基于自然降水條件下的冬小麥生育期干旱頻率及應對措施

孫培良　劉頊　曹東浩　馮彩波　路政文　程宗春

摘要：依據聊城1961～2011年小麥生育期的降水統計資料，采用小麥生育期內供需水量比作為干旱指標，對冬小麥生育期內的自然降水和小麥需水量進行計算分析。結果表明，51年中冬小麥生育期內出現干旱年份44年，其中重旱22年、極旱5年、輕旱17年，干旱頻率為86%。說明在自然降水條件下，聊城冬小麥生育期發生干旱的概率極大，而且以重旱等級為主。聊城市農業干旱發生頻率較高，根據生產實際提出了相應的應對措施。

關鍵詞：自然降水；農業干旱；冬小麥；干旱指標；干旱等級

中圖分類號：S423文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2012）20-4460-03

聊城市地處山東省西部，總面積為8 590 km2，全市為黃河沖積平原，地勢平坦，屬于溫帶季風氣候區。春季干旱多風，回暖迅速，光照充足，太陽輻射強；夏季高溫多雨，雨熱同季；秋季天高氣爽，氣溫下降快，太陽輻射減弱。農業氣候資源較為豐富，適合種植多種農作物。根據51年的統計資料，年平均氣溫為13.4 ℃。年平均降水量為583.3 mm，年降水量最多為985.8 mm，年降水量最少為309.0 mm。全年降水近70%集中在夏季，易出現局部內澇，秋季雨量多于春季，春季干旱發生頻繁，有“十年九春旱”之說，冬季降水最少。

由于氣候資源比較豐富，且可由黃河水灌溉彌補，所以聊城氣候對多種農作物有較好的適應性，是華北主要作物棉花、小麥、玉米、林果、蔬菜的集中種植區。同時，自然災害出現頻繁，主要氣象災害有旱澇、冰雹、大風、干熱風、低溫連陰雨、霜凍等，每年都造成不同程度的危害。干旱是影響聊城農業生產的主要氣象災害。基于小麥生育期內自然降水量，分析小麥生育期的干旱頻率，確定干旱等級，可為找到小麥生育期的抗旱措施提供參考。

1材料與方法

1.1資料來源

冬小麥生育期氣象資料來自聊城市氣象局農業氣象觀測報表；氣象要素資料來自同站臺的同期大氣觀測報表。

1.2分析方法

農業干旱是指在作物生長發育過程中，因降水不足、土壤含水量過低和作物得不到適時適量的灌溉，致使供水不能滿足作物的正常需水而造成農作物減產。體現干旱程度的主要因子有降水、土壤含水量、土壤質地、氣溫、作物品種和產量以及干旱發生的季節等。這里僅以自然降水量與冬小麥全生育期的需水量進行對比分析。當自然降水量小于農作物的需水量時，就認為作物受旱。

農業干旱指標有很多，為了更好地便于基層技術人員的計算和服務，選用簡化了的作物生長期的需水量與同期供水量之比作為干旱指標，計算公式[1-5]為：

K=S/D

式中，K為干旱指標；S為作物生長期可供水量，采用同期自然降水量（mm）；D為作物需水量（mm）。

2結果與分析

2.1聊城市冬小麥需水與供水差異分析

研究表明，冬小麥一生中的耗水量多年平均為500 mm，在一般年份，冬小麥的需水量得不到滿足，需灌水300 mm左右[6]。由圖1、圖2可知，冬小麥耗水量在不同發育階段表現不同。越冬期，由于氣溫較低，表土凍結，小麥處于休眠狀態，耗水量較小。抽穗至灌漿期間是耗水高峰期，平均日耗水量達47 778.0 kg/hm2，這段時間若降水較少，又得不到灌溉，則不利于產量形成[7]。

若秋季降水較多，冬小麥播種前底墑較好，加上冬小麥全生育階段有200 mm以上的自然降水，且時空分布比較均勻時，冬小麥的正常生育和產量形成就不會受到旱情的影響（表1）[1]。

2.2干旱等級評定

因小麥生長期一般不會出現暴雨，為簡化起見，采用小麥播種期到成熟期的總雨量和總需水量（以需求降水量表示）計算干旱指標，計算出了聊城1961～2011年冬小麥生育期的干旱指標和干旱等級。

根據干旱指標劃分干旱等級，標準如下[1]：

K≥1.00為不旱；

0.99≥K≥0.70為輕旱；

0.69≥K≥0.40為重旱；

K≤0.39為極旱。

按以上方法計算全市冬小麥干旱等級結果見表2。由51年冬小麥生育期干旱等級統計可知， 1961～2011年共51年中冬小麥不旱的年份有7年，出現干旱年份44年，其中重旱22年，極旱5年，輕旱17年，干旱出現的頻率為86%。說明在自然降水條件下，聊城冬小麥生育期發生干旱的概率較大，且以重旱為主。

3小結

聊城市屬半干旱半濕潤大陸性季風氣候區，春季干燥多風，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷雪稀。年降水量時空分布不均，1～5月年平均降水量為98.2 mm，占年降水量的16.8%；6～9月年平均降水量為429.8 mm，占年降水量的73.7%；10～12月年平均降水量為53.3 mm，占年降水量的9.5%。冬小麥是聊城市的主要糧食作物，生長期正處于降水少的10月中旬至翌年6月上旬。

通過對51年年降水量統計發現，采用農業干旱指標計算得出的小麥生育期干旱年，有很多年份的年降水量是屬于平水年、豐水年甚至澇年，如小麥生育期出現極旱的1985年年降水量則達到了819.6 mm，較51年平均值高40.5%，且發生了特大洪澇災害，最大日降水量達到328.7 mm；2010和2011年的降水分別偏多36.8%和20.4%，但該兩年小麥生長期內的降水量分別為100.7 mm和92.2 mm，較小麥生長期需水量分別偏少90.3 mm和107.8 mm，導致小麥生育期內干旱。聊城市農業災害的基本特征是洪、澇、旱災害均在一年內發生，以干旱較為突出。根據對51年的年降水量統計，年內降水呈現出1～5月、10～12月兩個枯水期和6～9月的豐水期。冬小麥生育期正處于枯水期內，干旱發生頻率較高，且大多數旱情較重，會影響小麥的生育和產量的形成。為了確保小麥的高產穩產，針對小麥生育期干旱頻率高的特點，建議采取如下應對措施：

1）選種耐旱品種，采取滴灌、噴灌、滲灌等適時節水灌溉。積極推進農業高技術節水，進行農作物抗旱品種選育和栽培模式、水肥耦合等節水技術研究，提高現有水資源利用效率。

2）合理利用空中水資源利用率。人工增雨是提高抗旱能力最有效的措施之一，具有投入少、見效快、受益面大等優點。在農事干旱季節，抓住有利天氣開展人工增雨作業，擴大作業范圍，做好較長作業時間的準備，適時利用有限的空中水資源，以緩解因自然降水量少造成的農業干旱。

3）發揮黃河灌區的調蓄功能，提高黃河灌區水資源利用效率。聊城市濱臨黃河，引用黃河水灌溉農田有得天獨厚的條件，使得聊城冬小麥生育期內常常出現嚴重氣象干旱而對農業生產影響不大的現象。近年來加大了對黃河水量的調控力度，引黃灌溉受到了一定的制約。因此應提高黃河灌區水資源利用效率。

4）地下水開采與高效節水密切結合，提高地下水資源利用效率。聊城市作為黃河沖積平原，海拔高度一般在27.5～49.0 m，地下水較豐富。然而前些年大規模開采地下水，地下水補給量逐步減少，導致地下水水位大幅度降低，地下水凈增水量有較大幅度減少。因此地下水開采利用應逐步從增水作用過渡到調節供需水季節的不平衡，提高地下水資源綜合利用效率上來。

參考文獻：

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