阜新地區(qū)干旱變化規(guī)律及對(duì)糧食產(chǎn)量的影響分析

謝媛 范野

摘要 利用1951—2016年阜新市2個(gè)氣象觀測(cè)站逐旬降水資料及阜新歷年春、夏、秋土壤墑情和阜新歷年氣候年鑒，根據(jù)阜新氣象干旱定義與分級(jí)，利用土壤重量含水率（T），采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)，全面地分析了阜新干旱變化規(guī)律及干旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)的表現(xiàn)及原因。結(jié)果表明，阜新地區(qū)年降水量變化較大，且呈逐年遞減趨勢(shì)；農(nóng)作物生長(zhǎng)階段降水量分布不均勻。1980—2016年，春旱32個(gè)年份，夏旱30個(gè)年份，秋吊19個(gè)年份，并且春旱、夏旱、秋吊均呈加劇趨勢(shì)。阜新地區(qū)連旱時(shí)有發(fā)生，春夏連旱為16個(gè)年份，重旱1個(gè)年份；夏秋連旱為11個(gè)年份，重旱3個(gè)年份，夏秋連旱干旱等級(jí)較重。1980—2016年，有22個(gè)年份糧食產(chǎn)量發(fā)生了不同程度的減產(chǎn)。夏旱影響糧食減產(chǎn)最為嚴(yán)重，共發(fā)生了12個(gè)年份；春旱和夏秋連旱影響糧食減產(chǎn)均為5個(gè)年份。干旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)主要有以下幾方面原因：農(nóng)作物生育期縮短、卡脖旱、花期不遇和籽粒不飽滿。

關(guān)鍵詞 土壤墑情；干旱等級(jí)；糧食產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2018）02-021-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.010

干旱災(zāi)害在氣象災(zāi)害中影響最為嚴(yán)重，直接制約農(nóng)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)它對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響大、范圍廣、危害深。遼寧是我國(guó)商品糧大省，而遼寧西部發(fā)生干旱較為頻繁，阜新作為遼西的城市之一素有“十年九旱”之稱，年降水量分布不均，干旱經(jīng)常導(dǎo)致該地區(qū)糧食減產(chǎn)，進(jìn)而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，干旱成為影響該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最不利的因素。很多學(xué)者已對(duì)阜新地區(qū)旱情進(jìn)行了研究[1-4]，但沒(méi)有將降水、土壤墑情、干旱、旱災(zāi)及糧食減產(chǎn)聯(lián)系起來(lái)，筆者通過(guò)旬降水和土壤墑情來(lái)分析干旱，并揭示不同時(shí)期干旱以及不同干旱等級(jí)對(duì)阜新糧食產(chǎn)量的影響，為阜新地區(qū)抗旱對(duì)策提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料

主要利用1951—2016年阜新蒙古族自治縣（以下簡(jiǎn)稱：阜蒙縣）氣象站（區(qū)站號(hào)：54237）和彰武縣氣象站（區(qū)站號(hào)：54236）逐旬降水資料，阜新歷年春、夏、秋土壤墑情，阜新歷年氣候年鑒中的旱情記錄這三方面資料對(duì)阜新地區(qū)干旱情況及干旱造成的糧食減產(chǎn)情況進(jìn)行分析。

1.2 方法

主要研究農(nóng)作物生長(zhǎng)階段的干旱，可分為春旱、夏旱、秋吊、連旱。春旱，指發(fā)生在大田作物播種、出苗和生長(zhǎng)前期（苗期）的干旱，研究的時(shí)間段為4—5月。夏旱，指主要農(nóng)作物拔節(jié)至開(kāi)花階段發(fā)生的干旱，研究的時(shí)間段為6月至8月上旬。秋吊，指大田作物籽粒灌漿階段發(fā)生的干旱，研究的時(shí)間段為8月中旬至9月上旬。

使用阜新氣象干旱定義與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：T表示10～20 cm土壤重量含水率，T<8重旱，8≤T<10中旱，10≤T<12輕旱，T≥12無(wú)旱。

逢8日、3日連續(xù)3次觀測(cè)平均值達(dá)到10～20 cm層標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 1951—2016年阜新地區(qū)降水量分析

1951—2016年阜新地區(qū)年平均降水量為499.5 mm，其中阜蒙縣站504.5 mm，彰武縣站494.5 mm。年最大降水量為824.4 mm，出現(xiàn)在1959年阜蒙縣站；年最小降水量為294.3 mm，出現(xiàn)在2011年阜蒙縣站。

由圖1、表1可以看出，阜新地區(qū)年降水量變化較大，且呈逐年遞減趨勢(shì)；各農(nóng)作物生長(zhǎng)階段降水量分布不均勻。以上兩個(gè)方面是導(dǎo)致干旱的直接原因。再者，隨著全球氣候變暖，溫度逐步升高，并且阜新大風(fēng)日較多，蒸發(fā)量增大，這也是導(dǎo)致干旱的間接原因。

2.2 阜新地區(qū)干旱分析

2.2.1 阜新地區(qū)干旱總體分析 由于歷年春、夏、秋土壤墑情和歷年氣候年鑒中的旱情記錄都是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始的，故旱情的分析時(shí)間段為1980—2016年。

由表2可以看出，1980—2016年共37個(gè)年份，春旱共出現(xiàn)32個(gè)年份，其中輕旱14個(gè)年份，中旱13個(gè)年份，重旱5個(gè)年份；夏旱共出現(xiàn)30個(gè)年份，其中輕旱12個(gè)年份，中旱12個(gè)年份，重旱6個(gè)年份；秋吊共出現(xiàn)19個(gè)年份，其中輕旱5個(gè)年份，中旱10個(gè)年份，重旱4個(gè)年份。從干旱發(fā)生時(shí)間來(lái)看，1980—2016年，春旱發(fā)生次數(shù)最多，發(fā)生頻率為86.5%；其次為夏旱，僅比春旱少2年，發(fā)生頻率為81.0%；秋吊發(fā)生次數(shù)最少，發(fā)生頻率為51.3%。夏旱發(fā)生頻率比春旱略有下降，但是中度以上干旱次數(shù)與春季中度以上干旱次數(shù)相同，共18個(gè)年份。同時(shí)，盡管秋吊發(fā)生次數(shù)不多，但中度以上秋吊共發(fā)生了14個(gè)年份，比中度以上春旱和夏旱僅少了4個(gè)年份，可見(jiàn)，3個(gè)季節(jié)的中、重度干旱不容忽視。從干旱的等級(jí)來(lái)看，1980—2016年阜新地區(qū)發(fā)生中旱次數(shù)最多，發(fā)生頻率為43.2%；其次為輕旱，發(fā)生頻率為38.2%；重旱最少，發(fā)生頻率最低為18.5%。

2.2.2 阜新地區(qū)春旱分析 由表3可知，1980—2016年共37年中有32個(gè)年份發(fā)生了不同程度的干旱，僅有5個(gè)年份春季無(wú)旱，干旱發(fā)生頻率為86.5%。32個(gè)干旱年份中14個(gè)年份發(fā)生了輕旱，發(fā)生頻率為37.8%；有13個(gè)年份發(fā)生了中旱，發(fā)生頻率為35.2%；有5個(gè)年份發(fā)生了重旱，發(fā)生頻率為13.5%。

由圖2可以看出，春季逢8日、3日連續(xù)3次10～20 cm土壤墑情平均最低值呈下降趨勢(shì)，即春季干旱呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)，隨之干旱等級(jí)也加重。從春旱發(fā)生的時(shí)間尺度上看，20世紀(jì)以前，春旱主要以中、輕旱為主，干旱年份占90%，無(wú)重旱發(fā)生。21世紀(jì)以來(lái)，春旱主要以中、重旱為主，干旱年份占94.1%，重旱發(fā)生了5次。

2.2.3 阜新地區(qū)夏旱分析 由表4可知，1980—2016年共37年中有30個(gè)年份發(fā)生了不同程度的干旱，僅有7個(gè)年份夏季無(wú)旱，干旱發(fā)生頻率為81.0%。30個(gè)干旱年份中有12個(gè)年份發(fā)生了輕旱，發(fā)生頻率為32.4%；有12個(gè)年份發(fā)生了中旱，發(fā)生頻率為32.4%；有6個(gè)年份發(fā)生了重旱，發(fā)生頻率為16.2%。

由圖3可以看出，夏季逢8日、3日連續(xù)3次10～20 cm土壤墑情平均最低值呈下降趨勢(shì)，即夏季干旱呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)，隨之干旱等級(jí)也加重。從夏旱發(fā)生的時(shí)間尺度上看，以1998年為分界點(diǎn)，1998年之前，沒(méi)有發(fā)生過(guò)重旱，都是中、輕干旱，干旱年份占68.4%；1998年以后，僅有2011年為無(wú)旱，且T=12，為無(wú)旱臨界值。1998年以后輕旱占44.4%，中、重旱占50%。

2.2.4 阜新地區(qū)秋吊分析 由表5可知，1980—2016年共37年中有19個(gè)年份發(fā)生了不同程度干旱，有18個(gè)年份沒(méi)有發(fā)生秋吊，干旱發(fā)生率為51.3%。19個(gè)干旱年份中有5個(gè)年份發(fā)生了輕旱，干旱發(fā)生頻率為13.5%；有10個(gè)年份發(fā)生了中旱，干旱發(fā)生頻率為27.0%；有4個(gè)年份發(fā)生了重旱，干旱發(fā)生頻率為10.8%。

由圖4可以看出，8月中旬至9月上旬逢8日、3日連續(xù)3次10～20 cm土壤墑情平均最低值呈下降趨勢(shì)，即秋吊呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)，隨之干旱等級(jí)也加重。從秋吊發(fā)生的時(shí)間尺度上看，大致可分為3個(gè)階段。第1階段為1980—1995年，此階段無(wú)旱年份為9年，干旱年份為7年，干旱年份略少于無(wú)旱年份；第2階段為1996—2007年，此階段無(wú)旱年份僅為3年，干旱年份為9年，是無(wú)旱年份數(shù)的3倍，干旱全為中旱和輕旱；第3階段為2008—2016年，無(wú)旱年份為6年，干旱年份為3年，但全為重旱。

2.2.5 阜新地區(qū)連旱分析 由表6可知，1980—2016年阜新地區(qū)發(fā)生春夏連旱共16個(gè)年份，其中輕旱8個(gè)年份，中旱7個(gè)年份，重旱1個(gè)年份；夏秋連旱共11個(gè)年份，其中輕旱5個(gè)年份，中旱3個(gè)年份，重旱3個(gè)年份。1980—2016年共37個(gè)年份，而16個(gè)年份發(fā)生了春夏連旱， 可見(jiàn)春夏連旱也是威脅阜新農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大阻礙。夏秋連旱總年數(shù)不多，但干旱級(jí)別較重，中、重度干旱已占夏秋連旱總數(shù)的54.5%。

2.3 阜新干旱和糧食產(chǎn)量的關(guān)系

根據(jù)每年的旱情統(tǒng)計(jì)，1980—2016年這37年中，每一年都發(fā)生了不同程度的春旱、夏旱或秋吊，也就是說(shuō)一年中至少發(fā)生一次不同程度的季節(jié)性干旱。干旱是造成阜新糧食減產(chǎn)的主要自然災(zāi)害。根據(jù)阜新歷年氣候年鑒中的記載，1980—2016年這37個(gè)年份中，有22個(gè)年份糧食產(chǎn)量發(fā)生了不同程度的減產(chǎn)。

2.3.1 干旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)的主要表現(xiàn) 春旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)有1981、1995、2001、2003、2004年5個(gè)年份。這5個(gè)年份中以2003年春旱最為嚴(yán)重，阜新地區(qū)總面積約37.6萬(wàn)hm2耕地?zé)o法正常播種，干土層甚至在40～50 cm。糧豆總產(chǎn)量比常年減少約2.5億kg，經(jīng)濟(jì)損失約2億元。1995年阜蒙縣12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)93個(gè)村，有80%的耕地沒(méi)能及時(shí)播種；2004年阜新西北、北部有15%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了較嚴(yán)重的干旱，糧食平均減產(chǎn)40%～60%。

夏旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)有1980、1982、1983、1984、1987、1988、1997、1999、2000、2002、2007、2016年12個(gè)年份。干旱導(dǎo)致大部分農(nóng)作物白天打蔫，甚至出現(xiàn)干枯、旱死、絕收現(xiàn)象，農(nóng)作物受旱總面積大。地下水位及水庫(kù)水位下降明顯，人、畜吃水困難。1988年受災(zāi)作物平均減產(chǎn)40%～50%；1997年全市糧食減產(chǎn)45%左右。2007年全市農(nóng)作物受旱總面積已達(dá)32.5萬(wàn)hm2，占耕地面積的90.3%，因旱造成農(nóng)民飲水困難11.71萬(wàn)人，大牲畜飲水困難4.41萬(wàn)頭，因土壤水分供應(yīng)不足，許多玉米、高粱葉片晝夜打綹，部分干尖、干枯，造成植株矮小，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

夏秋連旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)有1989、2006、2009、2014、2015年5個(gè)年份。由于連旱，氣溫高，蒸發(fā)量加大，土壤含水量大大減少，大豆落花落莢，玉米、高粱灌漿不足，籽粒不飽滿，造成嚴(yán)重減產(chǎn)。2006年糧食產(chǎn)量135.6萬(wàn)t，減產(chǎn)27.5%；2009年糧食產(chǎn)量137.4萬(wàn)t，減產(chǎn)32.2%；2014年糧食產(chǎn)量186.3萬(wàn)t，減產(chǎn)32.6%；2015年糧食產(chǎn)量141.3萬(wàn)t，減產(chǎn)24.2%。

綜上可以看出，干旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)以夏旱影響最大，夏季農(nóng)作物生產(chǎn)發(fā)育階段較多，例如玉米的拔節(jié)期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽雄期、乳熟期均在夏季完成，并且農(nóng)作物需水量較大，夏旱的發(fā)生發(fā)展會(huì)嚴(yán)重影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而導(dǎo)致糧食減產(chǎn)。春旱影響糧食產(chǎn)量下降有5個(gè)年份，表現(xiàn)為春旱導(dǎo)致播種期推遲，農(nóng)作物生育期縮短，未完全成熟，糧食減產(chǎn)嚴(yán)重。夏秋連旱影響糧食產(chǎn)量下降有5個(gè)年份，農(nóng)作物前期受到不同程度的夏旱影響的同時(shí)，正值籽粒灌漿關(guān)鍵階段又發(fā)生干旱，糧食籽粒不飽滿，糧食嚴(yán)重減產(chǎn)。

2.3.2 干旱導(dǎo)致糧食減產(chǎn)的主要原因 對(duì)糧食減產(chǎn)年份進(jìn)行分析，干旱導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)主要有以下幾方面原因。

（1）農(nóng)作物生育期縮短。一種是春季的播種期推遲導(dǎo)致的，例如2001年播種高潮在雨后的6月中旬才出現(xiàn)，全市因干旱糧食減產(chǎn)40%左右；2003年除了坐水播種以外，大部分耕地是6月9日降水以后播種的，全年糧食產(chǎn)量110.2萬(wàn)t，嚴(yán)重歉收。另外一種是夏季干旱導(dǎo)致植株矮小，例如2007年6月底至7月初，正值玉米拔節(jié)期，正常植株應(yīng)有140～150 cm高，但此時(shí)很多只有50 cm高左右，比歷年矮近100 cm，相當(dāng)于晚一個(gè)生育期。根據(jù)《阜新糧食產(chǎn)量年景等級(jí)》120萬(wàn)～180萬(wàn)t為歉收年，2007年全年糧食產(chǎn)量175.8萬(wàn)t，也是歉收年。

（2） 卡脖旱。因?yàn)楦珊担鬯牖虼扑氤椴怀鰜?lái)，似卡脖子，故為卡脖旱。例如2009年8月上旬，持續(xù)高溫天氣加劇了旱情的發(fā)展，全市受旱面積達(dá)到32.6萬(wàn)hm2。許多農(nóng)作物形成了卡脖旱，干枯面積6.67萬(wàn)hm2，大田作物產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響。

（3）花期不遇。干旱導(dǎo)致雄、雌穗間隔期太長(zhǎng)，造成花期不遇，授粉不良，結(jié)實(shí)率低，產(chǎn)量下降。例如2015年8月上旬，受旱災(zāi)影響，土壤墑情差，導(dǎo)致花期不遇，普遍出現(xiàn)玉米植株矮小、無(wú)穗、小穗、禿尖禿尾現(xiàn)象。全年糧食產(chǎn)量141.3萬(wàn)t，糧食減產(chǎn)24.2%。

（4）籽粒不飽滿。例如2009年8月中旬到9月上旬，降水量?jī)H為10.5 mm，此階段正值大田作物籽粒灌漿階段，水分供應(yīng)不足直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，同時(shí)受夏秋連旱影響，全年糧食產(chǎn)量137.4萬(wàn)t，糧食減產(chǎn)32.2%。

3 結(jié)論

（1）1951—2016年阜新地區(qū)年降水量變化較大，且呈逐年遞減趨勢(shì)；農(nóng)作物各生長(zhǎng)階段降水量分布不均勻。以上兩個(gè)方面是導(dǎo)致干旱的直接原因。

（2）1980—2016年阜新地區(qū)從干旱發(fā)生時(shí)間來(lái)看，春旱發(fā)生次數(shù)最多，夏旱次之，秋吊最少。春旱、夏旱、秋吊均呈加劇趨勢(shì)。春旱、夏旱、秋吊中的中、重度干旱年數(shù)之和分別為18、18、14，3個(gè)季節(jié)的中、重度干旱值得注意。從干旱等級(jí)來(lái)看，中旱發(fā)生頻率最大，其次為輕旱，重旱發(fā)生頻率最低。阜新地區(qū)連旱時(shí)有發(fā)生，春夏連旱16個(gè)年份，重旱1個(gè)年份，夏秋連旱11個(gè)年份，重旱3個(gè)年份，盡管夏秋連旱總年數(shù)不多，但干旱級(jí)別較重。

（3）1980—2016年這37個(gè)年份中，有22個(gè)年份糧食產(chǎn)量發(fā)生了不同程度的減產(chǎn)。其中以夏旱影響糧食減產(chǎn)最為嚴(yán)重，共發(fā)生12個(gè)年份，春旱和夏秋連旱影響糧食產(chǎn)量均為5個(gè)年份。干旱導(dǎo)致農(nóng)作物糧食減產(chǎn)主要有以下幾方面原因：農(nóng)作物生育期縮短、卡脖旱、花期不遇和籽粒不飽滿。

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責(zé)任編輯：鄭丹丹