鄭東生,鄭曉輝,溫鎖忠
(1.中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏銀川750002;2.寧夏氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏銀川750002;3.固原市氣象局,寧夏固原756000;4.中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院,北京100081)
固原市位于我國黃土高原的西北邊緣,寧夏回族自治區(qū)南部的六盤山地區(qū),在氣候區(qū)劃上屬于黃土高原暖溫帶半干旱氣候區(qū),是典型的大陸性氣候[1]。境內(nèi)以六盤山脈為南北脊柱,將全市分為東西兩壁,地勢呈南高北低,其境內(nèi)溝壑縱橫,梁峁交錯(cuò),十年九旱,大部分農(nóng)田為山地,水土流失嚴(yán)重[2]。由于自然地理環(huán)境所致,水利灌溉條件有限,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠自然降水。因此,分析降水量的變化情況對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定的指導(dǎo)作用。
文中分析資料來源于固原國家氣象站1957年到2018年的逐年、逐月降水量觀測統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),固原1957—2018年的年平均降水量為457.9 mm。62年中有28年年降水量大于多年平均值,有34年年降水量小于多年平均值。大于平均值的年份主要集中在1958—1968年、1977—1985年和2013—2018年這3個(gè)時(shí)段。小于多年平均值的年份主要集中在1969—1976年和1995—2012年這2個(gè)時(shí)段,其中1995—2012年出現(xiàn)了將近長達(dá)17年的少雨年,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境治理造成了一定的不利影響。
從固原降水量年變化圖中看出,固原年降水量最多的5個(gè)年份分別為1964年的766.4 mm、1961年的732.4 mm、2013年的706.2 mm、2018年的659.2 mm及1966年的619.2 mm。年降水量最少的5個(gè)年份分別為1982年的282.1 mm、1972年的290.5 mm、1991年的313.9 mm、1986年的320.1 mm及1999年的327.9 mm。降水量最多年份與最少年份相差達(dá)484.3 mm(見圖1)。
圖1 1957—2018年固原年降水量變化
從固原月平均降水量統(tǒng)計(jì)表和月平均降水量圖中得出(見表1、圖2),固原降水量主要集中在7月、8月和9月,其中8月份降水量最多,為107.8 mm,次多月份7月份為92.9 mm,9月份為68.8 mm。降水量最少的月份為1月、2月和12月,其中12月份最少,為1.9 mm,1月份為3.1 mm,2月份為4.6 mm,最多月份與最少月份降水量相差達(dá)105.9 mm。
圖2 1957—2018年固原月平均降水量
季降水量分析采用氣象學(xué)上四季劃分,即3—5月份為春季,6—8月份為夏季,9—11月份為秋季,12月至翌年2月份為冬季。
從表2可以看出,固原春季降水量所占比為17.6%,夏季降水量所占比為56.4%,秋季降水量所占比為23.9%,冬季降水量所占比為2.1%。夏季降水量所占比最多,冬季降水量所占比最少。固原氣候決定種植一年一熟作物,從夏作物播種到秋作物收獲期基本上包含了3—9月份,春季降水量所占比偏少,影響制約著夏、秋作物的播種出苗情況。而夏季降水所占比最高,夏季正是作物生長成熟期,也是作物需水的關(guān)鍵時(shí)期。
表1 1957—2018年固原月平均降水量統(tǒng)計(jì)
表2 1957—2018年固原四季降水量及所占比例
圖3 是近60年來固原站年均降水量(折線)以及各季節(jié)降水量偏差(柱狀)的年代變化情況。從年代劃分分析(固原站20世紀(jì)50年代的3年資料合并到60年代分析),固原市年平均降水量呈現(xiàn)明顯的先下降后上升趨勢。其中,20世紀(jì)60年代年降水量達(dá)到509.2 mm,隨后呈下降趨勢,到21世紀(jì)初下降到近408.3 mm,為有氣象記錄以來降水最少的年代。到21世紀(jì)10年代降水迅速增加,達(dá)到511.5 mm的年均降水量(見表3)。各季節(jié)平均降水量的變化也反映出不同的變化趨勢,春季的降水在20世紀(jì)變化相對平緩,在21世紀(jì)初呈現(xiàn)明顯的偏少,偏少于春季平均值三成,21世紀(jì)10年代又呈現(xiàn)明顯的偏多。夏季和秋季的降水變化與年均降水量呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律,也表明夏秋兩季的降水對全年降水量的變化起主導(dǎo)作用,但這兩個(gè)季節(jié)的降水變化幅度也有不同,20世紀(jì)60年代秋季降水偏多的幅度要大于夏季降水,而20世紀(jì)80年代秋季降水偏少的幅度也大于夏季降水。冬季的降水與其他季節(jié)明顯不同,在近60年呈明顯上升趨勢,從20世紀(jì)60年代偏少于冬季平均值三到四成上升到21世紀(jì)10年代偏多于平均值三成。所以,20世紀(jì)60年代年均降水偏多與春夏秋三季降水整體偏多有關(guān),雖然冬季降水偏少,但是由于冬季降水量占全年降水的比例較低(2.1%),影響較小。20世紀(jì)70年代至20世紀(jì)80年代年均降水偏少與夏秋冬三季降水整體偏少有關(guān)。21世紀(jì)初年均降水偏少與春夏秋三季降水整體偏少有關(guān),而21世紀(jì)10年代年均降水偏多與四個(gè)季節(jié)整體降水偏多有關(guān)。
表3 1957—2018年固原各年代降水量統(tǒng)計(jì)
圖3 1957—2018年固原降水年代變化
固原62年平均降水量為457.9 mm,最多年份為766.4mm,最少年份為282.1 mm,最多降水量與最少降水量年差值為484.3mm。季降水量以夏季為最多,占全年的56.4%,冬季最少,占全年的2.1%。月降水量以8月份為最多,占全年降水量的23.5%,7月份為次多月份,占全年降水量的20.3%,12月份最少,只占全年降水量的0.4%。年代變化呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢,其中以21世紀(jì)20年代為降水最多的年代,20世紀(jì)60年代為降水次多年代;21世紀(jì)初和20世紀(jì)80年代為有氣象記錄以來的2個(gè)少雨年代。特別是從2012年后持續(xù)進(jìn)入降水偏多年份,基本上和近年來西北地區(qū)大部進(jìn)入偏暖偏濕年代的趨勢相吻合。
固原地域內(nèi)夏收作物主要種植有冬小麥、春小麥、胡麻及豌豆等,除冬小麥外,固原夏收作物的播種期一般在3月中旬到4月上旬,3月、4月的降水量變化情況整個(gè)影響著當(dāng)年夏收作物的播種及出苗情況。而5—6月份正是夏收作物生長成熟的關(guān)鍵期,此兩月的降水情況決定著夏收作物的產(chǎn)量情況。秋收作物主要種植有馬鈴薯、玉米、蕎麥、莜麥及谷子等,馬鈴薯和玉米的播種期一般從4月中旬開始到5月上旬;蕎麥及谷子的播種期一般從5月中旬開始到6月上旬結(jié)束。由于秋作物的播種期偏后1個(gè)多月,因此5—6月份的降水影響著秋作物的播種及出苗情況。
從固原多年的降水情況統(tǒng)計(jì)分析,固原3月份的多年平均降水量為11.1 mm,4月份為25.2 mm,不能滿足春播作物的需水要求。60多年來3月份最少月份降水量為0 mm,4月份最少月份降水量為3.3 mm,對夏收作物的播種及出苗直接造成影響。而7—8月份為固原降水量最多的2個(gè)月份,兩月的降水總量為200.7 mm,占全年降水量的43.8%,7月份是固原夏作物的成熟收獲期,7—8月份也正是秋作物的生長期。依據(jù)固原多年的降水特征情況分析得出,固原的降水能夠滿足秋收作物的生長需求,夏收作物由于受春季降水因素的制約,遇到春季降水偏少年份將直接造成夏收作物的減產(chǎn)。因此,做好春季降水趨勢的預(yù)測及土壤墑情的監(jiān)測工作,為生產(chǎn)決策部門進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整做好科學(xué)指導(dǎo)。當(dāng)春季降水偏少時(shí),建議農(nóng)業(yè)部門壓縮夏糧作物的播種面積,增加秋糧作物的播種面積。同時(shí),利用固原秋季降水正常,秋季土壤墑情較好的有利條件,大力推廣秋覆膜的覆蓋保墑工作,避害趨利,因地制宜,科學(xué)利用氣候條件,奪得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的豐收。