基于自然降水條件下的冬小麥生育期干旱頻率及應(yīng)對(duì)措施

孫培良　劉頊　曹東浩　馮彩波　路政文　程宗春

摘要：依據(jù)聊城1961～2011年小麥生育期的降水統(tǒng)計(jì)資料，采用小麥生育期內(nèi)供需水量比作為干旱指標(biāo)，對(duì)冬小麥生育期內(nèi)的自然降水和小麥需水量進(jìn)行計(jì)算分析。結(jié)果表明，51年中冬小麥生育期內(nèi)出現(xiàn)干旱年份44年，其中重旱22年、極旱5年、輕旱17年，干旱頻率為86%。說明在自然降水條件下，聊城冬小麥生育期發(fā)生干旱的概率極大，而且以重旱等級(jí)為主。聊城市農(nóng)業(yè)干旱發(fā)生頻率較高，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際提出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：自然降水；農(nóng)業(yè)干旱；冬小麥；干旱指標(biāo)；干旱等級(jí)

中圖分類號(hào)：S423文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：0439-8114（2012）20-4460-03

聊城市地處山東省西部，總面積為8 590 km2，全市為黃河沖積平原，地勢(shì)平坦，屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。春季干旱多風(fēng)，回暖迅速，光照充足，太陽輻射強(qiáng)；夏季高溫多雨，雨熱同季；秋季天高氣爽，氣溫下降快，太陽輻射減弱。農(nóng)業(yè)氣候資源較為豐富，適合種植多種農(nóng)作物。根據(jù)51年的統(tǒng)計(jì)資料，年平均氣溫為13.4 ℃。年平均降水量為583.3 mm，年降水量最多為985.8 mm，年降水量最少為309.0 mm。全年降水近70%集中在夏季，易出現(xiàn)局部?jī)?nèi)澇，秋季雨量多于春季，春季干旱發(fā)生頻繁，有“十年九春旱”之說，冬季降水最少。

由于氣候資源比較豐富，且可由黃河水灌溉彌補(bǔ)，所以聊城氣候?qū)Χ喾N農(nóng)作物有較好的適應(yīng)性，是華北主要作物棉花、小麥、玉米、林果、蔬菜的集中種植區(qū)。同時(shí)，自然災(zāi)害出現(xiàn)頻繁，主要?dú)庀鬄?zāi)害有旱澇、冰雹、大風(fēng)、干熱風(fēng)、低溫連陰雨、霜凍等，每年都造成不同程度的危害。干旱是影響聊城農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害?；谛←溕趦?nèi)自然降水量，分析小麥生育期的干旱頻率，確定干旱等級(jí)，可為找到小麥生育期的抗旱措施提供參考。

1材料與方法

1.1資料來源

冬小麥生育期氣象資料來自聊城市氣象局農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)報(bào)表；氣象要素資料來自同站臺(tái)的同期大氣觀測(cè)報(bào)表。

1.2分析方法

農(nóng)業(yè)干旱是指在作物生長(zhǎng)發(fā)育過程中，因降水不足、土壤含水量過低和作物得不到適時(shí)適量的灌溉，致使供水不能滿足作物的正常需水而造成農(nóng)作物減產(chǎn)。體現(xiàn)干旱程度的主要因子有降水、土壤含水量、土壤質(zhì)地、氣溫、作物品種和產(chǎn)量以及干旱發(fā)生的季節(jié)等。這里僅以自然降水量與冬小麥全生育期的需水量進(jìn)行對(duì)比分析。當(dāng)自然降水量小于農(nóng)作物的需水量時(shí)，就認(rèn)為作物受旱。

農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)有很多，為了更好地便于基層技術(shù)人員的計(jì)算和服務(wù)，選用簡(jiǎn)化了的作物生長(zhǎng)期的需水量與同期供水量之比作為干旱指標(biāo)，計(jì)算公式[1-5]為：

K=S/D

式中，K為干旱指標(biāo)；S為作物生長(zhǎng)期可供水量，采用同期自然降水量（mm）；D為作物需水量（mm）。

2結(jié)果與分析

2.1聊城市冬小麥需水與供水差異分析

研究表明，冬小麥一生中的耗水量多年平均為500 mm，在一般年份，冬小麥的需水量得不到滿足，需灌水300 mm左右[6]。由圖1、圖2可知，冬小麥耗水量在不同發(fā)育階段表現(xiàn)不同。越冬期，由于氣溫較低，表土凍結(jié)，小麥處于休眠狀態(tài)，耗水量較小。抽穗至灌漿期間是耗水高峰期，平均日耗水量達(dá)47 778.0 kg/hm2，這段時(shí)間若降水較少，又得不到灌溉，則不利于產(chǎn)量形成[7]。

若秋季降水較多，冬小麥播種前底墑?shì)^好，加上冬小麥全生育階段有200 mm以上的自然降水，且時(shí)空分布比較均勻時(shí)，冬小麥的正常生育和產(chǎn)量形成就不會(huì)受到旱情的影響（表1）[1]。

2.2干旱等級(jí)評(píng)定

因小麥生長(zhǎng)期一般不會(huì)出現(xiàn)暴雨，為簡(jiǎn)化起見，采用小麥播種期到成熟期的總雨量和總需水量（以需求降水量表示）計(jì)算干旱指標(biāo)，計(jì)算出了聊城1961～2011年冬小麥生育期的干旱指標(biāo)和干旱等級(jí)。

根據(jù)干旱指標(biāo)劃分干旱等級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)如下[1]：

K≥1.00為不旱；

0.99≥K≥0.70為輕旱；

0.69≥K≥0.40為重旱；

K≤0.39為極旱。

按以上方法計(jì)算全市冬小麥干旱等級(jí)結(jié)果見表2。由51年冬小麥生育期干旱等級(jí)統(tǒng)計(jì)可知， 1961～2011年共51年中冬小麥不旱的年份有7年，出現(xiàn)干旱年份44年，其中重旱22年，極旱5年，輕旱17年，干旱出現(xiàn)的頻率為86%。說明在自然降水條件下，聊城冬小麥生育期發(fā)生干旱的概率較大，且以重旱為主。

3小結(jié)

聊城市屬半干旱半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷雪稀。年降水量時(shí)空分布不均，1～5月年平均降水量為98.2 mm，占年降水量的16.8%；6～9月年平均降水量為429.8 mm，占年降水量的73.7%；10～12月年平均降水量為53.3 mm，占年降水量的9.5%。冬小麥?zhǔn)橇某鞘械闹饕Z食作物，生長(zhǎng)期正處于降水少的10月中旬至翌年6月上旬。

通過對(duì)51年年降水量統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，采用農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)計(jì)算得出的小麥生育期干旱年，有很多年份的年降水量是屬于平水年、豐水年甚至澇年，如小麥生育期出現(xiàn)極旱的1985年年降水量則達(dá)到了819.6 mm，較51年平均值高40.5%，且發(fā)生了特大洪澇災(zāi)害，最大日降水量達(dá)到328.7 mm；2010和2011年的降水分別偏多36.8%和20.4%，但該兩年小麥生長(zhǎng)期內(nèi)的降水量分別為100.7 mm和92.2 mm，較小麥生長(zhǎng)期需水量分別偏少90.3 mm和107.8 mm，導(dǎo)致小麥生育期內(nèi)干旱。聊城市農(nóng)業(yè)災(zāi)害的基本特征是洪、澇、旱災(zāi)害均在一年內(nèi)發(fā)生，以干旱較為突出。根據(jù)對(duì)51年的年降水量統(tǒng)計(jì)，年內(nèi)降水呈現(xiàn)出1～5月、10～12月兩個(gè)枯水期和6～9月的豐水期。冬小麥生育期正處于枯水期內(nèi)，干旱發(fā)生頻率較高，且大多數(shù)旱情較重，會(huì)影響小麥的生育和產(chǎn)量的形成。為了確保小麥的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，針對(duì)小麥生育期干旱頻率高的特點(diǎn)，建議采取如下應(yīng)對(duì)措施：

1）選種耐旱品種，采取滴灌、噴灌、滲灌等適時(shí)節(jié)水灌溉。積極推進(jìn)農(nóng)業(yè)高技術(shù)節(jié)水，進(jìn)行農(nóng)作物抗旱品種選育和栽培模式、水肥耦合等節(jié)水技術(shù)研究，提高現(xiàn)有水資源利用效率。

2）合理利用空中水資源利用率。人工增雨是提高抗旱能力最有效的措施之一，具有投入少、見效快、受益面大等優(yōu)點(diǎn)。在農(nóng)事干旱季節(jié)，抓住有利天氣開展人工增雨作業(yè)，擴(kuò)大作業(yè)范圍，做好較長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間的準(zhǔn)備，適時(shí)利用有限的空中水資源，以緩解因自然降水量少造成的農(nóng)業(yè)干旱。

3）發(fā)揮黃河灌區(qū)的調(diào)蓄功能，提高黃河灌區(qū)水資源利用效率。聊城市濱臨黃河，引用黃河水灌溉農(nóng)田有得天獨(dú)厚的條件，使得聊城冬小麥生育期內(nèi)常常出現(xiàn)嚴(yán)重氣象干旱而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響不大的現(xiàn)象。近年來加大了對(duì)黃河水量的調(diào)控力度，引黃灌溉受到了一定的制約。因此應(yīng)提高黃河灌區(qū)水資源利用效率。

4）地下水開采與高效節(jié)水密切結(jié)合，提高地下水資源利用效率。聊城市作為黃河沖積平原，海拔高度一般在27.5～49.0 m，地下水較豐富。然而前些年大規(guī)模開采地下水，地下水補(bǔ)給量逐步減少，導(dǎo)致地下水水位大幅度降低，地下水凈增水量有較大幅度減少。因此地下水開采利用應(yīng)逐步從增水作用過渡到調(diào)節(jié)供需水季節(jié)的不平衡，提高地下水資源綜合利用效率上來。

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