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气候变化背景下粮食生产安全保障策略探讨
摘要:近年来随着气候的变化,粮食生产受到影响,科学合理应对气候变化背景下的粮食生产安全问题十分重要。基于此,本文分析湖南娄底气候变化特征及其对粮食生产的影响,提出气候变化下娄底粮食生产安全保障策略,强调粮食品种改良与优化布局,科学进行生产过程中气候适应性技术的优化,提升粮食生产安全水平,为促使湖南娄底粮食生产水平的提升提供助力。关键词:气候变化;粮食生产安全;保障策略
当前,湖南娄底气候变化的背景下,粮食生产安全受到一定威胁,需要全面分析湖南娄底的气候特征,研究气候变化对粮食生产的影响,提出粮食生产安全保障策略,提高粮食生产安全水平,达到预期的目的。
一、湖南娄底气候变化特征及其对粮食生产的影响
(一)娄底气候基本特征
1.四季分明、雨热同期
娄底市春季平均气候温度是 16.8—18.2℃,降水量占有全年的 28%-32% ,是水稻播种育秧、玉米播种的关键期,夏季平均气候温度是 26.5--28.3°C ,降水量占有全年的 40%-45% ,高温高湿的 t 候条件与水稻分蘖、抽穗扬花,玉米拔节、灌浆的生长需求高度契合,为粮食高产提供了有利的水热条件,秋季平均气候温度是 17.2-18.8∘C ,降水量占全年的 18%-22% ,有利于晚稻成熟收获和红薯膨大,冬季平均气候温度是 4.5-6.2∘C ,降水量较少,对冬闲田休养、来年生产筹备影响较小,雨热同期的气候特征,使得娄底市成为双季稻适宜种植区,是湘中地区粮食单产较高的区域。
2.降水量下降、极端天气频发
近年来娄底市气候变暖趋势明显,年平均气温以 0.23∘C/10 年的速率上升,较全国平均升温速率高出 0.05∘C/10 年,且降水量呈现显著下降趋势,平均年降水量从 1981—2010 年的 1426mm 降至2011—2023 年的 1298mm ,降幅达 8.97% ,降水时空分布愈发不均,主汛期降水量占全年的比例从 35% 上升至 42% ,容易引发暴雨洪涝,非汛期降水量占比从 25% 降至 18% ,干旱风险持续加大,极端天 t 事件频发是娄底市气候变化的突出特征,主要是极端高温事件、极端干旱事件、极端暴雨事件、寒露风灾害,极端天气发生频次增加,对粮食生产造成严重影响。
3.春季干旱、夏季高温、秋季寒露风的时空分布规律
娄底市春季干旱主要发生在3—4 月,是早稻育秧、移栽和玉米播种的关键时间段,水分需求迫切,娄底市春季干旱发生频率达 45% ,其中重度干旱发生频率为 18% ,且呈现北部重于南部、丘陵区重于平原区的分布特征,早稻育秧缺水严重,部分地区需要延迟播种期,移栽面积有所减少;夏季高温主要集中在
,以高温热浪为主,娄底市夏季高温日数年均达28 天,增加 10 天,极端最高气温达 41.2℃,影响水稻抽穗扬花灌浆、玉米抽雄吐丝灌浆。秋季寒露风是9 月中下旬至10 月上旬出现的日平均气温≤22℃、持续 3 天以上的低温天气,娄底市寒露风平均初日为 9 月 22 日,近 10 年来初日提前至 9 月 18 日,提前幅度达 5 天,持续时间延长至 5—7 天,寒露风呈现西部重于东部、山区重于平原的分布特征,对晚稻抽穗扬花影响显著,容易导致空壳率、秕粒率上升。
(二)气候变化对娄底粮食生产的影响
1.对粮食产量的影响
气候变化对娄底粮食产量会产生一定影响,极端干旱对产量的冲击性较高,春季干旱导致作物播种期推迟、出苗率下降,夏季干旱影响作物关键生育期的水分供给,光合作用受阻、灌浆不足。且极端暴雨洪涝导致低洼地区耕地被淹,作物根系缺氧、倒伏,秋季寒露风导致晚稻空壳率、秕粒率上升,使粮食生产量降低。
2.对粮食质量的影响
湖南娄底气候变化在影响粮食产量的基础上,还会改变作物生长环境和生理过程,对粮食质量产生影响,高温热害导致粮食营养成分含量下降,水稻在抽穗扬花和灌浆期遭遇高温,淀粉合成酶活性降低,直链淀粉含量上升、支链淀粉含量下降,影响米饭口感和蒸煮品质,高温会致使蛋白质合成受阻,水稻蛋白质含量下降、玉米蛋白质含量下降。
3.对生产周期的影响
作物生产周期与气候条件存在密切联系,气候变化会改变温度、降水等关键气候要素,致使娄底市粮食作物生产周期发生变化,尤其是双季稻,春季气温升高使得早稻播种期提前,当前,娄底市早稻平均播种期从 3 月 25 日提前至3 月18 日,提前 7 天,但春季干旱会使播种期推迟,形成温度适宜但水分不足的矛盾。夏季高温加快早稻生长发育进程,使早稻生育期缩短,近10 年来早稻全生育期从115 天缩短至 108 天,缩短 7 天,部分品种因为生育期过短引发灌浆不足问题,影响产量。
二、气候变化下娄底粮食生产安全保障策略
(一)重视品种改良与布局优化
由于娄底市气候变化会对粮食生产安全造成影响,为解决相关的问题,需要重视品种改良与布局优化,品种改良期间需将本地化育种与引种驯化结合,以湖南省农业科学院、湖南农业大学等科研力量为基础,联合娄底市农业科学研究所,建设气候因子、作物性状关联数据库,明确娄底市主要粮食作物面临的核心气候胁迫因子,存储水稻的高温热害、干旱胁迫、洪涝耐受需求信息,记录玉米的抗旱、抗倒伏、耐高温特性等数据。且需开展抗逆性品种选育,培育耐高温热害的早稻、晚稻品种,提升抽穗扬花期对 35℃以上高温的耐受能力,选育抗旱性强的中稻与玉米品种,增强根系吸水能力、叶片保水性能;培育耐涝性好的水稻、红薯品种,适应娄底市汛期暴雨洪涝频发的气候特征,重视优质品种的引种驯化,引进国内外经区域试验证明适配亚热带丘陵气候的抗逆品种进行本地化适应性种植测试,筛选产量稳定、品质优良、抗逆性突出的主推品种,丰富娄底市粮食作物抗逆品种资源库。而布局优化方面应基于气候资源精细化评估调整种植结构,采用 GIS 技术对娄底市耕地进行气候适宜性分区,划分高风险区、中风险区、低风险区,在高温热害高发的双峰县东部、娄星区南部等区域,减少早稻高感温品种种植,推广耐高温的中早熟品种,调整播期避开 7 月中下旬的高温时段,在干旱频发的新化县西部、冷水江市北部山区,扩大耐旱玉米、红薯等作物种植面积,推行水稻、玉米与水稻、红薯轮作模式,降低单一作物受旱风险,在洪涝风险较高的涟水河、孙水河流域沿岸排灌设施配套,推广耐涝水稻品种缩减易涝地块的中稻种植规模,改种水生蔬菜等耐涝作物[1]。
(二)优化生产环节气候适应性技术
湖南娄底在应对气候变化下粮食生产安全问题过程中,需要优化生产环节的气候适应性技术,在整地与播种的过程中,采用适期播种、抗旱节水整地技术,按照娄底市气候预测数据调整播种期,早稻播种期提前至 3 月中下旬避开 7 月高温热害,晚稻播种期推迟至 6 月下旬至7 月上旬,避开9 月下旬的低温冷害,玉米播种期调整至 3 月下旬至 4 月上旬,利用春季土壤墒情较好的有利条件,提升出苗率,红薯播种期集中在 4 月中下旬避开早春低温阴雨和晚春干旱。且需在整地技术方面推广保护性耕作模式,采用秸秆还田、免耕或少耕技术增加土壤有机质含量,改善土壤结构,提升土壤蓄水保墒能力,减少干旱胁迫影响,按照丘陵山地耕地分散、蓄水能力弱的特点推广等高种植、沟垄种植技术,在坡耕地沿等高线开沟起垄,增加雨水下渗,减少地表径流,缓解干旱和水土流失问题,在平原地区推行深耕、旋耕结合的整地形式加深耕作层至 20-25 厘米,提升土壤保水保肥能力。同时,田间管理工作中采用水肥调控、病虫害绿色防控技术,按照气候变化导致的降水不均问题的情况下推广节水灌溉技术,在干旱风险区普及滴灌、喷灌设施替代传统漫灌,提高水资源利用效率,在水稻种植中构建浅水插秧、薄水促蘖、晒田控苗、深水孕穗、干湿壮籽的水分管理模式,按照不同生育期需水特性和降水情况动态调整灌水量,增强抗旱和耐涝能力,施肥管理期间使用测土配方施肥、缓释肥应用、有机肥替代技术,结合土壤肥力状况和作物需肥规律配比氮、磷、钾及中微量元素,减少化肥过量施用导致的土壤板结和面源污染,在高温、干旱等胁迫环境中增施钾肥和硅肥,提升作物抗逆性。此期间还需推广秸秆还田、绿肥种植、畜禽粪污资源化利用等技术,增加土壤有机质,改善土壤理化性质,提升耕地综合生产能力[2]。
(三)采用全链条减损增效策略
湖南娄底需重点以气候变化背景下粮食生产安全保障为核心,科学采用全链条减损增效技术,在生产环节减损期间除强化田间管理和收获技术外,重视防灾减灾设施建设,按照娄底市季节性干旱问题特点加快中小型水库、山塘、水窖等蓄水工程新建,提升水资源调控能力,完善灌区配套设施,重视末级渠系改造提高灌溉保证率,在干旱高发区建设集雨设施收集雨水用于补充灌溉,而暴雨洪涝灾害方面需进行河道疏浚、排灌泵站建设,提升田间排水能力,缩短作物受淹时间,在易涝地块修建防洪堤、排水沟等设施降低洪涝损失,采用高温热害,推广水稻遮阳网覆盖、喷水降温等应急防控技术,在抽穗扬花期遭遇极端高温期间利用田间喷水增加湿度、降低温度,减轻热害影响,在玉米种植中推行秸秆覆盖,降低地表温度减少水分蒸发。而储存环节减损方面,需结合娄底市夏季高温高湿导致粮食容易霉变、虫蛀的问题,加快农户科学储粮设施改造,推广彩钢板保温粮仓、波纹钢粮仓等新型储粮设备,配套通风、降温、除湿设施替代传统木质粮仓和麻袋储存,运输环节减损方面优化运输网络与运输方式,结合娄底市丘陵山地地形复杂、农村公路等级偏低的问题,加快农村路网升级改造,提升乡镇至行政村、行政村至田间地头的道路通达性,便于粮食快速运输,采用密闭式、恒温式粮食运输车辆,减少运输过程中的散落、受潮、霉变损失[3]。
(四)完善监测预警与风险管理机制
湖南娄底气候变化具有不确定性因素,为保障粮食生产安全,需要完善监测预警与风险管理机制,建设粮食生产安全监测体系,在粮食主产区、气候敏感区设置自动气象站,监测温度、降水、湿度、风速、日照等气象数据,提升极端天气事件的捕捉能力,建设农田小气候监测站监测田间温度、土壤墒情、作物长势等指标,实现气象数据、田间数据的对接,依托娄底市农业农村局、气象局、水利局等部门数据资源搭建一体化数据共享平台,整合气象观测、作物生长、土壤墒情、水文水资源、病虫害发生等数据,运用大数据、人工智能技术进行数据挖掘分析,构建粮食生产气候风险评估模型识别不同区域、不同作物的气候风险等级和影响程度。预警机制建设方面需建设短期预警、中长期预测结合的预警体系,短期预警主要预测未来 1-7 天的暴雨、高温、干旱等极端天气事件,发布农事活动指导意见,中长期预测聚焦季度、年度气候趋势,为品种选择、种植布局、生产计划制定提供科学依据,利用娄底市气象局官网、娄底农业微信公众号、手机短信、乡村大喇叭、网格员上门通知等形式,使得预警信息直达农户、种粮大户、合作社等生产主体。同时,风险管理期间重视防灾减灾科普宣传,普及气候变化应对知识、抗逆技术、应急避险技能,提升农户风险防范意识,改善自救能力,整合农业技术人员、农机手、种粮大户等力量,配备应急灌溉设备、排水机械、病虫害防治器械等应急物资,在灾害发生后开展抢排、抢灌、病虫害应急防治等救灾行动,减少灾害损失[4]。
(五)强化政策支持与主体培育策略
湖南娄底在气候变化下进行粮食生产安全保障,需要强化政策支持与主体培育,加强财政投入力度,将粮食生产安全保障资金纳入市级财政预算,开展品种改良、技术推广、防灾减灾设施建设、监测预警体系完善等工作,设立气候变化应对专项基金支持抗逆品种选育、适应性技术研发与示范推广,优化补贴政策调整种粮补贴发放方式,将补贴与抗逆品种种植、节水灌溉技术应用、秸秆还田等气候适应性措施挂钩,提高补贴的导向性。主体培育方面培育种粮大户、家庭农场、农民合作社等新型经营主体,引导其扩大经营规模,建设标准化生产基地示范推广抗逆品种和气候适应性技术,要求新型经营主体牵头组建农业产业化联合体,整合科研、生产、加工、销售等资源,提升应对气候变化的整体能力,建设新型经营主体、小农户的利益联结机制,利用订单农业、托管服务为小农户提供种子供应、技术指导、农机作业、粮食收购等一体化服务,使小农户降低生产风险、提升应对气候变化的能力[5]。
结语:
综上所述,湖南娄底气候变化会对粮食生产的产量、质量、周期等产生影响,为保证粮食生产安全,相关部门需要完善粮食生产安全保障机制,强化政策支持与主体培育,完善风险监测预警与管理体系,维护粮食生产安全,促使湖南娄底粮食生产水平的提升。
参考文献:
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[5] 刘苇航,叶涛,史培军,et al.气候变化对粮食生产风险的影响研究进展[J].Journal of NaturalDisasters, 2022, 31(4)44-47.
作者简介:周国清,女,湖南娄底,汉,1975 年 4 月,本科,农艺师, 工作方向:农业农村粮食。
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