宝鸡市冬小麦干旱气候特点、影响和成因,农业基础科学论文

宝鸡市冬小麦干旱气候特点、影响和成因,农业基础科学论文干旱是指由于长时间降水偏少，出现空气枯燥，土壤缺水，使农作物体内水分发生亏缺，影响正常生长发育，造成农业减产、人畜饮水困难以及生态环境恶化的现象。干旱是大气环流、地形、耕作制度共同作用的产物，是对农业生产危害较大的自然灾祸之一。近年来，受全球气候变暖趋势的影响，我们国家北方干旱正在加剧，加上工农业生产和居民生活用水增加，农业干旱发生的频率和强度必然进一步增加，将严重影响社会经济的可持续发展和人类本身生存环境。宝鸡市地处我们国家内陆腹地，陕西省关中西部属暖温带半湿润季风气候，温度和降水的时空分布变差大，日照充足，蒸发强，干旱频繁。冬小麦是宝鸡市的主导农作物之一，近10a播种面积稳定在2．0105hm2以上，占全市耕地面积的66%;平均总产量在8．0105t左右，最高达9．3105t，占粮食作物总产量的53%，其收获的好坏直接影响区域国民经济的可持续发展。干旱是制约全市冬小麦生长发育的主要农业气象灾祸，持续时间长，波及范围大，常对小麦生产产生不利影响，造成减产或品质降低，对国计民生严重影响。因而，研究宝鸡市冬小麦干旱气候特征、影响和成因，对制定各项抗灾减灾措施，实现农业科持续发展具有重要意义。1资料与方式方法1．1资料来源与处理气象资料选取宝鸡市11个县(区)气象站1961－2018年逐年6月上旬至翌年6月上旬降水观测资料，以11个站降水量的算术平均值代表全市的平均状况。气象要素平均值取1981－2018年30a平均值。冬小麦种植状况、产量等社会经济数据取自(宝鸡市2001－2018年统计年鉴〕。冬小麦发育期资料取自凤翔农业气象观测站。1．2研究方式方法1．2．1降水负距平百分率冬小麦生育阶段的降水量与常年同期气候平均降水量的百分率的负值，是表征小麦生育阶段降水量较常年值偏少的方式方法之一，能直观反映降水异常引起的小麦干旱。表示出式:【1】式中:Pa为小麦生长发育时段降水量负距平百分率(%)，P为小麦生长发育时段降水量(mm)，P珔为同期气候平均降水量(mm)。1．2．2冬小麦减产率的计算采用逐年实际产量偏离其趋势产量的相对气象，计算小麦减产率:【2】式中Y小麦减产率(%)，Y为小麦实际产量(kghm－2)，Yt为小麦趋势产量(kghm－2)。趋势产量Yt即产量的历史演变趋势，反映一定历史时期社会经济技术发展水平的影响，包括施肥、经营管理、病虫害控制、品种改进以及其他增产措施等。采用将线性回归模型与滑动平均方式方法相结合的直线滑动平均模拟方式方法进行冬小麦趋势产量的计算，滑动步长为5a。1．2．3冬小麦干旱指标根据冬小麦全生长发育期和主要发育时段降水负距平百分率所对应减产率，将干旱灾祸分为轻旱、中旱、重旱和严重干旱四级，确定干旱指标，见表1。【表1】2结果与分析2．1冬小麦生长发育期间水分供需基本特征根据各县区1961－2018年资料分析，近50a，全市冬小麦生育期降水量持续减少，线性倾向率为－8．772mm10a－1(图1)。从20世纪80年代中期，降水量高幅度减少，2001－2018年，平均降水量已下降到214．1mm，与近30a平均值比偏少了9．4%，干旱化趋势明显，已严重制约了全市冬小麦乃至夏粮生产的发展。【图1】冬小麦全生育期耗水量450～600mm，不同产量水平耗水量各有不同。在适宜水分条件范围内，小麦产量与供水量(采用同期自然降水量度量，下同)正相关，随供水量的增加而增加。干旱往往造成小麦株体内水分入不敷出，水分平衡遭到毁坏，影响呼吸功能衰退，生长发育受抑制，光合作用能力下降，干物质合成受阻，产量下降。根据中国农科院灌溉研究所在河南新乡的试验，产量水平5200kghm－2的冬小麦全生育期耗水量达500mm。宝鸡市冬小麦平均产量为2870～4830kghm－2，则冬小麦全生育期耗水量在276～464mm。分析近50a冬小麦生育期降水量资料(表2)，宝鸡市历年降水量平均为249mm，80%年份降水量小于276mm。最多降水量402．8mm(1964年)，最少降水量仅127．8mm(1964年)。降水负距平百分率平均为31．75%，讲明宝鸡市完全靠自然降水难于知足冬小麦生长发育的需求。【表2】冬小麦水分供需矛盾在不同发育阶段表现不同(图2)。播种－分蘖期幼苗耗水量小，降水知足幼苗生长需求仍有充裕，利于培育壮苗保障安全越冬，也为后期小麦生育奠定了水分基础。越冬期由于气温较低，耕作层土壤冻结，小麦处于休眠状态，耗水量较小，降水缺乏，但危害不大。拔节－成熟期是冬小麦耗水最多的时期，这一时期生育期日数平均为66d，约占全生育期的1/3，但耗水量却占总耗水量的61%，尤其是抽穗－乳熟期，是冬小麦需水最大时期，耗水86．5mm，占总耗水量的26．6%，平均日耗水量3．2mm。而这一时期降水量平均为39．0mm，供耗差47．5mm，若得不到灌溉补充，则不利于千粒重的提高，影响产量不高。【图2】2．2冬小麦生长发育期间干旱时间变化特征分析全市降水资料(表2)，全市50a来冬小麦全生育期共发生轻旱91次中旱130次，重旱13次，特旱4次，分别占干旱总发生次数的38．2%，54．6%，5．5%和1．7%。中旱发生的频率最高，基本是2a一旱。其次是轻旱，2～3a发生一次。发生特旱的频率最小，仅有4次，频率为0．8%。受季风影响，冬小麦生长发育期春季发生干旱的频率较高达47．6%，这一时期正值冬小麦起身拔节、抽穗开花授粉到灌浆，是冬小麦生长发育主要时期和产量构成的关键时期，降水不能知足作物蒸腾蒸发需求时，需灌溉补水。冬季次之，干旱频率为22．4%，但冬旱危害并不严重，由于一般年份秋季降水比拟充沛，农田底墒较好，冬季温度低，蒸发量小，因而作物受害的危害较轻。在有灌溉条件的地方，为了促进冬小麦根系和幼蘖发育，缓和冬春干旱的危害，给早春小麦返青、拔节创造条件，提倡冬灌。秋季降水较多，发生干旱的频率最小，保障冬小麦播种前底墒好，若加上冬小麦全生育期有200mm以上的自然降水，且时空分布比拟均匀时，冬小麦的正常生育和产量构成就不会遭到旱情的影响。【表3】2．3冬小麦生长发育期间干旱空间分布特征根据各县区降水资料分析(表2)冬小麦全生育期发生各类干旱的几率以秦岭山地的太白和川原区东部的眉县、扶风最高，频率大于52%，其次是台塬西北部麟游、千阳和岐山、凤翔一带，干旱频率平均为22．8%，凤县发生干旱的频率最低，平均值小于30%。在各类干旱中，发生中旱的几率最高，平均为24．6%，西北山区和台塬北部是干旱高发区，麟游发生中旱的频率最高为32%。轻旱发生频率平均为17%，扶风、眉县和太白是高发区。重旱在麟游发生的几率较高，频率平均为6．0%，其次是太白和千阳，频率为4．0%，陇县、凤翔、岐山、扶风及眉县等地发生重旱的频率平均为2．0%。十分干旱仅在千阳、陇县和麟游出现1～2次，发生频率平均为0．8%。3结论(1)在当前的生产力水平和气象条件下，宝鸡市各地冬小麦生长发育期间自然供水均显缺乏，降水负距平百分率平均为31．75%，完全靠自然降水难于知足冬小麦生长发育的需求。抽穗－乳熟期水分亏缺最多，供需矛盾最突出，对冬小麦千粒重及产量的提高影响较大。(2)宝鸡市冬小麦干旱以中旱发生的频率较高，平均为24．6%，其次是轻旱，发生频率为17．0%，十分干旱发生的频率最小为0．8%，仅出现黄土台塬西北部的千阳、陇县和麟游一带。(3)受全市各地降水空间分布不均、年际波动较大的影响，冬小麦干旱灾空间分布上，秦岭山地的太白和川原区东部的眉县、扶风最高，发生频率平均为52%，即两年一遇，凤县发生干旱的频率最低，平均值＜30%。参考文献:［1］宋连春，邓振镛，董安祥，等．干旱［M］．北京:气象出版社，2003．［2］王馥棠，赵宗慈，王石立，等．气候变化对农业生态的影响［M］．北京:气象出版社．2003．［3］刘德祥，董安祥，陆登荣．中国西北地区近43年气候变化及其对农业生产的影响［J］．干旱地区农业研究，2005，23(02):195-201．［4］刘颖杰，林而达，气候变暖对中国不同地区农业的影响［J］．气候变化研究进展，2007，3(04):229-233．［5］张强，邓振镛，赵映东，等．全球气候变化对我们国家西北地区农业的影响［J］．生态学报，2008，28(03):1210-1216．［6］李德