黃淮中部小麥干旱的發(fā)生規(guī)律及成因分析

劉茵 孟自力

摘要 以1971—2010年商丘市小麥生長季的氣象數據為資料，系統(tǒng)地研究了小麥生育期干旱的發(fā)生規(guī)律，并分析了形成原因。結果表明，黃淮中部小麥干旱發(fā)生頻率為10年8遇，重災年率分別為10年6～7遇。與常年相比，干旱呈現發(fā)生頻率變化不大，在特殊生育期逐漸加重的趨勢；干旱在越冬期發(fā)生頻率最高，年際間變化較大；返青至開花階段頻率次之，年際間變化較小；播種至出苗期頻率最小，但呈逐漸增加趨勢；空間分布呈現東部和南部少，中部次之，北部和西部多的特征。形成原因方面來看，商丘區(qū)域為西北氣流控制，常出現持續(xù)少雨天氣，致使旱災發(fā)展，其中永城和民權由于土壤因素蒸發(fā)量大也可以造成干旱的發(fā)生；整地質量和澆水次數等一些人為因素也可能導致干旱的發(fā)生。

關鍵詞 小麥；干旱；發(fā)生規(guī)律；成因；商丘市

中圖分類號 S162文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0164-03

Abstract Taking the meteorological data of the wheat growing season in Shangqiu City from 1971 to 2010 as the data， the law of occurrence of drought in the wheat growing period was systematically studied， and the reasons for the formation were analyzed.The results showed that the frequency of wheat drought in central Huanghuai was 8 years in 10 years， and the annual rate of severe drought was 6-7 years in 10 years.Compared with the perennial drought，the occurrence frequency of drought showed little change， and it gradually increased during the special growth period.Drought had the highest frequency in the overwintering period and changed greatly during the interannual period. The frequency of returning to the flowering stage was the second， and the interannual variation was relatively small. The frequency of sowing to the seedling stage was the smallest， but it gradually increased.The spatial distribution showed that drought was less in the east and south， followed by the middle， and more in the north and west.From the aspect of formation reasons， the Shangqiu area was controlled by the northwest air flow， and continuous and dry weather often occured， which resulted in the development of drought. Among them， Yongcheng and Minquan could cause drought due to large evaporation of soil factors.Some human factors such as the quality of soil preparation and the number of waterings might also cause drought.

Key words Wheat；Drought；Occurrence rule；Cause；Shangqiu City

近百年來，人類活動已引起全球溫室氣體排放增加，出現了顯著的人為變暖，導致氣候異?，F象頻繁發(fā)生。根據IPCC第四次評估報告，源于75項研究中超過29 000個觀測資料序列顯示，全球平均氣溫和海洋溫度升高、大范圍積雪和冰融化、全球平均海面逐漸上升的觀測中氣候系統(tǒng)變暖是明顯的，許多自然系統(tǒng)和生物系統(tǒng)發(fā)生了顯著的變化[1]。農業(yè)作為對氣候反應較為敏感的產業(yè)之一，氣候變化對其存在著非常明顯的影響。有專家預測，氣候變化將對我國農業(yè)生產產生重大影響，如不采取任何應對措施，到21世紀后半期，我國主要農作物如小麥、水稻和玉米的產量最多可下降37%[2]，這對糧食安全將是一個很大的沖擊。

目前，我國農業(yè)基礎較為脆弱，多數地方還是靠天吃飯，糧食安全面臨諸多威脅，如水資源不足、農業(yè)生態(tài)環(huán)境質量變劣、自然災害頻發(fā)等。而氣候要素平均值的變化與氣候極端事件的發(fā)生存在較大的相關性。大量研究表明，即使降水、溫度等平均值發(fā)生微小的變化，也可能導致災害性天氣發(fā)生頻率的顯著增加，造成農業(yè)重大損失[3-6]。因此，把應用氣象與保障糧食安全緊密結合起來，深入研究氣象災害變化規(guī)律及其對生產的影響，及時采取應對措施，克服生態(tài)環(huán)境惡化、氣候變化異常等不利因素，保障國家糧食安全則成為我國糧食生產研究的重大課題之一。

小麥是我國第二大糧食作物，其播種面積占全國耕地面積的20%～30%，產量占糧食總產量的20%～50%，其中黃淮麥區(qū)是我國最大的小麥主產區(qū)，其面積為1 466萬hm2，總產為6 300多萬t，分別占全國小麥的55%和64%[7]。商丘市屬于黃淮南片的中部，位于小麥種植的腹部，平均產量水平已由20世紀50年代的50 kg左右，逐漸提高到2007年1月1日發(fā)改委發(fā)布的主產區(qū)小麥平均產量5 575.5 kg/hm2[8]。產量水平的歷史性提高，除了日益發(fā)展的化肥、農藥、調節(jié)劑和小麥品種的更新?lián)Q代以外，還與更加科學的氣象防災措施應用于小麥安全生產有密切關系。筆者依據商丘市1971—2010年的氣象資料，從確保糧食安全、趨利避害的角度入手，揭示近40年商丘區(qū)域小麥主要氣象災害干旱的發(fā)生規(guī)律、形成原因及時空分布特征，對增強該區(qū)生產抗災能力、穩(wěn)定提高單產、增加農民收入、促進農村經濟發(fā)展有著重要的現實和戰(zhàn)略意義。

1 資料與方法

1.1 資料來源

采用的氣象數據來源于商丘市轄區(qū)永城、夏邑、虞城、梁園、寧陵、柘城、民權、睢縣8個縣級氣象觀測站1971—2010年的氣象資料，由商丘市氣象局提供。

1.2 研究方法

利用軟件Excel 2003對商丘市1971—2010年小麥生育期降水較少的時段求其降水量和距平百分率，依據表1進行干旱等級區(qū)分，并統(tǒng)計不同年代和不同生育期的不同類型干旱發(fā)生頻率[9-12]。

2 結果與分析

2.1 小麥干旱發(fā)生規(guī)律

從表2可以看出，1971—1980年商丘市出現了6次旱情，1981—1990年出現了10次旱情，1991—2000年出現了7次旱情，2001—2010年出現了9次旱情；近40年商丘市出現干旱年的頻率在80%左右，發(fā)生輕旱、中旱、重旱、特旱的比重分別是6.3%、28.1%、34.4%、32.3%。由此可知，商丘市小麥種植區(qū)域屬于易發(fā)生干旱的地區(qū)，尤其是在1971—1990年，重旱、特旱的發(fā)生頻率呈現多發(fā)趨勢，帶來較大危害；1991—2010年特旱減少，中旱、重旱增多，干旱的發(fā)生呈頻率增加，危害呈減輕趨勢。

從圖1可以看出，20世紀70、80年代小麥的冬前、越冬2個時期容易出現干旱，拔節(jié)期出現干旱的頻率相對較低；20世紀90年代小麥越冬期出現干旱的頻率最低，其次是播種期，其干旱頻率最高在春季；2001—2010年干旱發(fā)生表現出20世紀70、80和90年代高發(fā)季節(jié)的疊加特征，即越冬期最高，早春次之，灌漿期最低，但持續(xù)時間略有不同，越冬期干旱持續(xù)時間短于70年代，長于80年代，播種期和春季干旱持續(xù)時間短于90年代，其中，播種期干旱時間后移到出苗期，春季干旱前移到早春。由此可知，小麥播種至出苗期和春季干旱的發(fā)生頻率并未減少，而是居高不下，越冬期干旱與90年代相比有加重趨勢。

從表3可以看出，小麥生育期前期、中期、后期的發(fā)生頻率分別為29.1%、35.9%、14.6%，其中越冬期干旱發(fā)生頻率最高，返青至拔節(jié)期次之。由此可知，小麥生育期中期發(fā)生頻率為10年4遇，是生育期干旱的高發(fā)期，但生育前期的越冬期干旱亦不容忽視，易加重凍害，危害風險最大。

從1971—2010年商丘各縣區(qū)小麥生育期內發(fā)生不同類型干旱時降水量的平均值（圖2）可以看出，各縣區(qū)發(fā)生不同類型干旱時平均降水量從多到少依次為永城、柘城、夏邑、睢縣、梁園、虞城、寧陵、民權?？梢姡珊党尸F東部和南部危害輕、中部次之、北部和西部重的空間分布。

2.2 干旱形成的原因

2.2.1 氣候和地理因素。我國屬東亞季風區(qū)，由于副熱帶高壓的南北變動，對雨帶產生影響。在冬季時，副熱帶高壓變動到海上，脊線位于15°N周圍，商丘地區(qū)常年被北方干冷氣團影響，降雨、降雪量較少；在春季時，副高向北移動，脊線位于15°～20°N，此時雨帶主要位于華南、長江南部地區(qū)[13-15]，這時商丘地區(qū)受干燥大陸氣團影響，降雨量較少，形成春旱狀況；在秋季時，副高移動至20°N的南部，雨帶同時隨之移動，這一區(qū)域的主要氣候狀況為秋高氣爽型；該地區(qū)秋冬、冬春出現干旱，基本上都是在副熱帶高壓較弱的情況下產生的，沿海地區(qū)受低槽環(huán)流的影響，這一形勢形成之后較為平穩(wěn)，此時商丘區(qū)域為西北氣流控制，常出現持續(xù)少雨天氣，致使旱災發(fā)展。其次，商丘區(qū)域土地寬廣、平坦，土地屬于砂土、砂礓黑土等土質，而砂礓黑土類型的土質多分布在永城區(qū)域，砂壤土多分布在民權區(qū)域，這2種土壤蒸發(fā)量大，易造成小麥干旱的發(fā)生。

2.2.2 人為因素。干旱災害是可以防御或避免的，但是人為不落實應對技術措施也能引起干旱的發(fā)生或加重[16-17]。目前，商丘麥區(qū)抗災基礎設施還較薄弱，一些地方依然存在著有地無井、有井無泵的問題，造成底墑水、返青水和拔節(jié)水不能按時澆灌；有時整地質量差，土壤萱松，小麥根系懸空，播種過淺、播種過晚，造成小麥根系淺，營養(yǎng)發(fā)育不良，澆水過晚，澆水較少，均能引起干旱的中度或重度發(fā)生。

3 結論與討論

（1）商丘市麥區(qū)是干旱的多發(fā)區(qū)，發(fā)生頻率為10年8遇。近20年干旱發(fā)生的頻率較1971—1990年變化不大，只是重旱、特旱年份增多；但2001—2010年較20世紀90年代，輕旱、中旱、重旱年份增多，特旱年份減少，小麥播種出苗期干旱的發(fā)生頻率有增加趨勢，返青至開花階段干旱發(fā)生的頻率變化不大，發(fā)生年份仍占干旱年份的35.9%。越冬期在不同年代之間波動性較大，尚不能確定是否與全球氣候變暖有關。在空間分布方面，干旱在商丘區(qū)域發(fā)生呈現東部和南部少、中部次之、北部和西部多的規(guī)律性。

（2）小麥干旱形成原因方面來看，商丘區(qū)域為西北氣流控制，常出現持續(xù)少雨天氣，致使旱災發(fā)展，其中永城和民權由于土壤因素蒸發(fā)量大也可以造成干旱的發(fā)生；整地質量和澆水次數等一些人為因素也可能導致干旱的發(fā)生。

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