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第三节 农业气象研究

  黑龙江省农业气象研究最早是在农业科研部门进行的。1909年在昂昂溪镇始建农业试验 场,进行农业气象观测。1911年《黑龙江省农事试验报告书》中有许多关于农业生产状况的 气象条件说明。东北沦陷时期,伪满中央观象台设有自然物候观测内容,并编有《农业气象 报告汇编》。中华人民共和国成立后,随着气象事业的发展,黑龙江省农业气象工作逐步完 善。1955年佳木斯气象站开始进行农作物发育期和病虫害观测,1956年黑龙江省气象台也开 始编发《农业气象旬(月)报》,直接为农业生产服务。
    一、农业气象试验研究
    1958年以后,气象工作的中心开始转到以为农业服务为重点的轨道上来,县县建立气象 站,农村大办气象哨,把农业气象工作推向一个高峰,黑龙江省许多台站相继开展农业气象 试验工作。
    1959年穆棱县先后开展过水稻分期播种试验、深浅灌水温度对比观测、大豆落花落荚观 测、大白菜冻害及收获期指标等。1960年继续开展10期水稻分期播种试验,成果刊于《牡丹 江地区农业气象试验成果汇编》。1958年10~11月中央气象局党组书记、局长饶兴到黑龙江 省视察工作时,省气象局在穆棱召开了全民办气象现场会。1959年10月,穆棱县县长作为全 民办气象先进集体代表出席全国农业先进集体会议;伊林乡乡长出席单站补充预报会议;气 象站长霍金钊代表县气象站出席全国群英大会。
    1958年省气象局在佳木斯市与农业科研所合办了佳木斯农业气象试验站。1959~1960年 省气象局与省农科院成立农业气象试验小组,开展农业气象试验。1961年省农业气象试验小 组在绥化开展试验研究工作。1962年正式在东北农学院农场建立省农业气象试验站。1963~ 1964年,全省各个地区相继成立农业气象试验站,如嫩江地区在齐齐哈尔市郊的全合台与嫩 江农科所合建“全合台农业气象试验站”;黑河地区在赵光农场建立“赵光农业气象试验站”; 牡丹江地区与农科所合建“温春农业气象试验站”;伊春地区将五营气象站改成“五营林业 气象试验站”;合江地区将佳木斯农业气象试验站迁往友谊农场;松花江地区在呼兰县康金 井镇建立“康金井农业气象试验站”。1963年,省气象局成立气象科学研究所后,下设农业 气象研究室,开展农业气象研究,并将下属的佳木斯(友谊)、牡丹江(温春)、齐齐哈尔(全合 台)、赵光、五营、康金井农业气象试验站划归省气象科学研究所直接领导,至此全省农业气 象研究工作进入有组织、有计划、有领导的正规化发展阶段。
    1966年“文化大革命”开始后,农业气象科研机构撤销,人员解散。
    1976年起,黑龙江省农业气象工作进入了新的发展阶段。以省气象科学研究所农业气象 研究室为轴心,全省共建国家一级农业气象试验站一个,一级林业气象试验站一个、二级农 业气象站一个;国家基本农业气象站15个、省级基本农业气象站22个。1976~1985年,针对 农业生产中的气象问题进行了四个方面重点项目研究:(1)全省作物低温冷害的农业气象研究 和推广;(2)全省综合农业气候区划和单项作物农业气候区划的研究及应用;(3)全省粮食作 物农业气象预测预报研究和业务服务;(4)各项农业气象实用技术的开发服务。近10年中仅省 农业气象研究会就完成研究课题47项,取得显著的社会和经济效益,获得省政府以上奖励6项, 其中获省政府科技进步二等奖2项、国家气象局二等奖1项、三等奖3项。
    二、农业气象自然灾害与防御研究
    50年代黑龙江省主要作物(粮、豆、薯)总产量长期在低水平上徘徊,10年平均总产150亿 斤,丰、歉年之差不到20亿斤。进入60年代粮食总产历经大幅度上升之后,于1969、1972、 1976年又出现大幅度回落,丰、歉之差达50~60亿斤。1973年在分析粮食歉收的气象原因时, 省气象局在《我省农业基地建设需要注意的气象问题》一文中提出,低温冷害是影响产量急 剧下降的主要自然灾害,并集中一部分科研人员研究低温冷害对作物的影响及防御。
    在对低温冷害防御措施的研究上,1974年绥棱县气象站进行了玉米坐水浅种、砂土培埯 的增温增产试验,双城县同心公社新兴大队科学试验室气象组1975年进行了玉米盖砂增温对 比试验。省气象科学研究所农业气象研究室于1975年春在哈尔滨市民主公社新发五队进行了 土面增温剂育苗二期稻秧试验,效果显著,方法简单,成本低廉,易于推广。省科委以此成 果召开了德都增温剂现场会。1976年德都县气象站利用增温剂育苗在高寒地区获得成功。1977 年省气象科学研究所进行了在粮菜生产上利用聚氯乙稀有色农膜促早熟的研究。这些农业气 象试验研究,在防御低温冷害,促进作物早熟上发挥了积极作用。
    1976年绥化地区气象台采用数理统计方法,对粮豆单产与气象条件的关系,进行了《低 温冷害对绥化地区粮豆单产影响的初步分析》的研究工作。
    在低温冷害农业气象研究中,省、地、县三级气象部门都做了大量工作。1976~1977年, 黑龙江省气象科学研究所农业气象研究室主持研究了《低温对黑龙江省大田作物影响的分析 和指标鉴定》,探讨黑龙江省大田作物受低温危害的特点、类型、气候关键期和指标鉴定, 为选育早熟高产品种,作物合理布局,减轻或避免低温危害,有针对性地进行农业气象预报、 农业气象条件分析、鉴定提供参考指标。研究指出:黑龙江省属大陆性季风气候、温度低、 生长季≥10℃积温少而且不稳定,二年左右出现一次局部地区低温灾害,三至五年出现一次 全省性低温灾害。同年该室还完成了《大豆繁殖生长期热量指标鉴定》,研究了大豆冷害的 机制、指标及对产量的影响,为防御低温冷害提供科学依据。
    1976~1978年汤原县气象站连续三年在汤原水稻试验站和金星大队蹲点,在1976年水稻 冷害调查研究的基础上,又经过两年分期播种试验和盆栽低温鉴定,对影响寒地水稻栽培的 低温冷害问题进行了探讨,完成了“寒地水稻冷害研究”课题。
    1980年穆棱县气象局进行了“低温冷害防御科研成果在水稻生产中应用与推广试验”研 究,在生产上提出了防止品种的越区种植,普遍推广早育苗、稀植全插秧等先进栽培技术, 早育早播早插在高产期内,确定安全抽穗期等措施,1981年全县水稻单产390斤/亩,1982年 穆棱县气象局开展了“水稻低温冷害指标鉴定及其防御措施”试验,切实解决了有关水稻生 产中的农业气象问题。到1984年增到756斤/亩,翻了一番,总产从1 600万斤增到4 536万斤, 增加近2倍。稻作区村民收入从117元提高到567元,增加4倍。低温冷害防御科研成果在穆棱 县发展山区水稻生产中发挥了积极作用,深受全县各级领导和群众的欢迎,1985年被牡丹江 市科协评为一等奖。
    三、农业气候区划研究
    1963年,中央气象局要求全国气象部门配合全国农业区划开展农业气候区划工作。省气 象科学研究所组织全省各地气象部门着手编写省级农业气候区划,并对全省的农业气候资源 进行了分析和指标鉴定。1964年写出《龙江县适时播种农业气候区划方案》,1965年在广州 全国农业气候区划会议上作了典型经验交流。1965年完成《黑龙江省农业气候区划》初稿, 并在省区划工作会议上作了经验介绍。1966年由于“文化大革命”开始而一度停止,1978年 重新开始进行省级农业气候区划的研究工作,也是在全国气象部门最先恢复农业气候区划研 究的省份。1978~1984年,运用国内外各种先进的方法和手段完成了省、地区、县级农业气 候区划、单项作物区划及林业、牧业气候区划、经济作物气候区划。区划成果荣获全国农业 区划委员会三等奖、国家气象局区划二等奖。
    (一)省级农业气候区划
    省气象科学研究所在“文化大革命”前工作的基础上,于1978年开始进行以品种布局和 作物布局为中心内容的农业气候区划研究工作。首次根据不同作物种类型的特点,以地区80% 保证率的≥10℃积温的分布,将全省划分为五个热量带作为品种布局的依据;以张宝坤干燥 指数作为水分指标,将全省划分为四个农业气候区;根据品种类型、作物种类、作物结构、 气候生产力指标等生态因子将全省分为13个农业气候地区。
    1980年,在全省综合农业气候区划的基础上开展了单项作物农业气候区划以及作物布局 的农业气候区划研究。省气象科学研究所农业气象研究室先后完成了玉米、大豆、小麦和作 物布局的农业气候区划。在品种合理布局研究中,首次利用概率决策方法确定主栽品种类型 及搭配品种类型。在分析作物产量与环境条件的关系、建立气候——产量模型中,提出用车 贝雪夫多项式进行空间滤波和发育时间间隔的积分回归模式建立气候产量模型,利用线性规 划求解各种作物的最佳比例。省委副书记赵德尊在《利用气候优势安排作物布局的调查报告》 中指示:“这样的调查研究很好,很重要,这是气象局对全省农业做的一项好事,一个贡献, 可批转各地(包括农场)参阅。”
    1980年省气象科学研究所农业气象研究室针对黑龙江省水稻生产的实际,在水稻冷害研 究的基础上,开始进行水稻农业气候区划的研究。明确黑龙江省水田发展的农业气候潜力及 影响水稻高产稳产的不利气候条件,为充分合理利用气候资源,实现计划栽培,按区域种植 提供气候依据。1982年副省长王金陵对此区划批示:“这种区划对我省有针对性的发展水稻 是很有价值的,希望更进一步充实、完善,多向外介绍,供更多的人参考使用。”本区划在 全省推广后,水稻生产发展很快,很多高纬地区和山区县份也大力开发水田生产,全省水稻 面积1979年为300万亩,1985年发展到近600万亩,总产由71万吨提高到163万吨。
    1980年至1982年,黑龙江省气象科学研究所农业气象研究室进行了林业气候区划的研究。 包括光、温、水等气象条件对树木生长的影响,黑龙江省各地不同树种、不同林型的气候可 能生长量,用模糊聚类分析方法进行全省林业气候区划;并计算了平原地区的风害标准及频 率,对三江平原和松嫩平原的防护林设置提出了具体的意见。该成果完成后,受到林业部门 的重视,并在全省林业区划成果展览会上展出。
    1980年至1982年,省气象科学研究所农业气象研究室还进行了《黑龙江省牧业气候区划》 的研究。分析了牧草产量与光、热、水条件,牧草的光合潜在产量,可能气候产量,草原分 类的气候指标以及家畜适宜的温度范围,抓膘温度,并以热量和水分两级指标,同时考虑地 形对光、热、水资源的再分配作用,将全省划分成6个畜牧气候区。
    在经济作物农业气候区划的研究方面,主要有1982年省气象科学研究所农业气象研究室 完成的《松嫩平原甜菜含糖率的农业气候分析及区划》、《黑龙江省纤维用亚麻品质和产量 的气候分析与区划》,还进行了《黑龙江省油用向日葵生产的气候条件》研究,以及《黑龙 江省大豆含油率光、温、水指标分析及地理分布区划》的研究。
    (二)地区级农业气候资源调查和区划
    地区级农业气候区划,是在省农业区划办公室的组织下,配合全省四大农业生态区的区 划进行的。1979年省气象局组织了“三江平原农业气候资源调查和区划”的研究,提出了开 荒使气候变化,引起降水减少的新观点。1980年省气象局和省气象科学研究所共同完成了《 大、小兴安岭地区农业气候资源调查的区划》。1982年省气象局和省气象科学研究所完成了 《松嫩平原农业气候资源调查和区划》,首次研究了甜菜、亚麻等经济作物的气候条件。1983 年省气象科学研究所和省气象局完成了《张广才岭和老爷岭地区农业气候资源调查和区划》, 提出充分利用山区气候资源,发展经济作物、林木生产和林副业多种经营等建议。1984年中 国科学院长春分院和黑龙江省科委、黑龙江省农场总局联合再次对三江平原进行资源复查, 省气象科学研究所、省农垦科学院做了“非线性规划在三江平原作物布局中的应用”研究, 根据三江平原气候特点,运用非线性规划理论求算作物的最佳种植比例,为这一地区总体开 发规划和种植业结构调整,提供了新的科学依据。1985年课题结束,由中国科学院委托长春 分院组织鉴定,认为作物布局部分达到国际同类科研水平,获中国科学院二等奖,曾出席国 际系统工程学术讨论会。
    各地区气象局也先后完成了本地区的农业气候区划,1980~1982年牡丹江地区气象局完 成了《牡丹江地区农业自然资源调查和气候区划》,获国家区划委员会二等奖;1977~1978 年嫩江地区气象局完成《嫩江地区农业气候区划》,获省气象局四等奖;松花江地区气象局 完成了《松花江地区农业气候区划》,获省气象局二等奖;绥化地区气象局1983年完成了《 绥化地区农业气候区划》,获绥化地区科技成果奖。大兴安岭地区气象局1984年开始的《大 兴安岭地区农林气候资源及其区划》获大兴安岭地区科协一等奖。
    (三)县级农业气候资源调查及区划
    县级农业气候区划工作,最早从1977年德都县气象站邵同春等人编写的《德都县农业气 候区划手册》开始,至80年代初期全省各县均完成了农业气候区划。其中密山县气象站1980 —1982年完成的《密山县农业气候区划及其应用》获国家区划委员会三等奖,虎林县气象站 1984年完成的《虎林县农业气候区划》获省区划办三等奖,海伦县1979年完成的《海伦县农 业气候考察报告》获省科委科技成果奖。穆棱县气象站于1978~1981年开展的农业气候区划, 1981年完成的《农业气候资源调查报告》及三个专题报告,即《1957~1980年灾害性天气气 候纪实》、《低温冷害与霜冻纪实》、《旱涝调查与分析》被牡丹江行署区划委员会评为优 秀成果一等奖、牡丹江市政府二等奖。
    四、粮食作物农业气象产量预测预报研究
    作物产量预报是气象为农业生产服务的重要课题。及时、准确的作物产量预报是国家和 政府制定进出口计划,有计划地安排国民经济,编制经济发展目标、规划与计划,制定各项 经济政策和进行国民经济决策时不可缺少的重要依据。
    1956年“全国农业发展纲要”40条中,明确提出要“建立农业气象预报工作”。黑龙江 省农业气象产量预报随之逐步开展起来。1958年全省气象站都进行了农业气象指标鉴定。根 据中央气象局提出的“四结合过两关”的农业气象预报方法和原则,用农谚和简单的气象单 因子进行产量预报研究。
    1980年开始,省气象科学研究所负责制作全省主要作物及粮豆薯总产的预报,省气象台 服务科负责作物生长季气象条件的分析,各地区气象局负责制作本地区的主要作物及总产量 预报,各农业气象基本站制作本县的农作物产量预报,使科研、业务、服务实现了三位一体。
    至1983年,各台站的产量预报多为定性分析。根据前期作物长势、发育速度和未来天气 条件可能对作物生长发育影响的分析,对当年粮食产量做出丰、平、歉年景估计和增减产成 数的预报。
    黑龙江省气象科学研究所于1982年进行了《大豆产量预报时间动态模式》的研究。1983 年全省大豆、玉米、小麦三种作物进行了产量分区,并对每区各种作物建立了产量时间动态 模式。1984年黑龙江省被接纳为国家气象局气象科学院农业气象研究所牵头的农业气象产量 预报课题协作组成员,承担黑龙江省粮食总产量方法的研究,于1985年完成海温预报模式和 地面要素预报模式。此期间还作了《大豆产量预报的干物质增长动态模式》、《用光、温、 水建立玉米产量动态模式》、《海伦县大豆长期与水分关系及对1982年大豆产量的估计》、 《稻、麦、豆产量模式的初步研究及其在三江平原产量预报中的应用》等研究。
    从1984年起,部分台站开始使用简单的统计预报模式对某一单项作物做出定量预报。1985 年利用统计模式预报小麦产量的有18个县站,做大豆产量预报的有13个县站,对水稻产量预 报的有5个县站,做玉米产量预报的有7个县站,做粮豆薯总产预报的有7个单位。
    1985年随着黑龙江省气象业务现代化系统工程实施,农业气象现代化子系统挂靠在省气 象科学研究所,应用现代化观测手段、通讯设备和自动化电子计算机技术,实现观测、调查、 资料、试验、科研、服务一体化,形成一个完整的农业气象体系。当年,省气象科学研究所 农业气象研究室在苹果—Ⅱ微机上建立了全省第一个人机对话、中文显示并有图形和表格输 出的《黑龙江省农业气象产量预报系统》,初步实现了农业气象产量预报的自动化,其成果 经黑龙江省气象局组织鉴定,先后参加了黑龙江省微机开发技术展览,国家气象局举办的全 国微机应用展览。在这一成果的推动下,全省大部分农业气象基本站开始在PC—1500微机上 编制和实施农业气象产量预报。1985年9月大兴安岭地区气象局完成了《PC—1500机上趋势产 量预报程序》。黑河地区气象局完成了《黑河地区农业气象产量预报自动化系统》,以作物 进行聚类分区,用几种方法制作区内产量预报,而后进行最优集成,发布定量预报。富裕县 气象站采取资料分析、观测、调查等方法在微机上实现《用植株高度增长指数作小麦产量预 报》的研究。林甸县气象站在微机上完成《用干物质累积预报作物产量》的研究。
    五、其它研究
    黑龙江省森林资源丰富,是全国重要的木材生产基地。林区气象站加强林业气象研究, 1980~1981年五营气象站开展了“红松原始林生长气象条件的观测”、“采伐迹地林木更新 小气候研究”,发现红松造林的成活率阴坡高于阳坡,阴坡成活高达848%,阳坡成活率只 有68%。大兴安岭地区气象局和伊春地区气象局在同一时期开展了“森林火险等级预报方法的 研究”,从历史气候资料和火险资料的统计事实出发,找出了对火灾影响较大的6个气象因子, 建立了火险等级的统计预报方法,通过电台每天发布全区24小时的火险等级,在森林防火中 发挥了重要作用,受到当地政府的好评。
    1981年绥化县气象站开展了“农田防护林效果的对比观测”,发现了有林地和无林地在 1.5米、1.0米、0.5米等三个高度上的风速特征,为三北防护林建设、防止农业生态环境 的恶化提供了科学依据。
    
    此外,这一时期还开展了“土壤湿度变化规律的研究”。海伦县气象站通过对1~8月1米 深土壤湿度分层观测和分析得出了丰水年、枯水年和干水年高湿层、低湿层的分布和变化规 律,以及土壤湿度受降水、气温、风等气象要素的影响状况。对指导黑龙江省西部地区春季 播种和抗旱有一定参考价值。