摘要：本文结合柴达木盆地农牧业生产实际,对农牧业气象灾害分布特点和致灾成因进行了分析,提出了农牧业气象灾害的防御措施,以期为促进当地农牧业生产可持续发展提供参考。
关键词：柴达木盆地; 农牧业生产; 气象灾害; 防御对策;
METEOROLOGICAL DISASTER AND DEFENSE COUNTERMEASURES OF AGRICULTURE AND ANIMAL HUSBANDRY IN QAIDAM BASIN
WANG Fa-ke
Qinghai Province Geermu Meteorological Bureau
Abstract：This paper analyzes the distribution characteristics and causes of agricultural and animal husbandry meteorological disasters combined with the actual production of agriculture and animal husbandry in Qaidam Basin, and puts forward the prevention measures of agricultural and animal husbandry meteorological disasters. In order to promote the sustainable development of local agricultural and animal husbandry production to provide a reference.
1 引言
气象灾害是指由气象原因直接或间接引起的灾害,气象灾害不仅影响工农业生产,而且可能危害人民生命安全[1,2]。在全球气候变暖背景下,极端天气气候事件增加且发生愈来愈频繁,气候变化和气象灾害问题受到人们的普遍关注[3]。我国是世界气象灾害最严重的国家之一,气象灾害种类多、分布广、发生频率高,气象灾害带来的损失占所有自然灾害总损失的70%以上[4,5]。柴达木盆地地处青藏高原东北部,辖区地域辽阔,地形地貌复杂,海拔高,气象灾害种类多且发生频繁,农牧业生产及人民生活经常遭受干旱、雪灾、霜冻、风沙、洪涝、冰雹等气象灾害的侵袭,严重制约着当地农、牧、林、工业、交通等行业生产的发展。尤其农牧业生产对自然环境的依赖性强,对气象灾害的承受力低,表现出明显的脆弱性和易损性。因此,研究该地区农牧业气象灾害的分布特征,探讨气象灾害防治措施,对加强农牧业生产防灾减灾,提高农牧业生产水平,促进当地经济持续稳定发展等具有指导意义。
2 农牧业主要气象灾害
2.1 干旱
柴达木盆地属典型的高寒干燥大陆性气候,气温较高,降水稀少,日照时数长,太阳辐射强,大气蒸散量大。盆地西部年降水量少于100mm,多数地区在50mm以下,年蒸发量达3 000mm左右,年平均相对湿度小于35%,最长连续无降水日数达5个月以上,年湿润系数小于0.05,为干旱荒漠区;盆地东部年降水量达150mm以上,年蒸发量达2 000mm左右,年平均相对湿度为40%左右,最长连续无降水日数达3～5个月,年湿润系数达0.15～0.21,为干旱半荒漠区。干旱是柴达木盆地较严重的一种气象灾害,几乎连年发生,根据季节分为春旱、夏旱和秋旱,其中春季和夏季干旱对农牧业生产影响较大。春旱发生在3～5月,发生频率高,造成农作物出苗期延迟、出苗率下降,严重者造成种子无法出苗或幼苗枯死,最终导致农作物的产量下降。夏旱发生在6～8月,时值农业生产的关键时期,造成农作物体内水分亏缺不能正常生长发育,开花授粉率低,孕穗、抽穗不良,严重影响作物灌浆、籽粒形成等,最终造成农作物产量下降。牧草生长季(4～10月)虽然集中了80～95%的降水,由于降水年际间变化大,降水少的年份降水量往往只有年平均降水量的一半或更少,极易引发不同程度的干旱灾害,造成牧草生长季缩短,牧草生长营养不良,牧草减产或品质下降,致使畜草矛盾加剧,甚至造成牲畜死亡。
2.2 雪灾
雪灾是冬、春季因降雪量大、气温低造成积雪持续不融化,致使家畜采食困难或不能采食而发生的不同程度的牲畜伤亡事件,并可能伴有交通阻塞、电力和通讯线路中断等灾情发生。雪灾是柴达木盆地发生频率高、危害大的气象灾害之一,可分为冬季雪灾和春季雪灾。盆地中西部地区冬春季降水稀少,尤其西部地区月降水量小于1mm,一般不会发生雪灾;盆地东部地区降水较多,尤其都兰和天峻县西部地区冬春季日最大降水量达9.1～23.2mm,加之草地面积分布广,因此,都兰和天峻县西部地区是柴达木盆地雪灾的主要发生地。根据统计,年雪灾成灾概率为50%,一般春季雪灾比冬季雪灾的危害大。
2.3 霜冻
霜冻是指在作物生长季春末夏初(4～6月)或夏末秋初(8～10月),夜晚土壤表面或植物株冠附近的温度短时降至0℃以下,植株细胞被冰块挤压,代谢过程破坏,使农作物受到损害或死亡的天气现象。春末夏初出现的霜冻为晚霜冻,夏末秋初出现的霜冻为早霜冻。柴达木盆地希里沟至察汗乌苏以东地区、大柴旦至小灶火以西地区晚霜冻于6月上旬结束,早霜冻于9月上旬来临,无霜期不足100d;盆地中部晚霜冻一般于5月中下旬结束,早霜冻于9月中下旬来临,无霜期为120d左右;在盆地海拔3 300m以上地区无霜期从60d左右随海拔高度的增加而不断减少。
柴达木盆地农作物生长前期都会不同程度地遭遇晚霜冻害,但这一时期,部分作物的耐冻程度较高,恢复能力较强,还可以采取补种、套种、重种等补救措施,如春小麦在拔节前,受短时间-3℃～-5℃的低温,仍不至造成较大危害,但晚霜冻对油菜、马铃薯、蔬菜、果树等危害大。柴达木盆地早霜冻始于9月上旬,时值枸杞秋果及黎麦、油菜、马铃薯等农作物成熟收获时期,对产量影响较大,尤其枸杞种植面积大,极易造成果实干瘪脱落、腐烂,或导致秋果成熟期延迟不易收获等影响,对产量和果实品质造成严重影响。另一方面,早霜冻造成的损失难以补救,因此,早霜冻比晚霜冻的危害更大。
2.4 风沙
风沙天气是指大风把地面沙尘卷入空中,使空气相当混浊、水平能见度减小的天气现象。风沙天气不仅影响农牧业生产,损毁建筑物、通信、交通等设施,还会污染环境,损害人体健康,直接影响人类的生存环境。柴达木盆地属干旱半干旱地区,是青藏高原风沙灾害的重灾区,尤其沙尘暴灾害发生频繁,影响范围广,危害严重,几乎连年发生。根据统计,柴达木盆地春季(3～5月)风沙天气出现日数最多,占年总日数的40%～60%;其次是冬季(12～2月)和夏季(6～8月),秋季(9～11月)出现日数最少,不足年总日数的10%。
柴达木盆地风沙天气的地域分布是西南和东北多、北部和东南少,有2个相对高值中心,分别是以格尔木至茫崖为中心的荒漠化地区和以天峻为中心的环青海湖地区。其中格尔木是柴达木盆地沙尘暴天气出现日数最多的地区,据统计年平均沙尘暴天气发生日数为7d,年最多日数为27d;大柴旦和乌兰两地是全区风沙天气出现日数最少的地区,年平均沙尘暴天气发生日数少于3d。
2.5 洪涝
柴达木盆地四周被昆仑山、阿尔金山、祁连山等山脉环抱,盆地内河流甚多,流域面积在300km2以上的河流有80多条,均发源于四周山地,靠冰雪融水、地下水和天然降水补给,径流多集中在4～6月融雪和6～8月雨季。柴达木盆地各地日降水量达50mm的降水过程历史上并不多见。因此,大范围的暴雨洪涝灾害发生少,但每年汛期6～9月,局部地区的洪涝灾害常有发生,主要发生在大柴旦、德令哈、乌兰、都兰和天峻等地区,不仅淹没农田、草场,而且冲毁水电、交通、建筑等设施,甚至危及人畜安全等,造成的危害和损失较大。
2.6 冰雹
冰雹是从发展强盛的积雨云中降落到地面的冰块或冰球,由一层层透明或不透明的冰交替组成。冰雹灾害虽然持续时间不长,但来势猛、强度大,不仅使农作物遭受机械损伤,破坏作物正常生长机能或打落果实,造成减产甚至绝收,同时造成农牧业生产设施受损和人畜伤亡等。柴达木盆地冰雹灾害主要发生在德令哈、乌兰、都兰和天峻地区,其中天峻是全区出现冰雹灾害最多的地区,冰雹日数最多年份可达11d,最少年份达2d。
3 农牧业主要气象灾害成因
3.1 干旱灾害成因
柴达木盆地由于深居大陆腹地,四周高山环绕,西南暖湿气流难以进入,造成盆地内降水稀少,气候干燥。同时,盆地内受海拔高度差的影响,气温和降水垂直变化明显,自盆地中心到边缘、自南到北随着海拔高度的增加,气温逐渐降低,降水逐渐增多,在盆地西部海拔3 000m以下的地区年降水量小于50mm,3 000m以上的地区也在100mm以下;盆地东部年降水量一般都在150mm以上,北部和南部山区降水较多,一般在200mm左右,这种水热条件形成了盆地中心地带重、边缘轻,南部重、北部轻的干旱趋势。
3.2 雪灾成因
冬季的低温加大到暴雪天气极易形成深厚的积雪,积雪不但能掩埋牧草,影响家畜采食,而且增加了家畜的体能消耗,使大批家畜受冻饿而死。当冬、春季草场积雪深度达6～7cm以上,就会影响牲畜采食;超过10～12cm,牲畜采食困难;若深度达6～7cm以上或超过10～12cm的积雪持续时间过长(5d以上),就会发生不同程度的雪灾。
3.3 霜冻灾害成因
霜冻通常是在能引起显着降温的天气形势下发生的,根据降温天气条件可分为三类:
(1)平流型霜冻:由于出现强烈冷平流天气引起剧烈降温而发生的霜冻。通常是一次强冷空气或寒潮爆发,冷空气从北部地区入侵柴达木盆地而产生的,有时伴随强风,这种霜冻危害比较大。
(2)辐射型霜冻:在晴朗无风的夜晚,植物表面强烈辐射降温而发生的霜冻。一般出现在冷性高气压的控制下,白天气温较高,但夜间晴朗无风,空气比较干燥,辐射散热条件好,温度迅速下降,在后半夜或日出前植物叶面温降到0℃以下而受害。由于植株表面直接辐射散热,所以其体温比气温低,这种霜冻对作物的危害比较轻。
(3)平流辐射型霜冻:冷平流和辐射冷却共同作用下发生的霜冻。通常是先有冷空气入侵,温度明显下降,到夜间天气转晴,风速减小,地面辐射散热很强,植株体温进一步降低而发生霜冻。这种霜冻出现的次数多,影响范围大,柴达木盆地的早、晚霜冻多数属这种类型,对农业生产的危害较重。
3.4 风沙灾害成因
柴达木盆地及其西部的新疆南疆盆地有大面积的固定和半固定的沙丘或戈壁滩,另一方面盆地农业区土质以沙壤土为主,春季播种或秋收耕翻后,土壤疏散,加之柴达木盆地冬春季降水少,土质干燥,这些都为风沙天气的发生提供了丰富的沙源条件。
柴达木盆地海拔较高,春季冷暖空气交流频繁,高原大陆回暖快,使大气稳定度减小,有利于高空风的动量下传。加上柴达木盆地特殊的地形作用,不但对风有狭管加速效应,而且冷空气下滑势能转变为动能,使地面风速大于高空风速,为风沙天气的发生发展提供了动力条件。
3.5 洪涝灾害成因
柴达木盆地的降水分布特征是由东南向西北、四周山区向盆地中心递减,受其补给的河流主要分布在年降水量相对较多的大柴旦至诺木洪一线以东地域,区域内降水主要集中在6～9月,降水量占全年降水量的70%以上。由于盆地地势平坦,盆地四周山区地形地貌复杂,山大沟深,植被覆盖稀少,即使降水量偏少的年份,局部地区的洪灾仍有发生,尤其在汇水面积大而出口小的山区与盆地交界地带,容易发生洪灾;在四周山区,坡陡河水流速大、带沙量大,进入盆地后坡度突然减小,流速减小,造成大量泥沙沉积,加之盆地水利防洪设施较薄弱,沉积的泥沙极易堵塞河道而引发洪灾。
3.6 冰雹灾害成因
(1)对流层中大气层结不稳定,低层暖湿、上层干冷、中层有逆温层。
(2)对流层风的垂直切变比较大,低空为偏南风、高空为强的偏西北风。
(3)地面有冷空气入侵,加大垂直运动,促使不稳定能量的释放,出现对流性天气形成降雹。
在上述条件中,地面冷锋是否侵入柴达木盆地是冰雹天气发生的关键,若无冷锋,降雹概率小,危害轻。
4 农牧业主要气象灾害防御对策
4.1 干旱灾害防御措施
(1)加强盆地植被与草地资源保护,加大绿化力度,扩大绿化面积,提高植被覆盖度,减少水土流失,提高土壤有效蓄水能力。
(2)兴建水利工程,加强水库、提坝及农田灌水排水等工程建设,调节天然降水在时间和空间上与社会需水的不一致性。
(3)推行喷灌、滴灌等节水灌溉技术,提高水资源利用率,减轻干旱对农牧业的影响。
(4)实施人工影响天气作业,充分利用空中水资源,增加有效降水量。
4.2 雪灾防御措施
(1)建立牧业饲(草)料生产基地。优化产业结构调整,大力发展种植优质牧草,建立“种植、生产、加工”饲草料产业链,以解决雪灾发生时牲畜饲料问题。
(2)加强牧区棚圈建设,大力推广使用移动棚圈、日光采暖棚圈等新型棚圈,雪灾发生时通过圈养避免风雪对牲畜直接危害。
(3)加强气象与畜牧业部门的雪灾监测和预报预警能力建设,提高预报预警准确率,提高预警时效,通过提前转场或圈养等避免或降低雪灾的危害。
4.3 霜冻灾害防御措施
(1)培育和引进种植适宜本区的抗霜冻、耐低温作物品种,提高作物抗霜冻的能力。
(2)适时适量使用化学药剂防霜冻。在霜冻发生前适量喷施化学药剂可以起到防御霜冻效果,尤其在枸杞果树展叶期至老眼枝开花期、麦类作物三叶至分蘖期、油菜作物出苗至五真叶期、藜麦作物出苗至六叶期及农作物乳熟至成熟期,喷施能抗霜冻的化学药剂,同时配合叶面喷肥,可有效地预防霜冻的危害。
(3)对于小范围的农作物,霜冻发生前采取烟熏、灌水、覆盖等方法,可以有效减轻霜冻的危害。
4.4 风沙灾害防御对策
(1)加强生态环境保护,优化农、林、牧产业结构,大力发展生态农业和特色农业,构建绿色生态农业体系,扩大地表绿色植被覆盖面积,消弱风沙活动强度。
(2)加强盆地防风固沙工程建设,积极营造农田防风林带,大力发展经济林,有效预防和阻止风沙蔓延,提高农牧业对风沙灾害的抗风险能力。
(3)建立柴达木盆地沙尘天气监测及预警系统平台,利用探测雷达、远程实景监控等手段,对沙尘天气的形成、发展进行动态监测,及时发布风沙天气预报、预警信息。
4.5 洪涝灾害防御措施
(1)加强水利工程建设,兴修大中小型水库,修建配套的沟渠水系,改善农田灌溉排水基础设施,缓解和减轻洪涝灾害造成的危害。
(2)加强生态保护,积极种草、植树和造林,提高盆地内植被覆盖率,防止水土流失,从源头上减缓洪涝灾害发生。
(3)建立健全防洪抢险应急合作体系。要统筹兼顾、合理规划、明确分工、上下联动,合理配置和有效使用防洪应急抢险物资,提高防洪抢险能力。
4.6 冰雹灾害防御措施
(1)采用火箭、高炮或飞机直接把碘化银、干冰等催化剂输送到云里,抑制雹胚增长,使冰雹变小,或向雹云放火箭、打高炮,以破坏对雹云的水分输送,降低冰雹危害。
(2)在多雹地带种草种树、增加森林覆盖率,改善地貌环境,破坏雹云发生发展条件,以减轻冰雹危害。
(3)作物受雹灾后,通过补种、套种、改种等补救措施,以弥补冰雹灾害造成的损失。
5 小结
柴达木盆地农牧业生产对自然环境的依赖性强,对气象灾害的承受力低,气象灾害对农牧业生产危害严重。应紧紧围绕农牧业生产可持续发展这一主题,坚持“预防为主,防治结合,综合治理”的原则,以科技为导向和支撑,健全农牧业气象灾害防御体系,加强气象灾害监测预测研究,确保当地农牧业安全生产,促进当地经济实现持续稳定发展。
参考文献
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