寶雞市冬小麥干旱氣候特點(diǎn)、影響和成因,農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)論文

寶雞市冬小麥干旱氣候特點(diǎn)、影響和成因,農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)論文干旱是指由于長(zhǎng)時(shí)間降水偏少，出現(xiàn)空氣枯燥，土壤缺水，使農(nóng)作物體內(nèi)水分發(fā)生虧缺，影響正常生長(zhǎng)發(fā)育，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、人畜飲水困難以及生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象。干旱是大氣環(huán)流、地形、耕作制度共同作用的產(chǎn)物，是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害較大的自然災(zāi)禍之一。近年來(lái)，受全球氣候變暖趨勢(shì)的影響，我們國(guó)家北方干旱正在加劇，加上工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水增加，農(nóng)業(yè)干旱發(fā)生的頻率和強(qiáng)度必然進(jìn)一步增加，將嚴(yán)重影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人類本身生存環(huán)境。寶雞市地處我們國(guó)家內(nèi)陸腹地，陜西省關(guān)中西部屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，溫度和降水的時(shí)空分布變差大，日照充足，蒸發(fā)強(qiáng)，干旱頻繁。冬小麥?zhǔn)菍氹u市的主導(dǎo)農(nóng)作物之一，近10a播種面積穩(wěn)定在2．0105hm2以上，占全市耕地面積的66%;平均總產(chǎn)量在8．0105t左右，最高達(dá)9．3105t，占糧食作物總產(chǎn)量的53%，其收獲的好壞直接影響區(qū)域國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。干旱是制約全市冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)禍，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，波及范圍大，常對(duì)小麥生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響，造成減產(chǎn)或品質(zhì)降低，對(duì)國(guó)計(jì)民生嚴(yán)重影響。因而，研究寶雞市冬小麥干旱氣候特征、影響和成因，對(duì)制定各項(xiàng)抗災(zāi)減災(zāi)措施，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科持續(xù)發(fā)展具有重要意義。1資料與方式方法1．1資料來(lái)源與處理氣象資料選取寶雞市11個(gè)縣(區(qū))氣象站1961－2018年逐年6月上旬至翌年6月上旬降水觀測(cè)資料，以11個(gè)站降水量的算術(shù)平均值代表全市的平均狀況。氣象要素平均值取1981－2018年30a平均值。冬小麥種植狀況、產(chǎn)量等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)取自(寶雞市2001－2018年統(tǒng)計(jì)年鑒〕。冬小麥發(fā)育期資料取自鳳翔農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站。1．2研究方式方法1．2．1降水負(fù)距平百分率冬小麥生育階段的降水量與常年同期氣候平均降水量的百分率的負(fù)值，是表征小麥生育階段降水量較常年值偏少的方式方法之一，能直觀反映降水異常引起的小麥干旱。表示出式:【1】式中:Pa為小麥生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)段降水量負(fù)距平百分率(%)，P為小麥生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)段降水量(mm)，P珔為同期氣候平均降水量(mm)。1．2．2冬小麥減產(chǎn)率的計(jì)算采用逐年實(shí)際產(chǎn)量偏離其趨勢(shì)產(chǎn)量的相對(duì)氣象，計(jì)算小麥減產(chǎn)率:【2】式中Y小麥減產(chǎn)率(%)，Y為小麥實(shí)際產(chǎn)量(kghm－2)，Yt為小麥趨勢(shì)產(chǎn)量(kghm－2)。趨勢(shì)產(chǎn)量Yt即產(chǎn)量的歷史演變趨勢(shì)，反映一定歷史時(shí)期社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平的影響，包括施肥、經(jīng)營(yíng)管理、病蟲(chóng)害控制、品種改進(jìn)以及其他增產(chǎn)措施等。采用將線性回歸模型與滑動(dòng)平均方式方法相結(jié)合的直線滑動(dòng)平均模擬方式方法進(jìn)行冬小麥趨勢(shì)產(chǎn)量的計(jì)算，滑動(dòng)步長(zhǎng)為5a。1．2．3冬小麥干旱指標(biāo)根據(jù)冬小麥全生長(zhǎng)發(fā)育期和主要發(fā)育時(shí)段降水負(fù)距平百分率所對(duì)應(yīng)減產(chǎn)率，將干旱災(zāi)禍分為輕旱、中旱、重旱和嚴(yán)重干旱四級(jí)，確定干旱指標(biāo)，見(jiàn)表1?！颈?】2結(jié)果與分析2．1冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育期間水分供需基本特征根據(jù)各縣區(qū)1961－2018年資料分析，近50a，全市冬小麥生育期降水量持續(xù)減少，線性傾向率為－8．772mm10a－1(圖1)。從20世紀(jì)80年代中期，降水量高幅度減少，2001－2018年，平均降水量已下降到214．1mm，與近30a平均值比偏少了9．4%，干旱化趨勢(shì)明顯，已嚴(yán)重制約了全市冬小麥乃至夏糧生產(chǎn)的發(fā)展?！緢D1】冬小麥全生育期耗水量450～600mm，不同產(chǎn)量水平耗水量各有不同。在適宜水分條件范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量與供水量(采用同期自然降水量度量，下同)正相關(guān)，隨供水量的增加而增加。干旱往往造成小麥株體內(nèi)水分入不敷出，水分平衡遭到毀壞，影響呼吸功能衰退，生長(zhǎng)發(fā)育受抑制，光合作用能力下降，干物質(zhì)合成受阻，產(chǎn)量下降。根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院灌溉研究所在河南新鄉(xiāng)的試驗(yàn)，產(chǎn)量水平5200kghm－2的冬小麥全生育期耗水量達(dá)500mm。寶雞市冬小麥平均產(chǎn)量為2870～4830kghm－2，則冬小麥全生育期耗水量在276～464mm。分析近50a冬小麥生育期降水量資料(表2)，寶雞市歷年降水量平均為249mm，80%年份降水量小于276mm。最多降水量402．8mm(1964年)，最少降水量?jī)H127．8mm(1964年)。降水負(fù)距平百分率平均為31．75%，講明寶雞市完全靠自然降水難于知足冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的需求?！颈?】冬小麥水分供需矛盾在不同發(fā)育階段表現(xiàn)不同(圖2)。播種－分蘗期幼苗耗水量小，降水知足幼苗生長(zhǎng)需求仍有充裕，利于培育壯苗保障安全越冬，也為后期小麥生育奠定了水分基礎(chǔ)。越冬期由于氣溫較低，耕作層土壤凍結(jié)，小麥處于休眠狀態(tài)，耗水量較小，降水缺乏，但危害不大。拔節(jié)－成熟期是冬小麥耗水最多的時(shí)期，這一時(shí)期生育期日數(shù)平均為66d，約占全生育期的1/3，但耗水量卻占總耗水量的61%，尤其是抽穗－乳熟期，是冬小麥需水最大時(shí)期，耗水86．5mm，占總耗水量的26．6%，平均日耗水量3．2mm。而這一時(shí)期降水量平均為39．0mm，供耗差47．5mm，若得不到灌溉補(bǔ)充，則不利于千粒重的提高，影響產(chǎn)量不高?！緢D2】2．2冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育期間干旱時(shí)間變化特征分析全市降水資料(表2)，全市50a來(lái)冬小麥全生育期共發(fā)生輕旱91次中旱130次，重旱13次，特旱4次，分別占干旱總發(fā)生次數(shù)的38．2%，54．6%，5．5%和1．7%。中旱發(fā)生的頻率最高，基本是2a一旱。其次是輕旱，2～3a發(fā)生一次。發(fā)生特旱的頻率最小，僅有4次，頻率為0．8%。受季風(fēng)影響，冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育期春季發(fā)生干旱的頻率較高達(dá)47．6%，這一時(shí)期正值冬小麥起身拔節(jié)、抽穗開(kāi)花授粉到灌漿，是冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育主要時(shí)期和產(chǎn)量構(gòu)成的關(guān)鍵時(shí)期，降水不能知足作物蒸騰蒸發(fā)需求時(shí)，需灌溉補(bǔ)水。冬季次之，干旱頻率為22．4%，但冬旱危害并不嚴(yán)重，由于一般年份秋季降水比擬充沛，農(nóng)田底墑?shì)^好，冬季溫度低，蒸發(fā)量小，因而作物受害的危害較輕。在有灌溉條件的地方，為了促進(jìn)冬小麥根系和幼蘗發(fā)育，緩和冬春干旱的危害，給早春小麥返青、拔節(jié)創(chuàng)造條件，提倡冬灌。秋季降水較多，發(fā)生干旱的頻率最小，保障冬小麥播種前底墑好，若加上冬小麥全生育期有200mm以上的自然降水，且時(shí)空分布比擬均勻時(shí)，冬小麥的正常生育和產(chǎn)量構(gòu)成就不會(huì)遭到旱情的影響?！颈?】2．3冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育期間干旱空間分布特征根據(jù)各縣區(qū)降水資料分析(表2)冬小麥全生育期發(fā)生各類干旱的幾率以秦嶺山地的太白和川原區(qū)東部的眉縣、扶風(fēng)最高，頻率大于52%，其次是臺(tái)塬西北部麟游、千陽(yáng)和岐山、鳳翔一帶，干旱頻率平均為22．8%，鳳縣發(fā)生干旱的頻率最低，平均值小于30%。在各類干旱中，發(fā)生中旱的幾率最高，平均為24．6%，西北山區(qū)和臺(tái)塬北部是干旱高發(fā)區(qū)，麟游發(fā)生中旱的頻率最高為32%。輕旱發(fā)生頻率平均為17%，扶風(fēng)、眉縣和太白是高發(fā)區(qū)。重旱在麟游發(fā)生的幾率較高，頻率平均為6．0%，其次是太白和千陽(yáng)，頻率為4．0%，隴縣、鳳翔、岐山、扶風(fēng)及眉縣等地發(fā)生重旱的頻率平均為2．0%。十分干旱僅在千陽(yáng)、隴縣和麟游出現(xiàn)1～2次，發(fā)生頻率平均為0．8%。3結(jié)論(1)在當(dāng)前的生產(chǎn)力水平和氣象條件下，寶雞市各地冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育期間自然供水均顯缺乏，降水負(fù)距平百分率平均為31．75%，完全靠自然降水難于知足冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育的需求。抽穗－乳熟期水分虧缺最多，供需矛盾最突出，對(duì)冬小麥千粒重及產(chǎn)量的提高影響較大。(2)寶雞市冬小麥干旱以中旱發(fā)生的頻率較高，平均為24．6%，其次是輕旱，發(fā)生頻率為17．0%，十分干旱發(fā)生的頻率最小為0．8%，僅出現(xiàn)黃土臺(tái)塬西北部的千陽(yáng)、隴縣和麟游一帶。(3)受全市各地降水空間分布不均、年際波動(dòng)較大的影響，冬小麥干旱災(zāi)空間分布上，秦嶺山地的太白和川原區(qū)東部的眉縣、扶風(fēng)最高，發(fā)生頻率平均為52%，即兩年一遇，鳳縣發(fā)生干旱的頻率最低，平均值＜30%。參考文獻(xiàn):［1］宋連春，鄧振鏞，董安祥，等．干旱［M］．北京:氣象出版社，2003．［2］王馥棠，趙宗慈，王石立，等．氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響［M］．北京:氣象出版社．2003．［3］劉德祥，董安祥，陸登榮．中國(guó)西北地區(qū)近43年氣候變化及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響［J］．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23(02):195-201．［4］劉穎杰，林而達(dá)，氣候變暖對(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