淮北平原冬小麥干旱特征分析

方逸敏，朱永華*，呂海深,2，王振龍，潘 瑩，許海婷

（1.河海大學(xué) 水文水資源學(xué)院，南京 210098；2.河海大學(xué) 水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210098；3.安徽?。ㄋ炕次┧茖W(xué)研究院 水利水資源安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230088）

0 引 言

【研究意義】淮北平原安徽地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)淮北平原）地處黃淮海平原南側(cè)，自然條件優(yōu)越，是我國(guó)重要商品糧生產(chǎn)基地之一，冬小麥?zhǔn)瞧渲饕募Z食作物。干旱是冬小麥生育期間發(fā)生的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，其特點(diǎn)是發(fā)生頻率高、影響范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量有很大影響[1-2]。因此，研究淮北平原冬小麥干旱特征及變化趨勢(shì)，對(duì)科學(xué)把握淮北平原冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育狀況以及確保冬小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)具有重要意義?！狙芯窟M(jìn)展】監(jiān)測(cè)干旱的指標(biāo)很多，其中常見(jiàn)的干旱指數(shù)有帕默爾干旱指數(shù)（PDSI）[3]、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)（SPEI）[4]、歸一化植被指數(shù)（NDVI）[5]等。王連喜等[6]以作物水分虧缺指數(shù)（CWDI）為干旱指標(biāo)，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，分析河南省冬小麥干旱時(shí)空分布特征。李德等[7]采用平均值、點(diǎn)聚圖、有序樣本最優(yōu)聚類(lèi)等方法，建立了皖北砂姜黑土區(qū)冬小麥生育期尺度的降水量負(fù)距平百分率、麥田水分盈虧率干旱指標(biāo)，經(jīng)檢驗(yàn)，這些指標(biāo)均有80%以上的正確率，能較好地解釋皖北砂姜黑土區(qū)的干旱事件。康西言等[8]以冬小麥需水量替代SPEI指數(shù)中的蒸散量，對(duì)蒸散量的計(jì)算和時(shí)間尺度進(jìn)行改進(jìn)，分析了河北省1965—2014 年冬小麥干旱時(shí)空分布特征。賈建英等[9]基于冬小麥休閑期土壤貯水和生長(zhǎng)期降水盈虧對(duì)作物水分虧缺指數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的水分虧缺指數(shù)與冬小麥減產(chǎn)率高度相關(guān)?！厩腥朦c(diǎn)】一方面，這些研究大多基于作物水分虧缺或氣象條件建立干旱指標(biāo)，或者僅考慮某地區(qū)發(fā)生干旱的頻率，鮮有將作物水分虧缺和發(fā)生干旱的頻率相結(jié)合的干旱指標(biāo)。Cammalleri 等[10]將作物水分虧缺和干旱頻率同時(shí)納入考慮，認(rèn)為只有發(fā)生罕見(jiàn)的土壤水分虧缺才能被認(rèn)定為干旱，并建立了一種基于土壤含水率數(shù)據(jù)，結(jié)合土壤水分虧缺程度和頻率的干旱嚴(yán)重指數(shù)（Drought Severity Index，DSI）來(lái)量化干旱事件。另一方面，這些研究大多基于0～50 cm 土層土壤含水率展開(kāi)研究[7,11]，未考慮冬小麥根區(qū)層不同土層深度土壤含水率對(duì)各生育階段生長(zhǎng)發(fā)育的貢獻(xiàn)程度。本文通過(guò)冬小麥各生育階段根區(qū)不同土層深度土壤含水率與冬小麥產(chǎn)量的相關(guān)性分析，分別確定各生育階段對(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育起決定作用的關(guān)鍵土層，用關(guān)鍵土層的土壤含水率計(jì)算干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI并評(píng)定干旱等級(jí)，分析1986—2018 年淮北平原冬小麥干旱特征及干旱趨勢(shì)?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】利用1986—2018 年淮北平原砂姜黑土區(qū)的不同土層深度土壤含水率數(shù)據(jù)和冬小麥年產(chǎn)量數(shù)據(jù)，分析對(duì)冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育起決定作用的關(guān)鍵土層，并結(jié)合發(fā)生干旱的頻率，計(jì)算關(guān)鍵土層的干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI，依據(jù)DSI指數(shù)計(jì)算結(jié)果評(píng)定干旱等級(jí)，統(tǒng)計(jì)淮北平原1986—2018 年的干旱頻率頻次，采用Mann-Kendall檢驗(yàn)法（M-K檢驗(yàn)法）、滑動(dòng)T檢驗(yàn)法分析干旱變化趨勢(shì)，并對(duì)比淮北平原氣溫突變年（1994 年）前后的干旱特征及趨勢(shì)，對(duì)淮北平原冬小麥的干旱特征和變化趨勢(shì)進(jìn)行研究，以期更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和量化淮北平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)干旱事件，對(duì)淮北平原的農(nóng)業(yè)干旱特征有更科學(xué)的把握。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

淮北平原位于安徽省北部，黃淮海平原南端，屬北亞熱帶和暖溫帶氣候，冬季干旱少雨，夏季炎熱多雨，54%的土地面積為砂姜黑土，冬小麥?zhǔn)瞧渲饕魑?。五道溝水文水資源試驗(yàn)站位于安徽省蚌埠市北部固鎮(zhèn)縣境內(nèi)，年平均降水量為890 mm，60%以上的降水發(fā)生在6—9 月，降水量年內(nèi)分布不均勻且年際變化大，土壤類(lèi)型為砂姜黑土，且位于冬小麥產(chǎn)區(qū)，具有典型冬小麥物候期。綜上，五道溝試驗(yàn)站在氣候、土壤類(lèi)型、作物類(lèi)型及物候期方面均在淮北平原具有一定代表性，故而選擇五道溝試驗(yàn)站為淮北平原的代表性站點(diǎn)[12-14]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

土壤含水率數(shù)據(jù)：1986—2018 年淮北平原砂姜黑土區(qū)土壤含水率數(shù)據(jù)來(lái)源于安徽省蚌埠市固鎮(zhèn)縣新馬橋鎮(zhèn)五道溝試驗(yàn)站。土壤含水率采用土鉆每5 天取樣1 次（每月1、6、11、16、21、26、31 日），各土層質(zhì)量含水率采用烘干法測(cè)定，結(jié)合該試驗(yàn)站測(cè)定的干體積質(zhì)量數(shù)據(jù)將各土層質(zhì)量含水率換算成體積含水率。

冬小麥生長(zhǎng)資料：依據(jù)淮北平原冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育情況和五道溝試驗(yàn)站試驗(yàn)報(bào)告[15]，將冬小麥生育期劃分為6 個(gè)生育階段，依次為播種—出苗期（1010—1220）、出苗—返青期（1221—次年0210）、返青—拔節(jié)期（0211—0320）、拔節(jié)—抽穗期（0321—0420）、抽穗—灌漿期（0421—0515）、灌漿—成熟期（0516—0531）。以每年10 月10 日至次年5 月31 日為一個(gè)生育期，例如1986 年10 月10 日—1987年5 月31 日稱(chēng)為1987 年生育期，其他年份同理。

1.3 研究方法

1.3.1 相關(guān)性分析

利用淮北平原冬小麥2006—2013、2016—2017年共10 個(gè)生育期的年產(chǎn)量數(shù)據(jù)和不同土層深度的土壤含水率數(shù)據(jù)，計(jì)算皮爾遜相關(guān)指數(shù)，進(jìn)行相關(guān)性分析，確定對(duì)冬小麥各生育階段生長(zhǎng)發(fā)育起決定作用的關(guān)鍵土層。

1.3.2 土壤水分虧缺指數(shù)

依據(jù)Van 等[16]1987 年提出的S 曲線計(jì)算土壤水分虧缺指數(shù)d：

式中：α為無(wú)量綱吸收減少函數(shù)，表示水分脅迫導(dǎo)致的根系吸水減少，吸收減少函數(shù)α與水分虧缺指數(shù)d本質(zhì)上都是反映土壤水分虧缺，前者以土水勢(shì)來(lái)量化，后者以土壤含水率來(lái)量化，對(duì)于同一對(duì)象，二者在數(shù)量上相等；p為經(jīng)驗(yàn)形狀參數(shù)；h為土水勢(shì)；h50為蒸騰作用減半時(shí)的土水勢(shì)；依據(jù)淮北平原砂姜黑土的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)[18]，h50=-1 500 cm，p=3；依據(jù)淮北平原砂姜黑土土壤水分特征曲線[19]得到，h=-3 299 cm；綜上，聯(lián)立式（1）、式（2），確定經(jīng)驗(yàn)指數(shù)n=5.866。

1.3.3 干旱頻率

與Cammalleri 等[10]計(jì)算干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI過(guò)程類(lèi)似：用beta 分布來(lái)統(tǒng)計(jì)土壤水分虧缺指數(shù)d；用土壤水分虧缺指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化百分?jǐn)?shù)F*(d)表示土壤水分與“通?！睜顟B(tài)的偏離程度，即干旱的罕見(jiàn)性；用Z指數(shù)干旱等級(jí)定義土壤水分虧缺指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化百分?jǐn)?shù)的等級(jí)；最后擬合標(biāo)準(zhǔn)化百分?jǐn)?shù)F*(d)與干旱頻率P的關(guān)系，得出干旱頻率P的表達(dá)式，如表1 所示。本文用《氣象干旱等級(jí)》（GB/T20481—2017）[20]規(guī)定的Z指數(shù)干旱等級(jí)代替Cammalleri 等[10]使用的Z指數(shù)干旱等級(jí)。

表1 冬小麥各生育階段P 指數(shù)與F*(d)的函數(shù)Table 1 The function of P index and F*(d) at each growth stage of winter wheat

1.3.4 干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI計(jì)算

土壤水分虧缺指數(shù)描述了缺水嚴(yán)重程度，但即使是相同的水分虧缺，在不同時(shí)期不同地區(qū)也會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生不同影響，僅考慮水分虧缺嚴(yán)重程度而忽略水分虧缺在歷史序列中的異常性可能會(huì)錯(cuò)誤識(shí)別干旱；干旱頻率可以反映干旱的罕見(jiàn)程度，對(duì)于年際變化小的地區(qū)，僅考慮干旱罕見(jiàn)程度則可能會(huì)將罕見(jiàn)但不妨礙作物正常生長(zhǎng)的情況識(shí)別為干旱。Cammalleri 等[10]將作物水分虧缺和干旱頻率同時(shí)納入考慮，認(rèn)為只有發(fā)生罕見(jiàn)的土壤水分虧缺才能被認(rèn)定為干旱，并建立了一種基于水分虧缺程度和頻率的干旱嚴(yán)重指數(shù)（Drought severity index，DSI）來(lái)量化干旱事件，并給定干旱等級(jí)，如表2 所示：

表2 基于干旱嚴(yán)重指數(shù)（DSI）的干旱等級(jí)劃分Table 2 The classification of drought grade based on DSI

2 結(jié)果與分析

2.1 相關(guān)性分析

冬小麥播種—出苗期根系深度一般在0～30 cm之間，出苗—返青期根系深度生長(zhǎng)至90 cm 左右，返青—拔節(jié)期根系生長(zhǎng)至120 cm 左右，拔節(jié)期后根系逐漸發(fā)育完全，至150 cm 左右[18]。播種—出苗期以0～10 cm 耕作層和最大根系深度30 cm 為界線劃分土層，出苗期后以0～10 cm 耕作層、50 cm 常用土層深度和各生育階段最大根系深度為界線劃分土層，將原始土壤含水率數(shù)據(jù)按深度加權(quán)計(jì)算得到所劃分土層的平均土壤含水率。計(jì)算冬小麥各生育階段不同深度土層土壤含水率與冬小麥產(chǎn)量之間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，在各個(gè)生育階段分別選擇相關(guān)性最高的土層作為冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵土層，計(jì)算結(jié)果如表3 所示。由表3 可知，冬小麥各生育階段生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵土層分別為：播種—出苗期10～30 cm、出苗—返青期0～50 cm、返青—拔節(jié)期50～120 cm、拔節(jié)—抽穗期0～150 cm、抽穗—灌漿期50～150 cm、灌漿—成熟期0～10 cm。

表3 不同深度土層土壤含水率與冬小麥產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Table 3 The correlation coefficient between soil moisture content and winter wheat yield

2.2 干旱頻率及頻次

1986—2018 年淮北平原冬小麥生育期尺度下干旱頻率統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。由表4 可知，淮北平原冬小麥生育期尺度下干旱總頻率達(dá)42.64%，以輕旱和中旱為主，各等級(jí)干旱頻率輕旱（20.3%）＞中旱（17.77%）＞特旱（2.54%）＞重旱（2.03%）。輕旱和中旱頻率在20 世紀(jì)90 年代后大幅度上升，重旱和特旱出現(xiàn)頻率較低。1991—2000 年干旱頻率達(dá)到最高，干旱總頻率為14.21%。

表4 1986—2018 年淮北平原冬小麥生育期尺度下干旱頻率Table 4 Drought frequency in Huaibei Plain from 1986 to 2018 %

1986—2018 年淮北平原冬小麥生育期尺度下干旱頻次統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表5。由表5 可知，淮北平原冬小麥1986—2018 年（共197 個(gè)生育階段）干旱頻次播種—出苗期（21 次）＞灌漿—成熟期（18 次）＞返青—拔節(jié)期和抽穗—灌漿期（14 次）＞出苗—返青期（9次）＞拔節(jié)—抽穗期（8 次）。其中，播種—出苗期以輕旱和中旱為主，僅發(fā)生1 次重旱；出苗—灌漿期只發(fā)生輕旱和中旱；灌漿—成熟期出現(xiàn)3 次重旱和5 次特旱，干旱較為嚴(yán)重。

表5 1986—2018 年淮北平原冬小麥生育期尺度下干旱頻次 次Table 5 Drought incidence in Huaibei Plain from 1986 to 2018

2.3 M-K 趨勢(shì)檢驗(yàn)及突變檢驗(yàn)

1986—2018 年淮北平原冬小麥各生育階段DSI指數(shù)M-K 趨勢(shì)檢驗(yàn)及突變檢驗(yàn)如圖1 所示。

圖1 1986—2018 年淮北平原冬小麥各生育階段DSI 指數(shù)M-K 統(tǒng)計(jì)量曲線Fig.1 M-K catastrophe analysis of each growth stages of winter wheat in the Huaibei Plain from 1986 to 2018

1）趨勢(shì)性分析。播種—出苗期統(tǒng)計(jì)變量Z=-1.72<-1.64，通過(guò)了0.05 顯著性檢驗(yàn)，表明播種—出苗期干旱呈顯著下降趨勢(shì)。出苗—返青期統(tǒng)計(jì)變量Z=-0.39＞-1.64，未通過(guò)0.05 顯著性檢驗(yàn)，表明出苗—返青期干旱無(wú)顯著下降趨勢(shì)，UF曲線在2007—2012年超出了置信區(qū)間下限，表明這段時(shí)間干旱呈顯著下降趨勢(shì)。返青—拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗期、抽穗—灌漿期、灌漿—成熟期統(tǒng)計(jì)變量Z分別為0.54、0.65、0.03、-0.56，均未通過(guò)0.05 顯著性檢驗(yàn)，表明返青—拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗期、抽穗—灌漿期干旱無(wú)顯著上升趨勢(shì)，灌漿—成熟期干旱無(wú)顯著下降趨勢(shì)。

2）突變性分析。冬小麥各生育階段的M-K 突變檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1，由圖中UF曲線和UB曲線交點(diǎn)的位置確定干旱可能突變年，以可能突變年為基準(zhǔn)點(diǎn)，選取基準(zhǔn)點(diǎn)前后時(shí)間長(zhǎng)度相等的2 個(gè)子序列進(jìn)行滑動(dòng)T檢驗(yàn)，各生育階段的檢驗(yàn)結(jié)果均未通過(guò)0.05 顯著性水平，說(shuō)明1986—2018 年冬小麥全生育期內(nèi)無(wú)干旱突變年。

2.4 氣候突變前后干旱對(duì)比

氣候變暖是影響農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害最直接的要素，尤其以氣溫變化最為關(guān)鍵[21]。王振龍等[22]分析了淮北平原 1964—2009 年氣象資料，得出年平均氣溫以0.14 ℃/10 a 的速率呈上升趨勢(shì)的結(jié)論。劉勇等[23]分析了五道溝水文試驗(yàn)站1986—2018 年氣象觀測(cè)資料，得出淮北平原1986—2018 年氣溫和年降水量均呈上升趨勢(shì)，且1994 年為氣溫突變年的結(jié)論。本文基于以上研究，對(duì)比氣溫突變年1994 年前后淮北平原冬小麥干旱事件的變化特征及趨勢(shì)。

1）突變前后干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI變化特征分析。以氣溫突變年（1994 年）為界，統(tǒng)計(jì)突變前（1986—1993 年）、后（1994—2018 年）干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI的平均值、最大值、線性?xún)A向率，分析突變前后干旱嚴(yán)重指數(shù)DSI的變化特征，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6 可知，1986—2018 年淮北平原干旱嚴(yán)重指數(shù)均值在冬小麥播種—返青期突變后小于突變前，返青—成熟期突變后大于突變前，其中播種—出苗期由突變前0.285 下降到突變后0.145，由中旱變?yōu)檩p旱。各生育階段DSI線性?xún)A向率突變前到突變后除返青—拔節(jié)期呈上升趨勢(shì)外，其他生育階段突變前后均呈下降趨勢(shì)或由上升變?yōu)橄陆怠３雒纭登嗥谕?，其他生育階段突變后的DSI最大值均大于突變前，這說(shuō)明極端干旱有加劇趨勢(shì)。

表6 氣溫突變年前后干旱嚴(yán)重指數(shù)（DSI）變化特征Table 6 The comparison of DSI between before and after abrupt temperature change

2）突變前后干旱頻率變化特征分析。以氣溫突變年（1994 年）為界，統(tǒng)計(jì)突變前后的干旱頻率，分析突變前后干旱頻率的變化特征，結(jié)果見(jiàn)表7。由表7 可知，1986—2018 年淮北平原冬小麥各生育階段、各等級(jí)干旱的干旱頻率均呈現(xiàn)出突變后大于突變前的規(guī)律，這表明干旱愈加頻繁。突變前重旱、特旱僅在灌漿—成熟期以較低頻率發(fā)生，其他生育階段均未發(fā)生，突變后播種—出苗期出現(xiàn)重旱，灌漿—成熟期重旱、特旱頻率均有所增加，表明突變后極端干旱現(xiàn)象增多。

表7 氣溫突變年前后干旱頻率對(duì)比Table 7 The comparison of drought frequency between before and after abrupt temperature change %

3 討 論

土壤深度0～50 cm 是各種作物根系的主要分布區(qū)[24-25]，很多作物土壤水分的研究?jī)H針對(duì)0～50 cm 展開(kāi)[7,11]，實(shí)際上，作物根區(qū)土壤水分是隨著根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)變化的[26]，本研究表明，在冬小麥各生育階段水分對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育起關(guān)鍵作用的土層依次為：播種—出苗期10～30 cm、出苗—返青期0～50 cm、返青—拔節(jié)期50～120 cm、拔節(jié)—抽穗期0～150 cm、抽穗—灌漿期50～150 cm、灌漿—成熟期0～10 cm。其中，播種—出苗期、出苗—返青期、拔節(jié)—抽穗期、抽穗—灌漿期的關(guān)鍵土層與張從志等[27]的結(jié)論一致，返青—拔節(jié)期、灌漿—成熟期的結(jié)論有所出入，可能是因?yàn)槎←溒贩N及土壤類(lèi)型不同，加之5 月下半月淮北平原干熱風(fēng)的影響，導(dǎo)致結(jié)論并不完全一致。淮北平原干熱風(fēng)在5 月中下旬出現(xiàn)，在5 月第四、第五候?qū)Χ←湽酀{速度影響最大[28]，削弱了土壤水分對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響，且干熱風(fēng)加劇蒸發(fā)，表層土壤水分大幅下降，進(jìn)一步導(dǎo)致冬小麥減產(chǎn)，使得抽穗—灌漿期、灌漿—成熟期各土層土壤水分與冬小麥產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較低，且灌漿—成熟期的關(guān)鍵土層為表土層0～10 cm。

1986—2018 年淮北平原冬小麥生育期尺度下干旱頻率在1991—2000 年達(dá)到最高，查閱資料（《中國(guó)氣象災(zāi)害大典》《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》）得知1991、1994、1995、1999 年為典型干旱年，降水量較少。典型干旱年增多與20 世紀(jì)90 年代干旱頻率增大相吻合。重旱多在灌漿—成熟期發(fā)生，特旱僅在灌漿—成熟期發(fā)生，可見(jiàn)冬小麥灌漿—成熟期缺水最為嚴(yán)重，這與許瑩等[29]的研究結(jié)果一致，可能是受淮北平原5月下半月干熱風(fēng)影響[28]，未來(lái)應(yīng)注意冬小麥灌漿—成熟期的生長(zhǎng)發(fā)育情況，及時(shí)補(bǔ)充土壤水分并注意干熱風(fēng)防御，以防出現(xiàn)嚴(yán)重旱災(zāi)。

在干旱事件發(fā)生過(guò)程中，普遍認(rèn)為降水和氣溫是導(dǎo)致發(fā)生干旱的最主要因素[30]。劉勇等[23]認(rèn)為1986—2018 年淮河流域氣溫升高顯著，陳柏麗等[31]認(rèn)為淮北平原1955—2015 年的年降水量整體呈現(xiàn)不顯著的上升趨勢(shì)。氣溫上升對(duì)干旱的加劇作用可能被降水量增加對(duì)干旱的減弱作用抵消一部分，再加之其他氣象因素的綜合作用，可能造成了淮北平原1986—2018年冬小麥全生育期內(nèi)無(wú)干旱突變年的現(xiàn)象。

氣溫突變年后，冬小麥播種—出苗期出現(xiàn)重旱，在此之前冬小麥苗期以輕旱和中旱為主，未來(lái)應(yīng)注意冬小麥苗期的生長(zhǎng)發(fā)育情況，及時(shí)補(bǔ)充土壤水分，保證冬小麥出苗。氣候變暖背景下，干旱愈加頻繁且極端干旱加劇，這與韓蘭英等[32]、張強(qiáng)等[33]的研究結(jié)果一致。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，抗旱減災(zāi)能力有所增加，但抵御重大旱災(zāi)的能力仍然不足[34-35]，面臨極端干旱加劇的趨勢(shì)，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)防御重大旱災(zāi)，避免重大旱災(zāi)帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。

本文依據(jù)相關(guān)系數(shù)判定關(guān)鍵土層，而目前關(guān)于不同深度水源對(duì)作物貢獻(xiàn)的研究，多是借助田間試驗(yàn)和穩(wěn)定性氫氧同位素技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，今后可結(jié)合淮北平原田間試驗(yàn)的研究成果，更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)嘏卸ǘ←溕L(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵土層。此外，本文選擇冬小麥為主要糧食作物，選擇蚌埠市五道溝試驗(yàn)站為站點(diǎn)，來(lái)研究淮北平原農(nóng)業(yè)干旱的特征及演變規(guī)律，而淮北平原還有其他代表性糧食作物和代表性站點(diǎn)，在后續(xù)研究中，可適當(dāng)開(kāi)展多站點(diǎn)、多作物品種的研究，以期對(duì)淮北平原農(nóng)業(yè)干旱的特征及時(shí)空演變規(guī)律有更深的認(rèn)識(shí)。

4 結(jié) 論

1）冬小麥各生育階段對(duì)產(chǎn)量起關(guān)鍵作用的根系深度分別為：播種—出苗期10～30 cm、出苗—返青期0～50 cm、返青—拔節(jié)期50～120 cm、拔節(jié)—抽穗期0～150 cm、抽穗—灌漿期50～150 cm、灌漿—成熟期0～10 cm。

2）1986—2018 年淮北平原冬小麥播種—出苗期以輕旱和中旱為主，僅發(fā)生1 次重旱；出苗—灌漿期只發(fā)生輕旱和中旱；灌漿—成熟期發(fā)生3 次重旱和5 次特旱，未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)灌漿—成熟期灌溉，及時(shí)補(bǔ)充土壤水分以防出現(xiàn)嚴(yán)重旱災(zāi)。

3）1986—2018 年淮北平原冬小麥播種—出苗期干旱呈顯著下降趨勢(shì)，出苗—返青期干旱在2007—2012年呈顯著下降趨勢(shì)，其他生育階段干旱無(wú)顯著變化趨勢(shì)，且冬小麥全生育期內(nèi)無(wú)干旱突變年。

4）氣溫突變年（1994 年）后干旱愈加頻繁，且極端干旱有加劇趨勢(shì)。

（作者聲明本文無(wú)實(shí)際或潛在的利益沖突）