朝陽(yáng)市2020年溫光水資源特征及對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育影響評(píng)估

張富榮， 王 優(yōu)， 李書君， 劉志鵬

(朝陽(yáng)市氣象局， 遼寧 朝陽(yáng)122000)

朝陽(yáng)市位于遼寧省西部，屬典型干旱半干旱季風(fēng)氣候，常年主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是氣溫偏高，日照充足，光熱資源豐富，雨熱同季，降雨量偏少且時(shí)空分布不均[1]。目前，朝陽(yáng)市主栽的大田農(nóng)作物仍為玉米，2020年玉米播種面積達(dá)34.9萬(wàn)hm2,占糧食作物播種面積的75%，玉米產(chǎn)量的豐歉直接決定全市糧食產(chǎn)量的高低，而玉米仍然是基于自然氣候條件的雨養(yǎng)生產(chǎn)方式[2]。諸多學(xué)者研究表明，干旱半干旱地區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成與自然降水量顯著相關(guān)[3-4]。宋鳳斌等[5]認(rèn)為水分供應(yīng)不足會(huì)造成玉米植株滯長(zhǎng)，發(fā)育期延遲。張淑杰等[6]研究指出：玉米受水分脅迫(水資源短缺)影響穗粒數(shù)和穗粒重都呈減少的趨勢(shì)；孫青然等[7-8]探討了區(qū)域年度水熱資源匹配優(yōu)劣對(duì)農(nóng)田作物產(chǎn)量影響。劉文平等[9]評(píng)估了夏季降水資源的多少對(duì)玉米生產(chǎn)量的影響。因此，分析評(píng)估朝陽(yáng)市的光熱水資源變化特征與農(nóng)作物，特別是玉米生產(chǎn)的匹配度，對(duì)朝陽(yáng)市根據(jù)氣象資源合理布局農(nóng)作物生產(chǎn)、保障糧食安全具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1材料與方法

1.1資料來(lái)源

朝陽(yáng)市2020年的溫度、降水、日照等數(shù)據(jù)選自朝陽(yáng)、葉柏壽、北票、喀左、凌源、老建平、羊山7個(gè)國(guó)家級(jí)觀測(cè)站的資料，歷年溫度、降水、日照等數(shù)據(jù)，根據(jù)中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)規(guī)定，選取1980～2010年共30 a的均值。

1.2分析方法

采用距平對(duì)比分析和Excel作圖方法，比較朝陽(yáng)市2020年度水熱資源要素值與歷年同期值的差異。

2結(jié)果與分析

2.1水熱資源概況

2.1.1 熱量 朝陽(yáng)市2020年全市年平均氣溫為9.0℃，比歷年的8.6℃偏高0.4℃。其中：月平均氣溫(圖1)4-5月、9-10月、12月比歷年低，其他月比歷年高；年最高氣溫為39.0℃，7月24日出現(xiàn)在朝陽(yáng)站；年最低氣溫為-30.4℃，2月14日出現(xiàn)在老建平站。

2.1.2 光照 朝陽(yáng)市2020年全市年平均日照時(shí)數(shù)為3 430.9 h，比歷年的2 740.6 h多690.3 h。其中各月日照時(shí)數(shù)(圖2)均比歷年多(圖2)。

2.2降水量

朝陽(yáng)市2020年全市平均年降水量424.4mm，比歷年的460.9 mm少36.5 mm，減少7.9%。其中：月降水量1月、2-3月、5月、8-9月、11月比歷年多，4月、6-7月、10月、12月比歷年少。年降水量的區(qū)域差異較大(圖3)，2020年降水量朝陽(yáng)站最多為458.8 mm、北票站最少為363.4 mm，兩站相差95.4 mm；除老建平站比歷年偏多外，其他站均比歷年少。其中：老建平站年降水量為433.4 mm，比歷年多0.6 mm；北票站年降水量為363.4 mm，比歷年少88.6 mm，偏少19.6%。

2.3朝陽(yáng)市2020年水熱條件對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響

朝陽(yáng)市2020年玉米生長(zhǎng)季(4～9月)的氣候特征是：氣溫較歷年偏高，日照較歷年偏多，光熱資源充足；年降水量較歷年偏少，降水時(shí)空分布不勻，階段性干旱較重?？傮w是玉米生長(zhǎng)季光熱量條件較好，降水不足，其中4月、6-7月的降水未能滿足玉米生產(chǎn)對(duì)水分的需求。

2.3.1 玉米春播期熱量條件充足，透雨出現(xiàn)時(shí)間較及時(shí) 朝陽(yáng)市2020年玉米春播期(3-5月)，氣溫偏高，日照偏多，熱量條件較好，總降水量偏多，水資源較豐富。盡管總降水量偏多，但降水時(shí)空分布不均勻，4月1日至15日，全市沒(méi)有出現(xiàn)有效降水，氣溫高，降水少，致使土壤失墑嚴(yán)重，大部分地區(qū)出現(xiàn)中度到重度干旱。4月中下旬和5月末朝陽(yáng)市連續(xù)出現(xiàn)有效降水天氣過(guò)程，逐步解除了前期各地的旱情，確保了大田玉米在5月底前如期播種或出苗。

2.3.2 苗期降水偏少，大部分地區(qū)氣象干旱顯現(xiàn) 6月降水總量明顯偏少，部分地區(qū)水分條件供給不足。6月16日開始，受高溫少雨影響，大部分地區(qū)氣象干旱顯露，山坡地、土質(zhì)貧瘠地塊出現(xiàn)玉米葉片卷曲、打蔫等旱象。截止6月末，由于水資源補(bǔ)充不及時(shí)，氣象干旱沒(méi)有得到有效緩解。

2.3.3 抽雄(穗)至灌漿期，熱量條件較好，水分條件滿足程度差 6月下旬至7月末，朝陽(yáng)市降水量明顯偏少，且降水時(shí)空分布極不均勻，致使區(qū)域性、階段性干旱發(fā)生較重，期間大部分地區(qū)玉米處于抽雄開花期，遭受了嚴(yán)重的“卡脖旱”。受災(zāi)的玉米發(fā)育延遲，植株矮小，底葉枯黃，嚴(yán)重的花期不遇，空稈率高，產(chǎn)量形成受到較大的影響。進(jìn)入8月份，朝陽(yáng)市降水天氣過(guò)程較多，降水量偏多，各地的旱情逐步得到解除，對(duì)玉米后期生長(zhǎng)發(fā)育有一定的補(bǔ)償作用，但嚴(yán)重受災(zāi)地塊，難以恢復(fù)產(chǎn)能。

2.3.4 成熟期熱量資源基本正常，降水異常偏多 9月是朝陽(yáng)市玉米灌漿至成熟階段，月內(nèi)光照較多，利于玉米后期發(fā)育和成熟，對(duì)玉米灌漿、籽粒干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成很有利；成熟期內(nèi)降水量異常偏多，有效補(bǔ)充了農(nóng)田土壤含水量。由于9月降水天氣過(guò)程多，部分時(shí)段晴熱天氣較少，不利于籽粒脫水，使得大田玉米成熟偏晚一周左右。

3結(jié)論與討論

1) 2020年朝陽(yáng)市光熱資源充足，水分資源較常年偏少且時(shí)空分布不均衡。春季和秋季，水熱資源匹配較好。夏季農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)鍵時(shí)段(6-7月)，水熱資源匹配不佳，導(dǎo)致大田作物遭受了較重夏季干旱災(zāi)害，造成大部分地區(qū)農(nóng)作物減產(chǎn)，農(nóng)業(yè)氣象產(chǎn)量屬于偏歉年景。

2) 朝陽(yáng)市是干旱易發(fā)區(qū)，與省內(nèi)其他地區(qū)相比，屬于水資源匱乏區(qū)。特別是近年來(lái)，夏季水分資源匱乏問(wèn)題凸顯，夏季干旱頻繁發(fā)生，如2009年、2013年和2014年干旱發(fā)生時(shí)段都在夏季，此時(shí)大田玉米正處于開花授粉灌漿階段，旱災(zāi)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成危害較重[10]。

3) 在全球氣候變暖大背景下，區(qū)域年度水熱資源變化不確定性增加[11-12]。為合理開發(fā)利用氣候資源，趨利避害，作為水資源相對(duì)匱乏的朝陽(yáng)市，應(yīng)更加密切關(guān)注自然降水資源變化規(guī)律，加強(qiáng)人工增雨工程建設(shè)，大力推廣節(jié)水灌溉等技術(shù)措施，增加水資源含量，提高水資源利用效率，保障區(qū)域糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。