基于APSIM的甘肅春小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

聶志剛，任新莊，李 廣，雒翠萍，馬維偉，劉小鵝

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730070； 3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；4.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

甘肅地處新絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶黃金段，生態(tài)環(huán)境多樣，屬干旱、半干旱過(guò)渡帶，水資源不足，近80%的耕地?zé)o灌溉條件。降水具有兩大特征：一是降水總量少，二是分布極不均勻；區(qū)域內(nèi)干旱發(fā)生頻繁，旱情趨于嚴(yán)重[1]。春小麥?zhǔn)歉拭C重要的糧食作物，其生產(chǎn)的高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約和友好對(duì)經(jīng)濟(jì)帶的建設(shè)具有戰(zhàn)略性的作用。然而，過(guò)去20多年的氣候變暖抑制了甘肅春小麥產(chǎn)量的穩(wěn)定、高效，因此進(jìn)行干旱環(huán)境下春小麥致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)對(duì)甘肅趨于嚴(yán)重的旱情具有十分重要的意義[2-3]。

近年來(lái)，許多研究者利用作物模型模擬技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法，因地制宜進(jìn)行了作物干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的探索性研究。薛昌穎等[4]針對(duì)華北地區(qū)旱稻產(chǎn)量年際不穩(wěn)定的問(wèn)題，利用ORYZA2000模型，對(duì)華北地區(qū)氣候背景下旱稻生長(zhǎng)季內(nèi)干旱風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了定量評(píng)估，王志強(qiáng)等[5]基于EPIC模型進(jìn)行了中國(guó)典型小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。相較于單一利用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行的干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，作物模型將逐日、定量、動(dòng)態(tài)模擬作物生長(zhǎng)過(guò)程的優(yōu)勢(shì)融入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)災(zāi)害評(píng)估中，為包括氣候、作物和土壤等有關(guān)影響因子的干旱災(zāi)害機(jī)理[5]研究提供了一種行之有效的方法。

APSIM (agricultural production system simulator)是由澳大利亞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)研究組從1991年開(kāi)始研制的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)模擬平臺(tái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用APSIM在地域的適用性、水土保持評(píng)價(jià)以及水肥管理等方面取得了大量的研究成果[6-10]。APSIM平臺(tái)模擬水分脅迫的效應(yīng)是通過(guò)重點(diǎn)考慮光合作用、葉片生長(zhǎng)和物侯期發(fā)展，對(duì)水分脅迫敏感性的表現(xiàn)不同來(lái)定量化。這三個(gè)水分脅迫因子作為APSIM的逐日模擬輸出結(jié)果，取值均在0到1之間，0表示完全脅迫，1表示無(wú)脅迫[11]。本文利用APSIM平臺(tái)逐日、定量、動(dòng)態(tài)模擬作物生長(zhǎng)過(guò)程的特點(diǎn)，通過(guò)模擬1971-2012年甘肅省4大春小麥主產(chǎn)區(qū)(河西內(nèi)陸河灌溉春小麥種植區(qū)、隴中黃土高原春小麥種植區(qū)、洮岷高寒冬春小麥混種區(qū)、隴西黃土高原冬春小麥兼種區(qū))的小麥生長(zhǎng)過(guò)程，構(gòu)建基于水分脅迫的春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型，對(duì)甘肅省春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分布進(jìn)行定量評(píng)價(jià)與分析，旨在為提高甘肅春小麥生產(chǎn)應(yīng)對(duì)旱情的能力提供一定技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 評(píng)價(jià)單元

根據(jù)甘肅農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)，甘肅春小麥種植主要集中在4個(gè)生態(tài)區(qū)[12]，如圖1所示，包括：河西內(nèi)陸河灌溉春小麥種植區(qū)、隴中黃土高原春小麥種植區(qū)、洮岷高寒冬春小麥混種區(qū)、隴西黃土高原冬春小麥兼種區(qū)，以4個(gè)生態(tài)區(qū)典型試驗(yàn)點(diǎn)張掖、定西、岷縣、隴西為評(píng)價(jià)單元，評(píng)價(jià)時(shí)間跨度為1971-2012年。

1.2 評(píng)價(jià)方法

1.2.1 干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型 作物干旱的實(shí)質(zhì)是在小麥生育期不能通過(guò)土壤給小麥的生長(zhǎng)提供足夠的水分支持從而造成小麥減產(chǎn)[12]。參照王志強(qiáng)[5]等人的研究成果，在小麥生長(zhǎng)過(guò)程中，按水分脅迫總天數(shù)對(duì)日水分脅迫影響進(jìn)行累加，構(gòu)建小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型(公式1)。運(yùn)用APSIM平臺(tái)，模擬雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)情景下各評(píng)價(jià)單元1971-2012年春小麥生長(zhǎng)過(guò)程，提取各單元小麥生育期內(nèi)水分脅迫總天數(shù)及逐日光合作用水分脅迫系數(shù)、葉片生長(zhǎng)水分脅迫系數(shù)和物候期發(fā)展水分脅迫系數(shù)，三個(gè)水分脅迫系數(shù)取平均值即為當(dāng)天脅迫值。根據(jù)干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型計(jì)算出各評(píng)價(jià)單元生育期內(nèi)的干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)。

(1)

1.2.2 干旱致災(zāi)評(píng)價(jià)方法 利用作物模型模擬技術(shù)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法，小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估由小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)和致災(zāi)概率分布得出。小麥干旱致災(zāi)指數(shù)越高，干旱強(qiáng)度越大；致災(zāi)概率越高則表明發(fā)展成為更高一級(jí)致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)的概率越大，也就是致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越高。

通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)單元的致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行直方圖估計(jì)，進(jìn)而計(jì)算其超越概率，從而得出致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的分布情況。具體計(jì)算方法如下：根據(jù)直方圖估計(jì)法，樣本xi,j為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元的第j年小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)，共有樣本總數(shù)168個(gè)，用n表示；甘肅省春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)劃分為半閉半開(kāi)的5個(gè)區(qū)間：0.0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8和0.8～1.0；um表示直方圖中第m個(gè)區(qū)間的中點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn))，頻數(shù)q(um)表示樣本值xi,j落在第m個(gè)區(qū)間的個(gè)數(shù)；p(um)表示樣本落在um處的頻率，即um的概率估計(jì)值(式2)。

(2)

將第m個(gè)區(qū)間及以上各區(qū)間中心點(diǎn)概率估計(jì)值累加，可以計(jì)算出第m個(gè)區(qū)間的小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)超越概率，即致災(zāi)概率(式3)。

(3)

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 APSIM平臺(tái) APSIM平臺(tái)以作物屬性模塊APSIM-Wheat為通用作物生長(zhǎng)模擬框架[13]，選擇“甘春32號(hào)”春小麥作為模擬試驗(yàn)作物品種，根據(jù)李廣等[7]針對(duì)APSIM在黃土丘陵區(qū)適用性研究中的參數(shù)檢驗(yàn)和修訂方法，經(jīng)過(guò)反復(fù)本土化率定，確定基于APSIM的甘肅春小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型作物屬性模塊基本參數(shù)(表1)，在研究區(qū)氣候和土壤參數(shù)庫(kù)的驅(qū)動(dòng)下，可實(shí)現(xiàn)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬。各評(píng)價(jià)單元多年(1971-2012年)模擬產(chǎn)量與實(shí)測(cè)產(chǎn)量相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果表明，模擬產(chǎn)量與實(shí)測(cè)產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)(R)都大于0.812，歸一化均方根誤差(NRMSE)范圍4.33%～9.96%，模型有效性指數(shù)(ME)范圍0.521～0.966，基本滿足模擬試驗(yàn)在宏觀尺度應(yīng)用的需求。

1.3.2 氣象和產(chǎn)量數(shù)據(jù) 氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于甘肅省氣象局歷史資料(1971-2012年)，包括：日均溫(℃)、日最高氣溫(℃)、日最低氣溫(℃)、日降水量(mm)和日照時(shí)數(shù)(h)等。各評(píng)價(jià)單元多年(1971-2012年)產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源于甘肅省歷年統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.3.3 土壤數(shù)據(jù) 土壤數(shù)據(jù)包括容重、田間持水量、萎蔫系數(shù)、最大持水量、飽和水分含量和土壤導(dǎo)水率等參數(shù)。定西地區(qū)土壤數(shù)據(jù)來(lái)源于李廣等[7]在黃土丘陵溝壑區(qū)APSIM適用性研究中經(jīng)過(guò)反復(fù)修訂的土壤數(shù)據(jù)；張掖、岷縣、隴西土壤數(shù)據(jù)從中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所建立的全國(guó)土壤參數(shù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)提取。

表1 小麥模塊的初始參數(shù)值

2 甘肅春小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

在全面收集各評(píng)價(jià)單元?dú)庀?、土壤、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)觀測(cè)等基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，基于小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型，運(yùn)用APSIM平臺(tái)，分別從全生育期和分生育期角度，對(duì)甘肅省春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分布進(jìn)行定量評(píng)價(jià)與分析。

2.1 春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度時(shí)空分布

基于APSIM平臺(tái)和小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型，模擬并計(jì)算1971-2012年各評(píng)價(jià)單元逐年的小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)值，求出每個(gè)評(píng)價(jià)單元的42 a致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)的平均值，繪制出甘肅省春小麥近42 a干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)平均值的空間分布圖(圖2)。由圖2可以看出，春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)總體呈現(xiàn)出北高南低的趨勢(shì)，河西灌溉春麥區(qū)的致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)最高，范圍介于0.6～0.8，而洮岷高寒春麥區(qū)最低，為0.2以下，隴中干旱春麥區(qū)和隴西冬春麥兼種區(qū)致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)范圍介于0.4～0.6。

為揭示春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)在時(shí)間維度上的變化規(guī)律，分別計(jì)算各評(píng)價(jià)單元42 a的小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差和斜率，得出甘肅省小麥干旱致災(zāi)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差和斜率分布圖(圖3，圖4)。由圖3、圖4可以看出，春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差最高值處于隴中、隴西春麥區(qū)，在0.30～0.40之間，表明在隴中、隴西春麥區(qū)小麥干旱致災(zāi)指數(shù)年際波動(dòng)最大；小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)斜率依然是隴中、隴西春麥區(qū)最高，該區(qū)域小麥干旱致災(zāi)指數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)最明顯。

2.2 春小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

選擇各評(píng)價(jià)單元42 a的小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)為樣本，共計(jì)168個(gè)，致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)的取值范圍為0～1，以0.20為區(qū)間長(zhǎng)度，對(duì)各評(píng)價(jià)單元的致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)進(jìn)行直方圖估計(jì)，并計(jì)算其超越概率。

根據(jù)各評(píng)價(jià)單元小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)的概率分布，在固定致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)不變的情況下，繪制甘肅省不同致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)(≥0.20、≥0.40、≥0.60和≥0.80)下的春小麥干旱致災(zāi)概率分布風(fēng)險(xiǎn)圖(圖5)。由圖5可知，在不同致災(zāi)強(qiáng)度水平下，河西灌溉春麥區(qū)的致災(zāi)強(qiáng)度概率分布最大；隴中干旱春麥區(qū)和隴西冬春麥兼種區(qū)基本相同，致災(zāi)強(qiáng)度概率分布較大，只是在≥0.40強(qiáng)度水平下，隴中干旱春麥區(qū)致災(zāi)概率高于隴西冬春麥兼種區(qū)。由于河西多為灌溉地，所以，隴中、隴西春麥區(qū)的干旱致災(zāi)影響實(shí)際上最大，春小麥生產(chǎn)受干旱影響最小的是洮岷高寒春麥區(qū)。

注：以下圖分布區(qū)域相同。Note: It is the same distribution area with the following diagram.圖1 甘肅省小麥種植分布區(qū)域Fig.1 Distribution area of wheat production in Gansu

圖2 1971-2012年甘肅春小麥干旱致災(zāi)指數(shù)平均值分布Fig.2 Mean value of drought hazard index ofspring wheat in Gansu (1971-2012)

圖3 1971-2012年甘肅春小麥干旱致災(zāi)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差分布Fig.3 Standard deviation of drought hazard index ofspring wheat in Gansu (1971-2012)

圖4 1971-2012年甘肅春小麥干旱致災(zāi)指數(shù)斜率分布Fig.4 Slope of drought hazard index of spring wheat in Gansu (1971-2012)

2.3 不同生育期春小麥干旱致災(zāi)時(shí)空分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

由表2可以看出，在河西灌溉區(qū)，從拔節(jié)期開(kāi)始直到灌漿期，春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度大，但是，由于具備灌溉條件，實(shí)際旱情影響較小，所以不同生育期干旱致災(zāi)時(shí)空分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)主要針對(duì)隴中、隴西和洮岷春麥區(qū)進(jìn)行。

出苗期至分蘗期，甘肅春小麥生產(chǎn)整體上遭受干旱致災(zāi)不明顯，致災(zāi)指數(shù)最高的隴中、隴西春麥區(qū)僅為0.03，干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)趨勢(shì)最大的隴西春麥區(qū)斜率也僅為0.03；拔節(jié)期，整體上遭受輕度至中度干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)有所增加，隴中干旱春麥區(qū)年際波動(dòng)最大，隴中、隴西春麥區(qū)干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯高于洮岷高寒春麥區(qū)；孕穗期至抽穗期，整體上遭受輕度至中度干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加，洮岷高寒春麥區(qū)年際波動(dòng)最大，隴西春麥區(qū)干旱致災(zāi)概率增加最快；開(kāi)花期，隴中干旱春麥區(qū)與隴西春麥區(qū)的致災(zāi)指數(shù)均較大，為0.55～0.58；灌漿期，隴中干旱春麥區(qū)的致災(zāi)指數(shù)較大，為0.69，隴西冬春麥兼種區(qū)次之，為0.63，4個(gè)主產(chǎn)區(qū)的年際波動(dòng)均較大，隴中、隴西春麥區(qū)小麥干旱致災(zāi)指數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)最明顯。

總體來(lái)看，開(kāi)花期和灌漿期甘肅春小麥的干旱致災(zāi)強(qiáng)度都較大，年際波動(dòng)也較大，隴中、隴西春麥區(qū)，小麥干旱致災(zāi)指數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)最明顯。輕度致災(zāi)強(qiáng)度(≥0.20)情況下，隴中、隴西春麥區(qū)和洮岷高寒春麥區(qū)均表現(xiàn)為隨小麥生長(zhǎng)的進(jìn)程干旱致災(zāi)概率逐漸增大，其中洮岷高寒春麥區(qū)的開(kāi)花期和灌漿期、隴西冬春麥兼種區(qū)的灌漿期以及隴中干旱春麥區(qū)的開(kāi)花期致災(zāi)概率較大，均大于0.6；中度致災(zāi)強(qiáng)度(≥0.40)分布表現(xiàn)為：隴中春麥區(qū)、洮岷高寒春麥區(qū)隨小麥生長(zhǎng)的進(jìn)程逐漸增大，隴西冬春麥兼種區(qū)干旱致災(zāi)概率最大出現(xiàn)在開(kāi)花期，為0.46；重度致災(zāi)概率(≥0.60和≥0.80)分布表現(xiàn)為：開(kāi)花期前隴中、隴西春麥區(qū)較大，開(kāi)花期以后洮岷高寒春麥區(qū)較大。

圖5 不同致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)水平下甘肅省春小麥干旱致災(zāi)概率分布Fig.5 Probability distribution of spring wheat drought hazard for different hazard levels in Gansu

生育期Growth stage生態(tài)區(qū)Ecological zone平均值Mean標(biāo)準(zhǔn)差Standarddeviation斜率Slope致災(zāi)概率 Drought hazard probability≥0.20≥0.40≥0.60≥0.80出苗期～分蘗期From seeding stageto tillering stage河西灌溉春麥區(qū)Irrigative planting area of spring wheat in Hexi0.000.000.0000.000.000.000.00隴中干旱春麥區(qū)Arid planting area of spring wheat in central Gansu0.030.160.0010.030.030.030.03洮岷高寒春麥區(qū)Alpine planting area of spring wheat in Taomin0.000.000.0000.000.000.000.00隴西冬春麥兼種區(qū)Facultative planting area of winter and spring wheat in Longxi0.030.160.0030.030.050.030.03拔節(jié)期Jointing stage河西灌溉春麥區(qū)Irrigative planting area of spring wheat in Hexi0.400.210.0070.200.130.050.05隴中干旱春麥區(qū)Arid planting area of spring wheat in central Gansu0.220.340.0150.330.300.250.18洮岷高寒春麥區(qū)Alpine planting area of spring wheat in Taomin0.220.300.0050.450.280.180.13隴西冬春麥兼種區(qū)Facultative planting area of winter and spring wheat in Longxi0.210.310.0180.400.100.200.15孕穗期～抽穗期From booting stageto heading stage河西灌溉春麥區(qū)Irrigative planting area of spring wheat in Hexi0.530.240.0110.300.150.100.05隴中干旱春麥區(qū)Arid planting area of spring wheat in central Gansu0.360.300.0140.530.380.250.10洮岷高寒春麥區(qū)Alpine planting area of spring wheat in Taomin0.210.310.0010590.430.250.15隴西冬春麥兼種區(qū)Facultative planting area of winter and spring wheat in Longxi0.350.300.0170.490.300.220.13開(kāi)花期Floweringstage河西灌溉春麥區(qū)Irrigative planting area of spring wheat in Hexi0.740.240.0090.330.200.080.05隴中干旱春麥區(qū)Arid planting area of spring wheat in central Gansu0.580.290.0120.600.400.200.13洮岷高寒春麥區(qū)Alpine planting area of spring wheat in Taomin0.200.330.0090.730.530.380.30隴西冬春麥兼種區(qū)Facultative planting area of winter and spring wheat in Longxi0.550.310.0110.530.460.210.13灌漿期Filling stage河西灌溉春麥區(qū)Irrigative planting area of spring wheat in Hexi0.880.320.0140.530.380.230.20隴中干旱春麥區(qū)Arid planting area of spring wheat in central Gansu0.690.310.0190.580.400.280.15洮岷高寒春麥區(qū)Alpine planting area of spring wheat in Taomin0.200.300.0070.780.580.330.15隴西冬春麥兼種區(qū)Facultative planting area of winter and spring wheat in Longxi0.630.370.0170.680.350.190.10

3 討 論

APSIM作物生長(zhǎng)模擬平臺(tái)，以d為單位，將作物光合作用、葉片生長(zhǎng)和生育期發(fā)展對(duì)水分虧缺的影響狀況，無(wú)量綱定量化為0到1之間的水分脅迫系數(shù)。在APSIM中，水分虧缺的影響狀況是以平臺(tái)內(nèi)嵌的土壤水分平衡子模型[11]作為參數(shù)采集的參照和計(jì)算依據(jù)，所以水分脅迫系數(shù)實(shí)質(zhì)上反映了研究區(qū)土壤水分對(duì)作物生長(zhǎng)的影響情況。本文開(kāi)展的基于APSIM的甘肅春小麥干旱致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，從機(jī)理上定量考慮了土壤供水不足對(duì)春小麥生產(chǎn)的干旱影響程度，與單純的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)所關(guān)注的降水量對(duì)干旱影響的評(píng)價(jià)方法相比具有一定的解釋性[14-16]，同時(shí)為直觀、較易獲取有效田間調(diào)控方案提供了理論依據(jù)。

本文將作物模型逐日、定量、動(dòng)態(tài)模擬作物生長(zhǎng)過(guò)程的優(yōu)勢(shì)融入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)災(zāi)害評(píng)估中，為包括氣候、作物、土壤等有關(guān)因子的干旱災(zāi)害機(jī)理研究提供了一種行之有效的方法。但是，由于作物模型的有效性，依賴大量田間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的參數(shù)率定，所以作物模型技術(shù)對(duì)大尺度時(shí)空背景下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)災(zāi)害評(píng)估還存在一定的局限性，今后還要在進(jìn)一步田間試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行作物模型的優(yōu)化。此外，今后還需根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，綜合分析干旱致災(zāi)成因，進(jìn)一步提出甘肅春小麥生產(chǎn)應(yīng)對(duì)旱情的適宜對(duì)策。

4 結(jié) 論

本文運(yùn)用APSIM作物生長(zhǎng)模擬平臺(tái)，模擬了1971-2012年甘肅4個(gè)主要春小麥生態(tài)區(qū)典型試驗(yàn)點(diǎn)的小麥生長(zhǎng)過(guò)程，構(gòu)建了基于水分脅迫的小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)模型，對(duì)甘肅春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分布進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，得出以下結(jié)論：

(1)甘肅春小麥干旱致災(zāi)強(qiáng)度指數(shù)總體呈現(xiàn)出北高南低的趨勢(shì)，隴中、隴西春麥區(qū)，小麥干旱致災(zāi)指數(shù)年際波動(dòng)大、增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。不同致災(zāi)強(qiáng)度水平下，河西春麥區(qū)的致災(zāi)概率大，但由于河西春小麥生產(chǎn)具備灌溉條件，干旱致災(zāi)強(qiáng)度較高且實(shí)際影響較大的地區(qū)基本分布在隴中、隴西黃土高原春麥種植地區(qū)，春小麥生產(chǎn)受干旱影響最小的是洮岷高寒春麥區(qū)。

(2)不同地區(qū)，在小麥生長(zhǎng)不同階段，對(duì)旱情的敏感程度不同。輕度致災(zāi)強(qiáng)度(≥0.20)情況下，洮岷高寒春麥區(qū)的開(kāi)花期和灌漿期、隴西冬春麥兼種區(qū)的灌漿期以及隴中干旱春麥區(qū)的開(kāi)花期致災(zāi)概率較大，均大于0.6；中度致災(zāi)強(qiáng)度(≥0.40)情況下，隴西冬春麥兼種區(qū)致災(zāi)概率最大出現(xiàn)在開(kāi)花期，為0.46。