朝陽市2020年溫光水資源特征及對玉米生長發育影響評估

張富榮， 王 優， 李書君， 劉志鵬

(朝陽市氣象局， 遼寧 朝陽122000)

朝陽市位于遼寧省西部，屬典型干旱半干旱季風氣候，常年主要氣候特點是氣溫偏高，日照充足，光熱資源豐富，雨熱同季，降雨量偏少且時空分布不均[1]。目前，朝陽市主栽的大田農作物仍為玉米，2020年玉米播種面積達34.9萬hm2,占糧食作物播種面積的75%，玉米產量的豐歉直接決定全市糧食產量的高低，而玉米仍然是基于自然氣候條件的雨養生產方式[2]。諸多學者研究表明，干旱半干旱地區玉米生長發育、產量形成與自然降水量顯著相關[3-4]。宋鳳斌等[5]認為水分供應不足會造成玉米植株滯長，發育期延遲。張淑杰等[6]研究指出：玉米受水分脅迫(水資源短缺)影響穗粒數和穗粒重都呈減少的趨勢；孫青然等[7-8]探討了區域年度水熱資源匹配優劣對農田作物產量影響。劉文平等[9]評估了夏季降水資源的多少對玉米生產量的影響。因此，分析評估朝陽市的光熱水資源變化特征與農作物，特別是玉米生產的匹配度，對朝陽市根據氣象資源合理布局農作物生產、保障糧食安全具有重要現實意義。

1材料與方法

1.1資料來源

朝陽市2020年的溫度、降水、日照等數據選自朝陽、葉柏壽、北票、喀左、凌源、老建平、羊山7個國家級觀測站的資料，歷年溫度、降水、日照等數據，根據中國氣象局業務規定，選取1980～2010年共30 a的均值。

1.2分析方法

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

2結果與分析

2.1水熱資源概況

2.1.1 熱量 朝陽市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日出現在朝陽站；年最低氣溫為-30.4℃，2月14日出現在老建平站。

2.1.2 光照 朝陽市2020年全市年平均日照時數為3 430.9 h，比歷年的2 740.6 h多690.3 h。其中各月日照時數(圖2)均比歷年多(圖2)。

2.2降水量

朝陽市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。年降水量的區域差異較大(圖3)，2020年降水量朝陽站最多為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朝陽市2020年水熱條件對玉米生長發育的影響

朝陽市2020年玉米生長季(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，降水時空分布不勻，階段性干旱較重。總體是玉米生長季光熱量條件較好，降水不足，其中4月、6-7月的降水未能滿足玉米生產對水分的需求。

2.3.1 玉米春播期熱量條件充足，透雨出現時間較及時 朝陽市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，但降水時空分布不均勻，4月1日至15日，全市沒有出現有效降水，氣溫高，降水少，致使土壤失墑嚴重，大部分地區出現中度到重度干旱。4月中下旬和5月末朝陽市連續出現有效降水天氣過程，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，大部分地區氣象干旱顯現 6月降水總量明顯偏少，部分地區水分條件供給不足。6月16日開始，受高溫少雨影響，大部分地區氣象干旱顯露，山坡地、土質貧瘠地塊出現玉米葉片卷曲、打蔫等旱象。截止6月末，由于水資源補充不及時，氣象干旱沒有得到有效緩解。

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，朝陽市降水量明顯偏少，且降水時空分布極不均勻，致使區域性、階段性干旱發生較重，期間大部分地區玉米處于抽雄開花期，遭受了嚴重的“卡脖旱”。受災的玉米發育延遲，植株矮小，底葉枯黃，嚴重的花期不遇，空稈率高，產量形成受到較大的影響。進入8月份，朝陽市降水天氣過程較多，降水量偏多，各地的旱情逐步得到解除，對玉米后期生長發育有一定的補償作用，但嚴重受災地塊，難以恢復產能。

2.3.4 成熟期熱量資源基本正常，降水異常偏多 9月是朝陽市玉米灌漿至成熟階段，月內光照較多，利于玉米后期發育和成熟，對玉米灌漿、籽粒干物質積累和產量形成很有利；成熟期內降水量異常偏多，有效補充了農田土壤含水量。由于9月降水天氣過程多，部分時段晴熱天氣較少，不利于籽粒脫水，使得大田玉米成熟偏晚一周左右。

3結論與討論

1) 2020年朝陽市光熱資源充足，水分資源較常年偏少且時空分布不均衡。春季和秋季，水熱資源匹配較好。夏季農作物生長發育關鍵時段(6-7月)，水熱資源匹配不佳，導致大田作物遭受了較重夏季干旱災害，造成大部分地區農作物減產，農業氣象產量屬于偏歉年景。

2) 朝陽市是干旱易發區，與省內其他地區相比，屬于水資源匱乏區。特別是近年來，夏季水分資源匱乏問題凸顯，夏季干旱頻繁發生，如2009年、2013年和2014年干旱發生時段都在夏季，此時大田玉米正處于開花授粉灌漿階段，旱災對作物生長發育和產量形成危害較重[10]。

3) 在全球氣候變暖大背景下，區域年度水熱資源變化不確定性增加[11-12]。為合理開發利用氣候資源，趨利避害，作為水資源相對匱乏的朝陽市，應更加密切關注自然降水資源變化規律，加強人工增雨工程建設，大力推廣節水灌溉等技術措施，增加水資源含量，提高水資源利用效率，保障區域糧食穩產高產。