赤峰市元宝山区气象灾害对农业的危害及防御策略

程雯 李娜

摘 要 内蒙古赤峰市元宝山区气温波动加剧、降水分布不均、大风频繁等异常气象事件严重影响农作物生长发育，导致农作物减产。为减轻气候变化对元宝山区农业生产的影响，保障区域农业生产安全和粮食安全，分析元宝山区气象灾害对农业的具体影响，提出选育耐寒、耐热作物品种，调整种植结构；
建设防洪排涝工程，提高土壤渗透性；
建立防风林网并发展设施农业，减少机械损伤；
实施节水灌溉，提高作物抗旱性等防御策略。

关键词 气象灾害；
防御策略；
气候变化；
内蒙古赤峰市元宝山区

中图分类号：S42 文献标志码：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.10.028

内蒙古赤峰市元宝山区属温带半干旱大陆性气候，农作物以玉米、小麦等温度敏感作物为主，当地农业极易受到气候变化的不利影响。近年来，元宝山区气温波动加剧、降水分布不均、大风频繁等异常气象事件屡有发生，严重影响农作物生长发育，导致农作物减产。为科学指导元宝山区农业生产，有必要深入分析区域农业气象灾害的危害机理，并提出针对性的防御对策。

1 元宝山区气候特征及农业发展概况

元宝山区年平均气温15.5 ℃，大于10 ℃活动积温4 900 ℃，无霜期240 d[1]，光照充足，年日照时间为1 858 h，年降水量为340 mm，雨热同步，6—9月为气象灾害频发期，区域内主要分布玉米、小麦种植区，近30年来，随着全球气候变暖的加剧，元宝山区的气温变化尤为明显，其年代际变化率达到0.32 ℃/10 a，呈现出明显的增温趋势，同时，异常高温天气频发，日极端最高气温出现频次增加了57%。此外，元宝山区的降水量也有所增加，年增幅达8.7%，但分布不均，短时强降水的边际贡献率提高至65%，加之大风、干旱等极端天气事件的频繁发生，严重影响了元宝山区的农业生产。以玉米为例，过高气温会导致其生育期和灌浆期分别缩短14 d和7 d，最终产量减少8.5%，而强降水又可使玉米苗期和收割期淹死率分别达到38.6%和18.2%[2]。

2 元宝山区气象灾害对农业的具体影响

2.1 温度异常导致作物生长期缩短

元宝山区在全球变暖的背景下，发生了显著的气候跳跃，表现为年平均气温以0.32 ℃/10 a的速率快速增温。尤其在7—8月，日最高气温在39 ℃以上，远高于适宜温度。温度异常导致区域内主要作物出现了不同程度的生育期缩短和生长期调整，严重影响产量。以夏玉米为例，元宝山区夏玉米适宜平均气温为20～30 ℃，每当最高气温升高1 ℃，其生育期会缩短0.8 d。模型模拟结果表明，若全球气候变暖趋势无明显减缓，到2050年，该区域夏玉米生育期预计将比基准期（1980—2010年）减少10 d以上[3]。此外，高温易使玉米中淀粉含量下降，作物品质下降。调查发现，元宝山区2021年第三季度最高气温与优质玉米产量呈负相关，相关系数为-0.86，每升高1 ℃可导致产量损失12.5 kg·hm-2[1]。

2.2 强降水导致水浸和土壤侵蚀

元宝山区地处东北季风区与中纬度西风带交汇处，降水变化明显。近30年来，元宝山区年降水量增加了8.7%，这主要是由于极端强降水事件增多。模型预测结果表明，随着全球气候变暖的加剧，2035—2050年元宝山区将出现降水增强的特征，强降水阶段（日降水量大于50 mm）的频次将增加一倍，将加剧水浸灾害的发生，严重影响区域农业生产[2]。以小麦为例，其最适宜降水量为450～650 mm，超过1 000 mm则会引起不同程度的水浸危害。调查发现，元宝山区小麦主要生产区泥炭壤土层厚度较薄，保水保肥能力较差，强降水易导致土壤板结和养分流失[1]。相关模拟结果表明，未来30年元宝山区小麦种植区淹水深度可达15 cm，淹水期将延长4 d，减产可达20.6%[4]。此外，强降水还会加剧土壤侵蚀强度，区域内部分旱地在径流侵蚀作用下，土壤流失量增加，严重制约了农业可持续发展。

2.3 大风导致作物机械损伤

元宝山区属强风带区，风力资源丰富。随着极端气候事件的增多，区域内大风日数呈增加趋势，导致机械性伤害成为常见的气象灾害之一。统计数据显示，元宝山区大于12级大风日数的线性增长率达到3.2%/10 a，并有向农业生产密集区的苗期作物扩散之势[4]。以玉米为例，其抗倒伏能力较差，且大面积种植，一旦遭遇登熟期前的强风且伴有强降雨天气，将产生严重的机械性伤害。调查表明，元宝山区主要种植区作物倒伏率与每秒风速呈指数关系，当风力达到10.8 m·s-1时，平均倒伏率高达76%[1]。有模型预测，未来30年元宝山区每年均有15 d左右将出现大风天气，极端最高风速可达20 m·s-1，玉米损失率将高达35.2%[5]。除直接经济损失外，倒伏作物往往致病严重，严重影响作物产量和品质。

2.4 干旱导致作物水分胁迫

元宝山区年降水量仅340 mm，而作物生长期内的有效积温可达4 900 ℃，高温大蒸发是区域性气候特点。近年来，在全球气候变暖的背景下，元宝山区旱情局部加重，灌浆期最为严重。以玉米为例，生育期平均气温每升高1 ℃，其耗水量增加30～60 mm。而模拟结果表明，未来30年赤峰市包含元宝山区7—8月平均气温将持续显著增高[3]。此外，连续无雨天数也在增加，一旦超过12 d，轻度干旱即发生，这些都会导致作物出现不同程度的水分胁迫。研究表明，元宝山区玉米土壤永久萎蔫点含水量为18%，而生育期内土壤含水量低于此阈值的概率已达38%[1]。调查发现，仅2020年植被健康指数低于0.4的轻度干旱面积就达到0.5万hm2，导致减产12.5%以上，因此若不采取有力措施，未来元宝山区因干旱造成的农业减产损失将持续加大[1]。

3 应对策略

3.1 选育耐寒、耐热作物品种，调整种植结构

面对日益频繁的气候异常事件，为保障元宝山区农业生产安全和区域粮食安全，调整农业生产布局，选择适宜品种是关键途径之一。具体来说，要针对元宝山区存在的温度跳跃增暖趋势，大力选育和引进耐低温、耐高温的作物新品种，构建高效、稳定的农业生产体系。以玉米为例，元宝山区现有主流品种大部分属中熟品种，适宜平均气温为23～26 ℃，而模拟结果表明，未来30年该区夏季平均气温将升高2.5 ℃，这将严重影响现有中熟品种的种植表现，导致其增产潜力下降15%以上[1]。因此，选育高温适应性强的玉米品种刻不容缓。模拟结果表明，若种植区中熟品种玉米种植面积减少12%，而改种适宜高温的早中熟和早熟品种，2050年玉米减产率可以有效控制在5%左右[5]。此外，合理调整作物种植结构，增加旱作物比例，构建气候适应性更强的农业生态系统。研究表明，适当减少温敏性较高的中熟玉米种植面积，改种高温和旱情对其影响较小的玉米、高粱等丰产经济作物，可以有效减轻气候变化的不利影响，提高区域农业生产能力[1]。

3.2 建设防洪排涝工程，提高土壤渗透性

元宝山区土壤质地以坚实的矿质土壤为主，渗水性差是其主要特点。在全球气候变暖、强降水频发的背景下，水浸灾害发生加剧，将严重影响农业生产。因此，构建高效的防洪排涝体系，保障农田安全具有重要意义。具体来说，加大农田水利基础设施建设力度，合理布局河道、塘堰等排涝系统，提高承洪能力。以元宝山区主要粮食生产区泥河流域为例，流域内水系发达，但防洪标准较低，计划组织整治率系数仅为62%[2]。相关研究结果表明，泥河流域未来生育期强降水量将增加12.5%，超过现有防洪体系最大承受能力[3]。因此，若在该流域新增建2座中型水库，并对18条支流实施河道治理，可提高防洪标准，有效减少强降水和内涝对农业生产造成的损失。此外，改善土壤自身抗旱性也十分必要。目前，元宝山区主要玉米种植区土层深度较浅，保水保肥性差，经过节水间歇灌溉可提高土壤渗透系数，并提高土壤孔隙度和颗粒组成稳定性，从而增强土壤蓄水保肥功能。该措施每年可减少灌溉用水量20%，并提高水分利用效率18%，值得在元宝山区推广[2]。

3.3 建立防风林网并发展设施农业，减少机械损伤

元宝山区大风灾害频发，严重影响区域农业生产。构建科学的防风体系，保护耕地是关键。依托“三北”防护林工程，合理布局防风林网。统计资料表明，元宝山区82%的农田分布在局地风力在7级及以上的主导风向上，而当地防护林覆盖率仅为21%[5]。研究证明，防风林可以使下垫面最大风速下降60%，并使作物减产率降低约40%[1]。因此，按照“近远结合，遮蔽一体”的原则，在元宝山区主要粮食产区周边5 km范围内新增建乔、灌混交防风林，可使防风林带总覆盖率提高到76%，预计到2030年，新增防风林体系可使区内农田受害率降低约30%[3]。此外，发展设施农业是重要技术路径。元宝山区光热资源丰富，使用薄膜大棚可有效改善微气候，并能使多数作物减产率降低20%以上。以元宝山区第二大粮食作物玉米为例，径流和风蚀是导致其减产的主要原因。研究表明，采用大田作物立体覆膜技术可使作物抗倒率提高88%，产量较露地栽培提高56%[3]。因此，整合光热、水肥资源优势，发展适度规模化设施农业，将大幅提高元宝山区抗旱抗寒能力，保障区域粮食安全。

3.4 实施节水灌溉，提高作物抗旱性

元宝山区作物生长期土壤水分胁迫现象普遍存在，实施高效节水灌溉势在必行。具体来说，构建水肥一体化的微灌溉体系至关重要。以元宝山区主要粮食作物玉米为例，传统漫灌方式下水分利用系数仅为0.48，灌溉用水可节约空间巨大。实证结果表明，采用管道微喷灌结合盐基肥可使玉米产量提高26%，并使灌溉用水量减少35%，这主要是因为微喷灌可精确控制灌水量，并通过封闭管道直接将水肥溶液输送至作物根系，显著提高水分吸收效率[3]。此外，选育抗旱作物品种也极为重要。元宝山区现有小麦品种以中耕性强和高耕性品种为主，对旱情敏感性较高，应重点选育适宜干燥环境的玉米、小麦新品种。数据显示，通过应用杂交技术和基因编辑技术选育而成的耐旱小麦品种，其抗旱性能相较于原有品种可至少提高35%[1]。因此，全面实施高效微灌溉，并选育抗旱作物新品种，可以有效增强元宝山区农业抗旱能力，确保区域粮食安全。

4 结语

元宝山区在全球气候变暖的背景下，气候变化特征明显，温度升高、降水增多等异常气象气候事件频发，严重威胁区域农业生产安全。因此，适应性调整农业布局，运用现代科技手段增强抗灾能力，是应对未来气候挑战、保障区域粮食安全的重要举措。元宝山区应大力培育和引进耐寒耐热的优良作物品种，优化种植结构，构建高效、稳定的农业生产体系。此外，加大水利基础设施建设力度，合理配置防洪系统，并推广微灌溉等节水技术，提高农田抗旱性。面对日益严峻的气候环境，推进元宝山区农业高质量、可持续发展，需要政府、科研单位和农民密切配合要共同努力。

参考文献：

[1] 张立莉，吕明辉，隋剑利，等.内蒙古主要气象灾害预警信息发布时效性评估模型研究[J].科技创新与应用，2024，14（2）：11-15.

[2] 赵达.赤峰市霜冻灾害对玉米种植的影响与防灾减灾措施[J].河北农机，2023（16）：111-113.

[3] 乔帅帅.气候变化背景下内蒙古春玉米主要农业气象灾害风险评估及预估研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2022.

[4] 孙玮鸿，张冠华.赤峰地区“二十四节气”气候特征分析及其对农业生产的影响[J].现代农业，2022（1）：108-110.

[5] 李鑫杨.赤峰市大型地表水空间分布与植被长势的关系分析[J].内蒙古科技与经济，2021（17）：58-60.

（责任编辑：张春雨）

作者简介：程雯（1995—），本科，工程师，研究方向为气象服务。E-mail：cw96154@163.com。

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