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工农业论文

农业气象灾害预警研究进展

作物生长在自然界中,一直受到气象条件的影响。光、热、水等气象条件不仅是农业生产的环境条件,也是农业生产中持续的动力源和不可替代的物质基础。当光、热、水等气象因素与农业所需条件不匹配时,就会发生农业气象灾害。有利的光、温、降水等气象条件可以使农业生物获得更高的产量和更好的品质,但不利的气象条件往往会导致减产,甚至带来灾难性的后果。农业气象灾害的发生和危害程度不仅取决于气象因素本身的异常变化,还取决于作物生长区、季节、发育阶段和生长条件、土壤水分、田间管理措施等因素。气候的波动性和不确定性使农业生产的自然风险更大。据统计,气象灾害对农业生产的危害最大。

1.我国农业气象灾害监测预警研究进展

20世纪90年代初,中国科研人员开始利用模型方法对农业气象灾害进行监测研究。金之庆及其项目组参加USEPA在主持国际合作项目期间(1990-1994年)及之后,采用作物生长模型和基于作物生长模型GCMs气候变化与技术路线相结合,并援用了我国若干农业气候指标和算法,完成了CO研究了全球气候变化对南方水稻生产[1]的影响,并考虑了大气CO2浓度升高的直接生理效应。亮度等[2]自主研制R/WCSODS还增加了模型“气候变化影响评价”该模块用于分析气候变化对我国水稻和小麦生产的影响。同时或以后,许多学者[3-6]也分别通过归纳基于各种GCMs平均气候变化和多回归模式评估了温度升高对我国主要粮食产量的影响。2015年,中国正式建立了国家级农业灾害突发事件预警信息发布系统。系统实时收集、共享和发布了15个防灾减灾部门的71类预警信息,其中气象灾害占自然灾害总量的70%以上。2019年和2020年,通过国家预警信息发布平台发布的预警信息总数分别为27.0万条和34.2万条,其中气象预警信息占96.37%和90.75%[7]。在农业灾害预警信息发布系统中,建立了多部门预警信息共建共享、协调配合、应急统一行动的平台,推动全国各省、地、市逐步开展以预警信息为导向的全社会应急联动机制建设,农业灾害预警信息成为应急工作“指挥棒”有效地提高了农业防灾减灾应急联动效率。目前,各种农业数字信息技术也逐渐应用于农业气象灾害预警监测,主要分为地面监测和高空监测。地面监测是根据现有农业气象灾害的相关指标,结合地面观测的相关气象数据进行灾害监测。地面监测网络主要包括气象监测网、农业气象监测网和土壤水分监测网。监测点主要采用人工或自动化技术进行气象监测,每天分析不同的监测数据,制定农业气象灾害应对和预防措施。高空监测主要依靠遥感技术监测干旱、洪水、冰雹、病虫害等气象灾害,也可应用于海冰监测、地震预测、环境监测和水质监测。卫星遥感技术的使用使得在生态环境日益恶劣的情况下及时探测环境问题是可能的。

2.农业气象灾害的主要类型

农业气象灾害种类繁多,包括旱灾、洪涝灾害、冻害、霜冻、冷害、热带作物寒害、小麦干热风、晚稻冷露风、冰雹灾害、风灾、台风等。在所有农业气象灾害预警信号中,旱灾对我国农业影响最大,其次是洪灾。

2.1旱灾

干旱是指当地地区由于长期降雨较少或降雨较少,导致土壤缺水、空气干燥、作物生长缺水,导致作物异常生长发育减产的气象灾害。干旱导致农业生产中主要作物缺水,导致枯萎(暂时枯萎或永久枯萎)和生长损伤。春季、夏季、秋季可能发生干旱,春季干旱不仅会使小麦不能正常生长,还会影响水稻、玉米的春季播种;夏季干旱会严重影响玉米、水稻等主要粮食作物的生长;秋季干旱不仅会导致夏季作物减产,还会影响冬季小麦等作物的播种。如果春季、夏季、秋季发生连续干旱灾害,农业生产将受到严重打击,农民将无收,收入将严重下降;如果第二年春季继续发生干旱灾害,农业生产将受到更严重的灾害。干旱预警信号分为二级,由低到高分别为橙色和红色。

2.2洪涝

洪水是由大雨引起的。暴雨淹没了农田和作物,使作物的生长和新陈代谢不能正常发展而受到损害。作物被淹的深度越深,被淹的时间越长,对作物的危害就越严重。此外,由大雨、暴雨甚至特大暴雨引起的山洪和河流的泛滥将严重危及作物和水果的生产,并可能破坏农业生产用房和相关设施。在严重的情况下,员伤亡和巨大的经济损失。洪水预警信号从低到高分为蓝色、黄色、橙色和红色。

2.3热害

热损伤是指高温对作物生长发育和最终产量的影响和损失,包括高温强制成熟和燃烧。高温强制成熟是一种热损伤,在作物颗粒达到饱满之前迅速成熟,造成颗粒。燃烧是由强烈的太阳辐射引起的果树枝和果实损伤。高温预警信号分为三个层次,由低到高,黄色、橙色、红色。

2.4冻害

冻害是指越冬作物、经济林、果树、人畜在冬季长期遇到0℃低温或短期内大幅下降(最低气温为0)℃以下,甚至可以实现﹣20℃以下)导致水分结冰或人畜冻伤,导致作物、果蔬等植物失去生理活性,导致整体死亡或局部严重损伤。


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