 万hm2，直接经济损失46.5 万元。 目前随着现代农业的发展，农作物种类较以前大幅增多，更易遭受灾害侵袭[10]，近40 a 间低温冷害受灾面积整体呈上升趋势。冷害发生常为大面积区域性，所以同样不容小视。

3.4.2 低温冷害易发时段

依安县低温冷害在春、夏、秋均有发生，但常发生在春秋季，即初、终霜冻前后。依安县初霜在每年9月21 日前后，终霜在5 月12 日前后。 初霜冻过早、终霜冻过晚均易出现低温冷害。 2018 年9 月9 日依安县出现早霜天气，比历年早12 d，由于种植的高产晚熟作物多，冻害严重，农作物减产4 成。 夏季由于连续性低温、阴雨和寡照天气也会引起阶段性低温，1998 年夏季依安县出现极罕见阶段性低温，1998 年6 月19、20、21 日日平均气温较常年平均气温低7 ℃左右；1992 年6 月5 日出现历史罕见的霜冻灾害，最低气温2.3 ℃，地面最低温度-2.0 ℃，出现霜冻天气，农田作物苗期受到不同程度的灾害。 由此可见春夏秋三季都需防范低温冷害。

3.4.3 低温冷害防灾减灾策略

依安县低温冷害多发生于每年5 月至6 月上旬、以及9 月中下旬。 此期间分别为春季的农作物苗期、秋季的作物籽粒灌浆成熟交汇阶段。 掌握灾害发生时段规律， 科学合理安排品种搭配与播种期或种植耐寒的高产品种，促进幼苗生长，增强御寒能力；促进作物早熟；科学实施农业防寒措施，减少低温冷害损失。

4 结论

(1)近40 a 洪涝灾害出现过23 a，也是依安县农业气象灾害中出现频次最多、灾害损失最重的灾害，依安县近40 a 洪涝灾害发生频率呈逐年上升趋势。其中波及范围最广、影响程度最深的是1998 年出现的特大洪涝灾害。 洪涝高发时段集中在夏季的7、8月份，也是防汛的关键时段。

(2)近40 a 干旱灾害发生过23 a，出现频次及灾害损失仅次于洪涝。 集中出现在1990-2010 年，干旱灾害的影响呈增加趋势，但近些年少有发生，气候条件的改变及应对干旱的措施进步， 均降低了灾害的发生及影响程度。

(3)40 a 间风雹共计出现15 a，占比接近38%。呈两段集中分布，分别在1985-1998 年出现8 a，灾害损失相对较大，另7 a 出现在2005-2016 年。 近40 a风雹灾害影响整体呈下降趋势。

(4)低温冷害为此次重点研究的四种灾害中发生频次最少、 灾害损失最低的灾害。 低温冷害发生强度、作物受灾面积呈逐年上升趋势。 春秋季是低温冷害的高发时段，春季冷害出现的时间越晚，对作物造成的影响越大；秋季冷害出现时间越晚，对作物造成的影响越小。

(5)季节性预防灾害从高发规律入手，春季重点预防干旱和低温冷害；夏季重点预防洪涝、风雹、夏旱以及阶段性低温；秋季重点预防洪涝和低温冷害。