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      黑龍江汛期降水日變化特征分析及對農(nóng)業(yè)的影響

      2024-06-28 12:57:18高玲王蕾
      農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究 2024年3期
      關(guān)鍵詞:變化特征黑龍江

      高玲 王蕾

      收稿日期:2023-11-07

      作者簡介:高玲(1986—),女,安徽渦陽人,工程師,主要從事氣象專業(yè)服務(wù)工作。

      摘 要:選用1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期(6—8月)逐月降水量、降水日數(shù)資料,選擇線性傾向估計(jì)法和滑動(dòng)平均法探討汛期降水變化特征,并探討了汛期降水對農(nóng)業(yè)的影響,最后給出了防御對策。

      關(guān)鍵詞:汛期降水;變化特征;農(nóng)業(yè)影響;黑龍江

      中圖分類號:P426.614 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:2095–3305(2024)03–0-03

      大氣降水屬于重要的氣候資源,是水循環(huán)過程調(diào)節(jié)中的基本環(huán)節(jié),也是評價(jià)區(qū)域水資源的重要內(nèi)容。由于大氣降水是地表徑流和地下水的主要補(bǔ)給來源,降水量會對水資源的數(shù)量和地域分布直接產(chǎn)生影響,而降水的年際和長期變化均會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)生活產(chǎn)生不同程度的影響[1]。

      近年來,國內(nèi)外學(xué)者針對不同區(qū)域降水的時(shí)空變化特征、長期變化趨勢和極端降水個(gè)例進(jìn)行了大量研究,并得出了很多有價(jià)值的結(jié)論。汛期是全年降水的集中時(shí)段,也是暴雨洪澇災(zāi)害集中的高發(fā)期,其降水占全年降水量的65%。因此,研究汛期降水變化特征具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。大量文獻(xiàn)針對不同區(qū)域的氣候變化特征進(jìn)行了研究,相關(guān)文獻(xiàn)指出黑龍江省平均氣溫呈現(xiàn)出升高趨勢,比全國平均氣溫升溫幅度和增溫速率要高[2];東北地區(qū)生長季降水量以減少趨勢為主,且吉林、黑龍江的遞減趨勢偏弱[3];隨著全球氣候變暖現(xiàn)象不斷加劇,越來越多的學(xué)者對中國、東北和華北、黑龍江省降水和氣溫等要素的變化和變化特征方面進(jìn)行了研究,并得出了很多有意義的結(jié)論,而針對黑龍江省汛期降水特征及對農(nóng)業(yè)的影響研究有

      限[4-8]?;诖?,利用1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市本站年降水及汛期降水量資料,運(yùn)用線性傾向估計(jì)法和滑動(dòng)平均法分析研究汛期降水量、降水日數(shù)統(tǒng)計(jì)特征、演變特征,并探討汛期降水對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,以期為適應(yīng)、減緩和應(yīng)對氣候變化,評估氣候事件提供理論依據(jù)、實(shí)踐參考和技術(shù)支撐。

      1 研究資料和方法

      選用1994—2023年黑龍江省13地市本站汛期(6

      —8月)逐月降水量、降水日數(shù)資料,選擇線性傾向估計(jì)法和滑動(dòng)平均法探討汛期降水變化特征。

      2 汛期降水變化特征

      2.1 汛期降水量

      1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期總降水量為

      4 370.900 mm,整體呈現(xiàn)出增加的趨勢,平均每年以64.357 mm的速率遞增,研究時(shí)段內(nèi)共增加2 123.781 mm,且全省13個(gè)地市在汛期的降水量增加趨勢較為顯著(圖1)。結(jié)合曲線圖,1994—2001年黑龍江省13個(gè)地市汛期的降水總量呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢,且2001年的降水總量最低,只有2 723.600 mm;2001—2019年黑龍江省13個(gè)地市汛期的降水總量則呈現(xiàn)出上升的趨勢,且2019年的汛期降水量最高;從2019年往后,黑龍江13個(gè)地市的汛期降水總量呈現(xiàn)出先下降后增加的趨勢。

      2.2 汛期降水日數(shù)

      2.2.1 年際變化

      1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期降水日數(shù)整體呈現(xiàn)出增加趨勢,線性變化傾向率為5.039 d/10年,增加趨勢較為顯著。近30年來,黑龍江省13個(gè)地市汛期平均降水日數(shù)為75.4 d,其中,汛期降水日數(shù)的高值為89.0 d(2019年),低值只有58.0 d(2004年),兩者之間相差31 d,說明汛期降水日數(shù)年際變化波動(dòng)幅度較大。結(jié)合平均值曲線圖,除2009年前黑龍江省13個(gè)地市汛期降水日數(shù)變化波動(dòng)幅度較大外,之后的汛期降水日數(shù)變化較為平穩(wěn),且?guī)缀踉谄骄登€以上(圖2)。結(jié)合曲線圖,1994—2000年黑龍江省13個(gè)地市汛期的降水日數(shù)呈現(xiàn)出快速下降的趨勢,從2000年往后以波動(dòng)增加趨勢為主。

      2.2.2 月變化

      1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市6月平均降水日數(shù)為24 d,占汛期降水日數(shù)的31.8%,

      其中,降水日數(shù)的高值為30 d(2009年),低值只有14 d(2004年),高值是低值的2倍多,說明黑龍江省汛期6月的降水日數(shù)變化波動(dòng)幅度較大(圖3)。近30年黑龍江省13個(gè)地市6月的降水日數(shù)整體以增加趨勢為主,線性變化傾向率為2.12 d/10年,研究時(shí)段內(nèi)共增加6.36 d。結(jié)合曲線圖,1994—2004年黑龍江省汛期6月的降水日數(shù)以波動(dòng)下降趨勢為主,之后呈現(xiàn)出穩(wěn)定增加的趨勢。

      1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市7月平均降水日數(shù)為26.0 d,是汛期降水日數(shù)的34.5%,在汛期占據(jù)較大比重。近30年7月降水日數(shù)整體以增加趨勢為主,線性變化傾向率為1.468 d/10年,增加趨勢較為顯著。其中,1999—2009年、2015—2023年降水日數(shù)以波動(dòng)增加趨勢為主,只是前期波動(dòng)變化幅度明顯;1994—1999年、2009—2015年呈現(xiàn)出下降的趨勢,且后期下降幅度要高于前期(圖4)。

      1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期8月平均降水日數(shù)為25.4 d,占汛期降水日數(shù)的33.7%,其中8月年降水日數(shù)的最大值為30.0 d(2014年),比多年平均值偏高19.7%;最小值只有19.0 d(2001年),比多年平均值偏低36.7%(圖5)。近30年黑龍江省13個(gè)地市8月降水日數(shù)整體以增加趨勢為主,線性變化傾向率為1.4561 d/10年,增加趨勢較為顯著。從曲線圖中可以看出,除2009—2014年8月降水日數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)增加趨勢外,其余時(shí)段的降水日數(shù)均有不同程度的下降趨勢,但下降幅度要低于增加幅度。

      3 汛期降水對農(nóng)業(yè)的影響

      3.1 農(nóng)田排水問題

      強(qiáng)降雨天氣不僅會增加降水量,還會導(dǎo)致土壤濕度迅速上升。一旦土壤濕度達(dá)到飽和狀態(tài),并且降雨天氣持續(xù),農(nóng)田的排水系統(tǒng)可能無法有效應(yīng)對,造成排水不暢。這種情況容易對農(nóng)作物的根系呼吸產(chǎn)生嚴(yán)重影響,因?yàn)楦敌枰渥愕难鯕饩S持正常的新陳代謝。當(dāng)土壤濕度過高,氧氣供應(yīng)不足,根系就會缺氧,進(jìn)而影響農(nóng)作物的正常生長和發(fā)育。長時(shí)間缺氧會導(dǎo)致農(nóng)作物新陳代謝功能受損,最終導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn),甚至完全絕收。因此,強(qiáng)降雨天氣對農(nóng)作物生產(chǎn)具有嚴(yán)重的威脅。

      3.2 土壤質(zhì)量下降

      由于降水強(qiáng)度大,強(qiáng)降雨天氣還會對土地產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷作用。這種沖刷力會破壞土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)致大量營養(yǎng)物質(zhì),如氮、磷、鉀等關(guān)鍵元素,以及有機(jī)質(zhì)被沖刷走。隨著這些營養(yǎng)物質(zhì)的流失,土壤質(zhì)量會明顯下降,變得貧瘠。當(dāng)農(nóng)田的積水被排盡后,由于土壤養(yǎng)分的減少,農(nóng)作物很難從中獲取足夠的營養(yǎng)支持其正常生長。缺乏必要的養(yǎng)分,作物的生長速度會減緩,產(chǎn)量也會下降。這不僅會影響農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入,還可能對整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成長期的不良影響。

      3.3 引發(fā)洪澇災(zāi)害

      若強(qiáng)降水天氣持續(xù)較長時(shí)間,還易演變?yōu)閲?yán)重的洪澇災(zāi)害。大量的雨水積聚在地表,無法迅速排出,導(dǎo)致水位上漲,淹沒農(nóng)田和村莊。洪水的沖擊力巨大,不僅會沖毀農(nóng)田中的作物和基礎(chǔ)設(shè)施,還會沖毀房屋和道路,給人們的日常生活帶來極大的不便。更為嚴(yán)重的是,持續(xù)的強(qiáng)降水還可能引發(fā)山體崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。這些災(zāi)害一旦發(fā)生,不僅會破壞農(nóng)田和農(nóng)作物,還可能掩埋村莊和道路,對人們的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在這樣的情境下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)自然會受到嚴(yán)重影響,農(nóng)作物的收成會減少,甚至出現(xiàn)歉收的情況。更為關(guān)鍵的是,人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全也會受到嚴(yán)重威脅。

      4 對策建議

      4.1 做好強(qiáng)降雨預(yù)防工作

      黑龍江省各級農(nóng)業(yè)部門及鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)認(rèn)識到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種制約因素,增強(qiáng)自身對極端災(zāi)害性天氣的防范意識。同時(shí),為了提高農(nóng)業(yè)人員對強(qiáng)降雨天氣的應(yīng)對能力,各級農(nóng)業(yè)部門還需要積極開展防汛抗洪知識的宣傳教育,增強(qiáng)農(nóng)民的安全意識,幫助他們掌握有效的應(yīng)對措施,避免農(nóng)田出現(xiàn)大范圍、長時(shí)間的積水。同時(shí),農(nóng)業(yè)部門還應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)管,確保排水管道等設(shè)施的正常運(yùn)行,防止因管道故障等問題影響農(nóng)作物的正常生長。通過這些措施的實(shí)施,降低強(qiáng)降雨天氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

      4.2 重視排水管道泥沙清除

      在未進(jìn)入到汛期前,有關(guān)部門需完善排水系統(tǒng),加大資金投入力度,修繕舊管道,鋪設(shè)農(nóng)田排水管道,以應(yīng)對強(qiáng)降雨天氣。還可以安排專業(yè)人員定期維護(hù)和檢查區(qū)域內(nèi)排水管道,對已經(jīng)損壞的管道進(jìn)行修理,以充分發(fā)揮排水系統(tǒng)的作用。在強(qiáng)降雨天氣沒有出現(xiàn)前需再次檢查相關(guān)設(shè)施,疏通管道泥沙,預(yù)防泥沙堵塞,以順利排出積水,對農(nóng)作物生長造成的負(fù)面影響降到最低。

      4.3 加強(qiáng)降雨監(jiān)測

      黑龍江省氣象部門和水利部門應(yīng)加強(qiáng)溝通協(xié)作,實(shí)時(shí)監(jiān)測氣象動(dòng)態(tài),以第一時(shí)間掌握降水方面的信息,及時(shí)發(fā)現(xiàn)疏漏之處并進(jìn)行補(bǔ)救。在異常情況出現(xiàn)后,應(yīng)該通知農(nóng)業(yè)部門和各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理人員,做好天氣變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測,準(zhǔn)確預(yù)估可能出現(xiàn)的氣象災(zāi)害。為抗災(zāi)減災(zāi)工作提供真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐,增強(qiáng)災(zāi)情救助的及時(shí)性和有效性。

      5 結(jié)論

      (1)1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期總降水量為4 370.900 mm,整體呈現(xiàn)出增加的趨勢,平均每年以64.357 mm的速率遞增,且汛期的降水量變化較為顯著。

      (2)汛期各月降水量均呈現(xiàn)出增加的趨勢,只是氣候變化傾向率不同;汛期降水主要集中在7月,平均降水量為11 168.700 mm,占汛期降水量的39.3%,其次是8月,平均降水量為9 877 mm,占汛期降水量的34.7%,6月降水量為7 379.700 mm,占26.0%。

      (3)1994—2023年黑龍江省13個(gè)地市汛期降水日數(shù)整體呈現(xiàn)出增加趨勢,線性變化傾向率為5.039 d/10年,增加趨勢較為顯著。

      (4)汛期各月降水日數(shù)均呈現(xiàn)出增加趨勢,且增加趨勢極為顯著;汛期降水天氣的出現(xiàn)會引發(fā)農(nóng)田排水問題、土壤質(zhì)量下降、引發(fā)洪澇災(zāi)害,不利于優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的形成。

      參考文獻(xiàn)

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