河南省农业气象灾害对农作物的影响研究

顾艳华 李美灵

1.东明县农业农村局，山东 东明 274500；2.东明县城关街道办事处，山东 东明 274500

0 引言

作为农业大国，农业生产对我国发展具有重要影响。近年来，在全球气候变化大背景下，农业气象灾害频发，对农业生产的影响也日益加剧，由此引发的粮食安全问题在全球范围内受到广泛关注［1-2］。农业气象灾害会对农作物产量和品质产生不利影响。针对农业气象灾害进行分析并采取合适的应对措施，减轻农业气象灾害对农作物造成的影响，是当前农业生产中急需重点研究的问题。国内已有众多学者对农业气象灾害进行了研究，并得到了众多研究成果。例如，柴玉［3］根据1978—2019 年全国时序数据和省级面板数据，发现农业受灾面积、成灾面积、受灾率和成灾率已随着国内农业的发展呈现快速且显著的下降趋势，但农业生产中的最大风险仍然来自农业气象灾害。刘玲等［4］、陈文科［5］提出，影响我国农业生产的主要气象灾害有旱灾、水灾、冷冻害等类型。房世波等［6］对近30 年来国内农业气象灾害的时间和空间变化规律进行研究，发现农业气象灾害呈加剧趋势。张继峰等［7］分析了主要气象灾害对农业生产的影响，并针对各类气象灾害提出了防御措施。但目前针对具体省份农业气象灾害对农作物的影响的研究还较少，依然存在较大的研究空间。

针对农业气象灾害的研究，将传统农业大省作为研究对象更具有代表性。河南省是我国重要且典型的农业大省，地处暖温带和亚热带过渡区，主要受西风带大气环流控制，属暖温带-亚热带、湿润-半湿润季风气候区。河南省过渡带气候特征明显，春季干旱、风沙较多，夏季炎热、雨水丰沛，秋季晴和、光照充足，冬季寒冷、雨雪较少，具有四季分明、雨热同期、气象灾害频发等特点［8］。河南省主要的农业气象灾害有暴雨洪涝、干旱、风雹、低温冻害、雪灾等，每年会造成上亿元的经济损失。河南省粮食产量连续多年位居全国首位，其农业生产情况对我国粮食安全与社会发展均具有重要影响。因此，笔者研究河南省农业气象灾害对农作物的影响，分析农业气象灾害特点，总结减轻农业气象灾害影响的措施，以期为保障农业持续发展和国家粮食安全提供参考。

1 农业气象灾害的特点

气象灾害是指因暴雨、暴雪、干旱、雷电、冰雹、大雾、大风、低温、高温、霜冻、冰冻、寒潮及霾等造成的灾害［9］。而农业气象灾害偏向于指代对农业生产活动有显著负面影响的天气造成的灾害。近年来，极端天气频发，农业气象灾害呈现出季节性、区域性、并发性等特点。

1.1 季节性

农业气象灾害的季节性较为明显。例如，夏季是河南省农作物生长的主要阶段，但该阶段当地通常降水量较大，容易出现洪涝等气象灾害；而冬季通常降水量较小，易发生旱灾。凌敏华等［10］分析了河南省近59年的降水重心分布特征，发现河南省旱涝灾害发生频率与季节变化紧密相关。张紫云等［11］基于调研数据发现，冻灾一般发生在春初、秋末和冬季，其中冻灾在冬季发生的比例最大（45.6%），春季和秋季冻灾发生的比例相近，从而分析得出冻灾的发生具有很强的季节性的结论。

1.2 区域性

农作物的生长会受到地域环境的影响，农业气象灾害也会呈现明显的区域性。尽管受地方环境的限制，这些气象灾害的范围可能并不广泛，但对当地农作物的危害依然较为严重。河南省的气候受到两个主要因素的影响，即由南向北的北亚热带向暖温带气候过渡及由东向西的平原向丘陵山地气候过渡，这导致河南省东西南北各个地区所面临的主要农业气象灾害存在差异。例如，根据历年旱涝数据统计，河南省内时常会出现南涝（旱）北旱（涝）、东涝（旱）西旱（涝）的区域性灾害［12］。

1.3 并发性

由于生态链之间的联系十分紧密，任何一环出现问题都会直接或间接影响与之联系的其他环节，这也就意味着农业气象灾害的发生往往具有并发性。例如，“大灾之后必有大疫”的说法从古代流传至今，通常是指洪涝灾害后常伴随着大面积发生的瘟疫，而瘟疫会使农业劳动力骤降，进而对农业生产造成严重影响；暴雨灾害常伴随大风和雷暴等强对流天气，易引起山体滑坡、泥石流、山洪等次生灾害，使山区农作物损失惨重［13］；长时间的旱灾容易导致病虫害的出现，严重影响农作物生长［14］。

2 河南省农业气象灾害对农作物的影响

近年来，河南省农业气象灾害以暴雨洪涝、干旱、风雹灾害发生较为严重。因此，笔者选取2013—2019年河南省暴雨洪涝、干旱、风雹灾害发生情况及其对农作物的影响进行分析。

2.1 暴雨洪涝

近年来，随着气候变化异常，河南省夏季降水量整体呈现上升趋势，小雨、中雨和大雨占比逐渐下降，暴雨占比逐渐增加，各地区夏季暴雨洪涝灾害发生频率居高不下，对农作物造成了严重的影响［15-16］。河南省暴雨洪涝灾害主要集中在6—8 月。灾害发生时，排水不畅地区（如山谷、洼地或者河流沿岸）的农作物会被大水冲倒、浸泡，在潮湿的环境中极易出现发霉变质现象，极大影响农作物产量和品质，严重时甚至出现绝收的情况。

由表1 可知，2013—2019 年河南省暴雨洪涝灾害受灾面积年际波动幅度较大；2014 年受灾面积最小,2017 年受灾面积最大，两者相差近20 倍；2019 年河南省暴雨洪涝灾害发生情况再次缓和，受灾面积较小［17］。但《2020 年河南省自然灾害基本情况》中显示，2020 年河南省暴雨洪涝灾害对全省农业生产又造成严重损失，可见河南省暴雨洪涝灾害呈现极端化、不均衡化发展的趋势［18］。

表1 2013—2019年河南省暴雨洪涝灾害对农作物的影响

2.2 干旱

河南省春夏季大部分平原地区处于高温干燥且少雨的状态，易发生旱灾。春夏季是河南省农作物生长的关键时期。此时正值冬小麦返青、拔节、孕穗期和夏玉米、夏大豆的播种期，对灌溉用水的需求量较大；此时发生旱灾会直接导致农作物光合作用和呼吸作用受阻，无法正常生长，严重时会导致农作物大面积死亡，降低农作物产量。以玉米为例，7—8 月是玉米营养生长和生殖生长的关键节点，玉米的叶片、茎秆、雌穗和雄穗在此段时间内生长旺盛；此期干旱会导致玉米叶片干枯萎缩，叶片光合作用下降且呼吸作用增强，对于营养物质的消耗增加；长时间的严重干旱会导致玉米植株矮小枯黄、果穗灌浆异常不能结实，甚至植株死亡［19］。

由表2 可知，2013—2019 年河南省旱灾成灾面积波动较大，农作物损失较为严重，仅有2015 年全省没有受到旱灾影响。这也从侧面反映了近几年极端天气的增加。

表2 2013—2019年河南省旱灾对农作物的影响

2.3 风雹

风雹灾害是指在强对流天气环境下，由大风和冰雹等引起的自然灾害。河南省风雹灾害常于4—6 月发生。风雹灾害往往持续时间较短且成灾范围小，其危害性主要表现在发生频次高且成灾程度深，与洪涝和干旱等灾害持续时间长且范围广具有较大差别。发生风雹灾害时，猛烈的大风会使农作物出现大面积倒伏，严重影响农作物的生长，从而导致农作物产量下降；同时短时间内巨量的冰雹会将农作物的根、茎、叶直接砸烂，或是对农业薄膜大棚造成破坏，直接或间接影响农作物产量。

由表3可知，2013年河南省风雹灾害十分严重，受灾面积高达10.1 万hm2；2014 年及以后，河南省风雹灾害整体上发生程度较轻，受灾面积和成灾面积较小，基本维持在小幅度范围内波动，对农作物产生的影响已大大减小。

表3 2013—2019年河南省风雹灾害对农作物的影响

3 减轻农业气象灾害对农作物影响的措施

3.1 推广抗灾农作物品种

袁隆平通过杂交水稻的实例证明，通过基因整合等方式得到的作物新品种对气象灾害具有一定的抗性。基于此，为减轻气象灾害对农作物的影响，河南省可大力推广种植抗灾能力强的农作物品种［20-21］。以河南省主要农作物小麦、玉米、水稻为例，如小麦品种郑麦379 冬季抗寒性较好、分蘖力较强、抗倒性较好，百农4199 冬季抗寒性好、分蘖力强、成穗率高、叶功能期长、灌浆快、落黄好、籽粒饱满；玉米品种豫单9953 株型紧凑、茎秆柔韧性好、韧性强、抗旱抗倒能力强，MC121 抗高温、茎秆柔韧性好、抗倒折能力强；水稻品种方欣4 号株型较紧凑、茎秆坚韧、抗倒能力较强，宏稻59 耐涝性强、抗逆性强、适应性广。这些品种均对某一种或某几种农业气象灾害具有良好抗性，且能保持高产水平，均适宜作为抗灾农作物品种进行推广。

为大规模推广具有优良抗性的农作物品种，应对地域性的气象灾害，河南省可从以下几点入手。第一，相关部门可与农业研究机构和农业大学合作，通过实际验证抗灾农作物品种的优越性，同时举办相关农业展会和博览会，在这些展览平台上分享交流新型抗灾农作物研究成果，为来自农业领域的专业人士和广大农民提供展示产品和建立联系的机会。第二，相关部门可通过线上线下结合的方式推广抗灾高产的优良农作物品种。线上可利用社交媒体和农业网站，发布文章或广告，以提高抗灾农作物品种的知名度；线下可与农民合作社和农资市场合作，将优良抗灾农作物品种以端对端的方式直接供应给农民，通过大量铺设线下营销途径将抗灾农作物品种推广至广大农村地区。第三，基层政府可以开展农业教育培训等，向农民介绍抗灾农作物品种的种植方法，同时建立优良品种种植示范田，直观展示抗灾优良品种的优势，并鼓励农民参观。抗灾农作物品种推广措施的选择取决于目标受众、品种特性、地理位置和可用资源等因素，可采用多种组合措施，帮助农民加深对抗灾农作物品种的认识，从而达到推广抗灾农作物品种的目的。

3.2 完善农业防灾基础设施

农业防灾基础设施是指用来预防农业气象灾害和减轻农业气象灾害对农作物的影响的各种设施。完善农业防灾基础设施可以减轻农业气象灾害对农作物的破坏，减少农作物产量损失，确保农业生产稳定，同时能够进一步扩大耕地面积，提高农作物的产量和品质，确保农产品的市场供应，从而促进农业生产效益的提升，还有助于保护生态环境，减少土地退化和水资源污染等问题。

例如，针对暴雨洪涝灾害，可通过加强防洪工程建设，修建堤坝，开挖排水沟渠，埋设排水管道，建设防洪沟和蓄洪区，在易积水区域配备足够数量的抽水泵，对现有土地进行地面改良，从而有效减少暴雨洪涝灾害对农作物的影响。针对干旱灾害，可以通过完善水利设施，如修建机井和水泵站，开挖水渠，建立水库、集雨井和蓄水池，同时引进水源管理系统，从而减少干旱灾害对农作物的影响，提高农作物生长效率。同时，要加强对现有水渠、水库、水泵站和灌溉系统的维护和更新改造，加大资金投入力度，结合人工降雨、集雨等措施，建设“海绵型”水利设施，从而将干旱灾害对农作物的影响降到最低。针对风雹灾害，可建设风雨遮挡设施（如风雨棚、温室大棚等），这些设施能够减缓风速，减轻雹石的冲击力，可在一定程度上保护农作物不受强风和雹击伤害；还可以在农田周边建立适当的防风林带，起到减弱风力、保护农作物的作用。防风林带可以由乔木、灌木等植物组成，起到挡风、固土、减少风沙侵蚀的效果。在遭受风雹灾害后，适时的灌溉可以冲洗农作物表面的尘土和沙粒，从而减轻风雹造成的损失。因此，防干旱的灌溉系统对于防风防雹同样具有重要作用。针对低温冻害和雪灾，可以通过在农田表面铺设特殊的薄膜，减少水分蒸发，提升农作物保温能力，避免农作物直接接触冷空气和雪水，从而减轻低温冻害和雪灾对农作物的影响。

3.3 保护生态环境

近年来，随着城市化进程的推进，大片土地的生态系统被破坏，干旱、洪涝等自然灾害发生频率上升，对农作物生长和土壤环境产生了严重的负面影响。从保护生态环境的角度着手，消除极端天气的诱导因素，可从源头上杜绝农业气象灾害的发生。森林地表的植被和有机物层可以吸收和储存雨水，减缓雨水径流的速度，使水分逐渐释放从而降低水流的峰值，减少径流对下游的冲击；湿地的植被和泥土同样可以吸收大量的雨水，降低降雨引发的洪峰流量。因此，保护现有森林和湿地，进行植树造林，可有效减少洪涝灾害的发生。此外，绿地、自然水源区和湿地等可以起到调节气候的作用。因此，在城市发展过程中，要坚持节能减排和可持续发展理念，合理规划城市发展，限制土地开发，减少对生态系统的破坏，从而减少农业气象灾害的发生。

3.4 深入研究农业气象灾害预测技术

气象部门可以应用农业气象灾害预测技术提前预测出可能发生的紧急农业气象灾害事件（大风、暴雨、洪涝和风雹等），从而在灾害发生之前向相关部门和公众发布预警信息，使相关部门和农民有充足时间做好应急防灾措施（如紧急收割农作物，准备抽水泵、疏通排水沟等），以减小农业气象灾害造成的影响。因此，相关部门要加大科研投入力度，深入研究农业气象灾害预测技术，帮助预测气候变化趋势，了解未来可能面临的农业气象灾害风险，为政府相关部门制订相应的灾害应对计划提供参考。

4 结束语

农业气象灾害是影响农作物产量的重要因素。农业气象灾害在河南省呈现季节性、地域性和并发性等特点，即随着季节和地区不同，易发生不同的农业气象灾害，且一种灾害的发生往往导致其他灾害接连发生。根据近年来河南省农作物受灾数据，发现造成当地农业损失较严重的气象灾害分别为暴雨洪涝、干旱和风雹，分析了暴雨洪涝、干旱和风雹对河南省农作物的影响，并提出了减轻农业气象灾害对农作物影响的措施（分别为推广抗灾农作物品种、完善农业防灾基础设施、保护生态环境和深入研究农业气象灾害预测技术）。上述措施针对不同的农业气象灾害均能发挥良好的抗灾减灾作用，能有效提升农作物产量，在保障粮食安全的同时可保障我国农业健康稳定发展。