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仙桃市气候变化及主要农业气象灾害分析

作者:未知

  摘 要:利用1981—2017年湖北省仙桃市常规气象资料,对仙桃市37 a来气候变化趋势和主要农业气象灾害进行统计分析。结果表明:仙桃市气候变暖趋势明显,变暖季节主要在秋、冬两季;高温热害、暴雨洪涝灾害发生频次增多,低温灾害呈下降趋势。农业气象灾害对仙桃市农业生产的影响呈增加趋势,整体弊大于利。通过分析为仙桃市合理利用气候资源、调整农业种植结构以及为农服务中防灾减灾提供科学的气象依据。
  关键词:气候变化;农业气象灾害;防灾减灾;仙桃市
  农业是对气候变化响应最为敏感的领域之一。在气候变化背景下,全球范围异常气候出现的概率将大大增加,这些极端气候事件将对农业的生产和可持续发展产生重要影响,导致世界粮食生产不稳定[1]。气象条件直接影响和制约着农业生产过程,在全球气候变暖背景下农业的脆弱性最大,适应气候变化的要求最高,压力也最大[2]。
  仙桃市地处湖北省中南部,是辽阔肥沃的江汉平原的一部分,处于东经112°55′~113°49′、北纬30°04′~30°32′,纬度适中,四季分明,属副热带大陆性季风气候。仙桃是一个农业大市,是国家重要的粮、棉、油、猪、鱼和蛋生产基地。近几十年来,随着工业化进程的加快和温室气体排放的增多,仙桃市的极端天气气候事件呈现频率增多、持续时间延长的趋势,给农业生产造成了极大的影响。下面拟简要分析1981—2017年仙桃市气候变化趋势和主要农业气象灾害特征,找出其发生规律及特点,为仙桃市农业生产应对当前复杂多变的气象灾害服务。
  气象资料来源于1981—2017年仙桃市国家气象观测站(气温、降水等)气象要素资料,统计春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)、冬(12—2月)四季气温、降水变化特征。
  一、基本气候概况
  (一)气温变化特征
  从表1可以看出,1981—2017年仙桃市气温呈现逐渐升高的趋势。2000—2010年,仙桃市年平均气温比历年平均偏高
  0.6 ℃,较20世纪80年代和90年代分别升高1.1、0.6 ℃。从春、夏、秋、冬平均气温来看,1991—2017年秋、冬升温较为明显,较20世纪80年代均升高1.0 ℃以上。通过对比极端气温可以发现,最低气温的变暖趋势比最高气温更为明显,21世纪以来最低气温较20世纪80年代均升高
  5.0 ℃左右,变暖季节主要在冬季,且年平均气温受秋、冬升温影响较大。
  (二)降水量及雨日变化特征
  1981—2017年,仙桃市平均降水量为1238.6 mm,降水主要集中在受夏季风影响比较大的5—9月,5个月降水总量约占全年降水量的60%,个别年份达到70%,其中又以6月中旬至7月中旬雨量最多,强度最大,是湖北省的梅雨期。从表2可以看出,除2001—2010年平均降水量略偏少外,其他年代均偏多。特别是进入21世纪以来,仙桃市≥100mm的大暴雨天数呈现明显偏多的趋势。
  
  二、主要农业气象灾害
  影响仙桃市农作物的农业气象灾害很多,该文仅选择对仙桃市农作物有突出影响的4种灾害进行统计分析,农业气象灾害标准参照《农业灾害应急技术手册》[3]。
  (一)暴雨洪涝
  有研究表明:暴雨降水是我国暴雨洪涝灾害发生的直接原因[4]。暴雨洪涝也是仙桃市主要气象灾害之一,仙桃市暴雨主要发生在汛期(每年5—9月),相对集中在6月中旬末至7月中旬初,此时正值长江流域梅雨季节,雨量集中,强度大,该期渍涝频次约占全年的60%(见表3)。若夏季风在长江中下游停留时间过长,冷暖空气在仙桃市上空稳定对峙,便会引起暴雨洪涝灾害。再加上仙桃市地处水网湖区,境内湖泊密布,地势低洼,遇有较强降水就易产生渍涝。进入1980年以后,7月发生暴雨的概率明显增加,分别较6月增加了40%和20世纪80年代以前增加了1.5倍。仙桃市月最大降水量出現在2016年7月,为624.8 mm;2016年入梅以后,共发生
  6次强降水天气过程,梅雨期间仙桃站累计降雨量达831.4 mm,是仙桃市梅雨期历年平均降雨量(351.0 mm)的2倍多,是仙桃市有气象记录以来梅雨期降雨量的最大值(1969年813.0 mm)。据仙桃市农业局统计,2016年仙桃市中稻种植面积5.9万hm2,因强降雨受淹绝收面积0.5万hm2,实际收获面积5.4万hm2,比2015年减少0.4万hm2。
  (二)高温热害
  高温热害是指持续出现超过作物生长发育适宜温度上限的高温,对农作物生长发育及产量形成的损害。仙桃市高温天气主要出现在7月中下旬至8月上中旬,7月出现高温的概率最大,占48%,8月次之,占43%。表4和表5结果是对农作物生长发育及产量形成造成损害的夏季气温(连续3 d平均气温≥30 ℃或连续3 d高温≥35 ℃)年际变化情况进行统计分析的结果。从表4和表5可以看出,21世纪以来,仙桃市遭遇高温热害的频率呈增多趋势,其中2001—2010年出现连续3 d日高温≥35 ℃的频次达到了20世纪80年代的2倍。另外,2016年8月10—14日、2017年7月23—25日分别出现了连续日高温≥37 ℃的天气。有研究表明:在高温热害典型年份,无论早稻还是中稻产量都有明显减少,产量损失最高均在30%以上[5]。近年来,高温热害已成为影响仙桃市粮食作物产量最主要的农业气象灾害。
  (三)低温灾害
  低温灾害包括低温冻害和低温冷害。低温冻害是指越冬作物遇到0 ℃以下低温或剧烈变温而引起作物冰冻或丧失一切生理活动,造成作物体死亡或部分死亡。仙桃受低温冻害影响的主要是蔬菜类。从表6可以看出,从20世纪80年代至今,对蔬菜类有影响的日均气温≤-3 ℃、≤-5 ℃、≤-7 ℃的天数整体呈减少趋势,特别日均气温≤-5 ℃、≤-7 ℃的天数减少明显。但个别年份极端雨雪冰冻灾害还是时有发生,最典型的是2008年1月13日至2月3日持续22 d低温雨雪天气过程,表现为降雪过程频繁,雨雪量异常偏多,虽然极端低温不低,但此次过程的平均气温异常偏低,给仙桃市越冬作物造成了严重的损失。   低温冷害是指在作物生长季节,由于受到低于其生育期温度下限的低温影响,使作物生育延迟,或发生生理障碍而减产。表7分别统计了20世纪80年代至今对仙桃市主要农作物有影响的低温冷害中春播期低温、夏季冷害[6]、寒露风的发生频次。从表7可以看出,除寒露风外,春播期低温、夏季冷害均有减少趋势。
  
  (四)连阴雨
  持续5 d以上的阴、雨天气,称为连阴雨。春季连阴雨天气主要特点是温度低、日照少、雨量并不大。低温连阴雨易造成水稻烂秧、棉花烂种、冬小麦和油菜等湿害。而仙桃市秋季连阴雨主要受“华西秋雨”的影响,对农作物收获、晾晒造成不利影响。该文分别统计1981—2017年仙桃市春季连阴雨(3—4月)、秋季连阴雨(9—10月)的发生频次。从表8可以看出,春、秋季连阴雨均有减少趋势,特别是秋季连阴雨减少明显。但连阴雨天气的减少有利有弊,利是能增强光合作用和增加收成,减少农作物病害。弊是容易形成干旱。
  三、结论
  1981—2017年,仙桃市气温、降水呈现增高、增多的趋势,表现为冬季升温明显,夏季降水趋多。仙桃市主要农业气象灾害中,梅雨期暴雨洪涝、夏季高温热害頻次明显增多。同时,近年来气候变化使仙桃市极端天气事件趋多趋强,且达仙桃市建站以来历年极值,特别是高温热害中对籼型中稻有影响的连续3 d日最高气温≥37 ℃的发生频次有所增加。低温灾害和连阴雨次数均有减少的趋势。
  农业科技人员应合理引导农业产业结构调整,在避开不利的气候因素的同时,发挥气候变化带来的有利条件,尽量减少气候变化对农作物种植结构及产品质量的影响。
  参考文献:
  [1]赵俊芳,郭建平,张艳红,等.气候变化对农业影响研究综述[J].中国农业气象,2010(2):200-205.
  [2]郑国光.科学应对全球气候变暖提高粮食安全保障能力[J].求是,2009(23):47-49.
  [3]湖北省农业厅.农业灾害应急技术手册[M].武汉:湖北科学技术出版社,2009.
  [4]冯强,王昂生,李吉顺.我国降水的时空变化与暴雨洪涝灾害[J].自然灾害学报,1998(1):87-93.
  [5]张倩,赵艳霞,王春乙.长江中下游地区高温热害对水稻的影响[J].灾害学,2011(4):57-62.
  [6]冯明,陈正洪,刘可群,等.湖北省主要农业气象灾害变化分析[J].中国农业气象,2006(4):343-348.
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