阜新地區干旱變化規律及對糧食產量的影響分析

謝媛 范野

摘要 利用1951—2016年阜新市2個氣象觀測站逐旬降水資料及阜新歷年春、夏、秋土壤墑情和阜新歷年氣候年鑒，根據阜新氣象干旱定義與分級，利用土壤重量含水率（T），采用數理統計，全面地分析了阜新干旱變化規律及干旱導致糧食減產的表現及原因。結果表明，阜新地區年降水量變化較大，且呈逐年遞減趨勢；農作物生長階段降水量分布不均勻。1980—2016年，春旱32個年份，夏旱30個年份，秋吊19個年份，并且春旱、夏旱、秋吊均呈加劇趨勢。阜新地區連旱時有發生，春夏連旱為16個年份，重旱1個年份；夏秋連旱為11個年份，重旱3個年份，夏秋連旱干旱等級較重。1980—2016年，有22個年份糧食產量發生了不同程度的減產。夏旱影響糧食減產最為嚴重，共發生了12個年份；春旱和夏秋連旱影響糧食減產均為5個年份。干旱導致糧食減產主要有以下幾方面原因：農作物生育期縮短、卡脖旱、花期不遇和籽粒不飽滿。

關鍵詞 土壤墑情；干旱等級；糧食產量

中圖分類號：S423 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）02-021-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.010

干旱災害在氣象災害中影響最為嚴重，直接制約農業的發展，同時它對生態系統及社會經濟的影響大、范圍廣、危害深。遼寧是我國商品糧大省，而遼寧西部發生干旱較為頻繁，阜新作為遼西的城市之一素有“十年九旱”之稱，年降水量分布不均，干旱經常導致該地區糧食減產，進而造成較大的經濟損失，干旱成為影響該地區農業生產最不利的因素。很多學者已對阜新地區旱情進行了研究[1-4]，但沒有將降水、土壤墑情、干旱、旱災及糧食減產聯系起來，筆者通過旬降水和土壤墑情來分析干旱，并揭示不同時期干旱以及不同干旱等級對阜新糧食產量的影響，為阜新地區抗旱對策提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 資料

主要利用1951—2016年阜新蒙古族自治縣（以下簡稱：阜蒙縣）氣象站（區站號：54237）和彰武縣氣象站（區站號：54236）逐旬降水資料，阜新歷年春、夏、秋土壤墑情，阜新歷年氣候年鑒中的旱情記錄這三方面資料對阜新地區干旱情況及干旱造成的糧食減產情況進行分析。

1.2 方法

主要研究農作物生長階段的干旱，可分為春旱、夏旱、秋吊、連旱。春旱，指發生在大田作物播種、出苗和生長前期（苗期）的干旱，研究的時間段為4—5月。夏旱，指主要農作物拔節至開花階段發生的干旱，研究的時間段為6月至8月上旬。秋吊，指大田作物籽粒灌漿階段發生的干旱，研究的時間段為8月中旬至9月上旬。

使用阜新氣象干旱定義與分級標準：T表示10～20 cm土壤重量含水率，T<8重旱，8≤T<10中旱，10≤T<12輕旱，T≥12無旱。

逢8日、3日連續3次觀測平均值達到10～20 cm層標準。

2 結果與分析

2.1 1951—2016年阜新地區降水量分析

1951—2016年阜新地區年平均降水量為499.5 mm，其中阜蒙縣站504.5 mm，彰武縣站494.5 mm。年最大降水量為824.4 mm，出現在1959年阜蒙縣站；年最小降水量為294.3 mm，出現在2011年阜蒙縣站。

由圖1、表1可以看出，阜新地區年降水量變化較大，且呈逐年遞減趨勢；各農作物生長階段降水量分布不均勻。以上兩個方面是導致干旱的直接原因。再者，隨著全球氣候變暖，溫度逐步升高，并且阜新大風日較多，蒸發量增大，這也是導致干旱的間接原因。

2.2 阜新地區干旱分析

2.2.1 阜新地區干旱總體分析 由于歷年春、夏、秋土壤墑情和歷年氣候年鑒中的旱情記錄都是從20世紀80年代開始的，故旱情的分析時間段為1980—2016年。

由表2可以看出，1980—2016年共37個年份，春旱共出現32個年份，其中輕旱14個年份，中旱13個年份，重旱5個年份；夏旱共出現30個年份，其中輕旱12個年份，中旱12個年份，重旱6個年份；秋吊共出現19個年份，其中輕旱5個年份，中旱10個年份，重旱4個年份。從干旱發生時間來看，1980—2016年，春旱發生次數最多，發生頻率為86.5%；其次為夏旱，僅比春旱少2年，發生頻率為81.0%；秋吊發生次數最少，發生頻率為51.3%。夏旱發生頻率比春旱略有下降，但是中度以上干旱次數與春季中度以上干旱次數相同，共18個年份。同時，盡管秋吊發生次數不多，但中度以上秋吊共發生了14個年份，比中度以上春旱和夏旱僅少了4個年份，可見，3個季節的中、重度干旱不容忽視。從干旱的等級來看，1980—2016年阜新地區發生中旱次數最多，發生頻率為43.2%；其次為輕旱，發生頻率為38.2%；重旱最少，發生頻率最低為18.5%。

2.2.2 阜新地區春旱分析 由表3可知，1980—2016年共37年中有32個年份發生了不同程度的干旱，僅有5個年份春季無旱，干旱發生頻率為86.5%。32個干旱年份中14個年份發生了輕旱，發生頻率為37.8%；有13個年份發生了中旱，發生頻率為35.2%；有5個年份發生了重旱，發生頻率為13.5%。

由圖2可以看出，春季逢8日、3日連續3次10～20 cm土壤墑情平均最低值呈下降趨勢，即春季干旱呈現加劇趨勢，隨之干旱等級也加重。從春旱發生的時間尺度上看，20世紀以前，春旱主要以中、輕旱為主，干旱年份占90%，無重旱發生。21世紀以來，春旱主要以中、重旱為主，干旱年份占94.1%，重旱發生了5次。

2.2.3 阜新地區夏旱分析 由表4可知，1980—2016年共37年中有30個年份發生了不同程度的干旱，僅有7個年份夏季無旱，干旱發生頻率為81.0%。30個干旱年份中有12個年份發生了輕旱，發生頻率為32.4%；有12個年份發生了中旱，發生頻率為32.4%；有6個年份發生了重旱，發生頻率為16.2%。

由圖3可以看出，夏季逢8日、3日連續3次10～20 cm土壤墑情平均最低值呈下降趨勢，即夏季干旱呈現加劇趨勢，隨之干旱等級也加重。從夏旱發生的時間尺度上看，以1998年為分界點，1998年之前，沒有發生過重旱，都是中、輕干旱，干旱年份占68.4%；1998年以后，僅有2011年為無旱，且T=12，為無旱臨界值。1998年以后輕旱占44.4%，中、重旱占50%。

2.2.4 阜新地區秋吊分析 由表5可知，1980—2016年共37年中有19個年份發生了不同程度干旱，有18個年份沒有發生秋吊，干旱發生率為51.3%。19個干旱年份中有5個年份發生了輕旱，干旱發生頻率為13.5%；有10個年份發生了中旱，干旱發生頻率為27.0%；有4個年份發生了重旱，干旱發生頻率為10.8%。

由圖4可以看出，8月中旬至9月上旬逢8日、3日連續3次10～20 cm土壤墑情平均最低值呈下降趨勢，即秋吊呈現加劇趨勢，隨之干旱等級也加重。從秋吊發生的時間尺度上看，大致可分為3個階段。第1階段為1980—1995年，此階段無旱年份為9年，干旱年份為7年，干旱年份略少于無旱年份；第2階段為1996—2007年，此階段無旱年份僅為3年，干旱年份為9年，是無旱年份數的3倍，干旱全為中旱和輕旱；第3階段為2008—2016年，無旱年份為6年，干旱年份為3年，但全為重旱。

2.2.5 阜新地區連旱分析 由表6可知，1980—2016年阜新地區發生春夏連旱共16個年份，其中輕旱8個年份，中旱7個年份，重旱1個年份；夏秋連旱共11個年份，其中輕旱5個年份，中旱3個年份，重旱3個年份。1980—2016年共37個年份，而16個年份發生了春夏連旱， 可見春夏連旱也是威脅阜新農業發展的最大阻礙。夏秋連旱總年數不多，但干旱級別較重，中、重度干旱已占夏秋連旱總數的54.5%。

2.3 阜新干旱和糧食產量的關系

根據每年的旱情統計，1980—2016年這37年中，每一年都發生了不同程度的春旱、夏旱或秋吊，也就是說一年中至少發生一次不同程度的季節性干旱。干旱是造成阜新糧食減產的主要自然災害。根據阜新歷年氣候年鑒中的記載，1980—2016年這37個年份中，有22個年份糧食產量發生了不同程度的減產。

2.3.1 干旱導致糧食減產的主要表現 春旱導致糧食減產有1981、1995、2001、2003、2004年5個年份。這5個年份中以2003年春旱最為嚴重，阜新地區總面積約37.6萬hm2耕地無法正常播種，干土層甚至在40～50 cm。糧豆總產量比常年減少約2.5億kg，經濟損失約2億元。1995年阜蒙縣12個鄉鎮93個村，有80%的耕地沒能及時播種；2004年阜新西北、北部有15%的鄉鎮出現了較嚴重的干旱，糧食平均減產40%～60%。

夏旱導致糧食減產有1980、1982、1983、1984、1987、1988、1997、1999、2000、2002、2007、2016年12個年份。干旱導致大部分農作物白天打蔫，甚至出現干枯、旱死、絕收現象，農作物受旱總面積大。地下水位及水庫水位下降明顯，人、畜吃水困難。1988年受災作物平均減產40%～50%；1997年全市糧食減產45%左右。2007年全市農作物受旱總面積已達32.5萬hm2，占耕地面積的90.3%，因旱造成農民飲水困難11.71萬人，大牲畜飲水困難4.41萬頭，因土壤水分供應不足，許多玉米、高粱葉片晝夜打綹，部分干尖、干枯，造成植株矮小，對農業產生嚴重影響。

夏秋連旱導致糧食減產有1989、2006、2009、2014、2015年5個年份。由于連旱，氣溫高，蒸發量加大，土壤含水量大大減少，大豆落花落莢，玉米、高粱灌漿不足，籽粒不飽滿，造成嚴重減產。2006年糧食產量135.6萬t，減產27.5%；2009年糧食產量137.4萬t，減產32.2%；2014年糧食產量186.3萬t，減產32.6%；2015年糧食產量141.3萬t，減產24.2%。

綜上可以看出，干旱導致糧食減產以夏旱影響最大，夏季農作物生產發育階段較多，例如玉米的拔節期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽雄期、乳熟期均在夏季完成，并且農作物需水量較大，夏旱的發生發展會嚴重影響到農作物的生長發育，進而導致糧食減產。春旱影響糧食產量下降有5個年份，表現為春旱導致播種期推遲，農作物生育期縮短，未完全成熟，糧食減產嚴重。夏秋連旱影響糧食產量下降有5個年份，農作物前期受到不同程度的夏旱影響的同時，正值籽粒灌漿關鍵階段又發生干旱，糧食籽粒不飽滿，糧食嚴重減產。

2.3.2 干旱導致糧食減產的主要原因 對糧食減產年份進行分析，干旱導致農作物減產主要有以下幾方面原因。

（1）農作物生育期縮短。一種是春季的播種期推遲導致的，例如2001年播種高潮在雨后的6月中旬才出現，全市因干旱糧食減產40%左右；2003年除了坐水播種以外，大部分耕地是6月9日降水以后播種的，全年糧食產量110.2萬t，嚴重歉收。另外一種是夏季干旱導致植株矮小，例如2007年6月底至7月初，正值玉米拔節期，正常植株應有140～150 cm高，但此時很多只有50 cm高左右，比歷年矮近100 cm，相當于晚一個生育期。根據《阜新糧食產量年景等級》120萬～180萬t為歉收年，2007年全年糧食產量175.8萬t，也是歉收年。

（2） 卡脖旱。因為干旱，雄穗或雌穗抽不出來，似卡脖子，故為卡脖旱。例如2009年8月上旬，持續高溫天氣加劇了旱情的發展，全市受旱面積達到32.6萬hm2。許多農作物形成了卡脖旱，干枯面積6.67萬hm2，大田作物產量受到嚴重影響。

（3）花期不遇。干旱導致雄、雌穗間隔期太長，造成花期不遇，授粉不良，結實率低，產量下降。例如2015年8月上旬，受旱災影響，土壤墑情差，導致花期不遇，普遍出現玉米植株矮小、無穗、小穗、禿尖禿尾現象。全年糧食產量141.3萬t，糧食減產24.2%。

（4）籽粒不飽滿。例如2009年8月中旬到9月上旬，降水量僅為10.5 mm，此階段正值大田作物籽粒灌漿階段，水分供應不足直接影響農作物的產量，同時受夏秋連旱影響，全年糧食產量137.4萬t，糧食減產32.2%。

3 結論

（1）1951—2016年阜新地區年降水量變化較大，且呈逐年遞減趨勢；農作物各生長階段降水量分布不均勻。以上兩個方面是導致干旱的直接原因。

（2）1980—2016年阜新地區從干旱發生時間來看，春旱發生次數最多，夏旱次之，秋吊最少。春旱、夏旱、秋吊均呈加劇趨勢。春旱、夏旱、秋吊中的中、重度干旱年數之和分別為18、18、14，3個季節的中、重度干旱值得注意。從干旱等級來看，中旱發生頻率最大，其次為輕旱，重旱發生頻率最低。阜新地區連旱時有發生，春夏連旱16個年份，重旱1個年份，夏秋連旱11個年份，重旱3個年份，盡管夏秋連旱總年數不多，但干旱級別較重。

（3）1980—2016年這37個年份中，有22個年份糧食產量發生了不同程度的減產。其中以夏旱影響糧食減產最為嚴重，共發生12個年份，春旱和夏秋連旱影響糧食產量均為5個年份。干旱導致農作物糧食減產主要有以下幾方面原因：農作物生育期縮短、卡脖旱、花期不遇和籽粒不飽滿。

參考文獻

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責任編輯：鄭丹丹