黔西南州越冬作物生长季气象干旱特征分析

王 备,高文明,龙 俐

(1.贵州省山地环境气候研究所,贵州 贵阳 5200005;2.贵州省白云区气象局,贵州 白云 5200005;3贵州省气候中心,贵州 贵阳 550002)

黔西南州越冬作物生长季气象干旱特征分析

王 备1,高文明2,龙 俐3

(1.贵州省山地环境气候研究所,贵州 贵阳 5200005;2.贵州省白云区气象局,贵州 白云 5200005;3贵州省气候中心,贵州 贵阳 550002)

利用黔西南州 1961—2010年月降水和气温资料,通过对该区域历年降水量和蒸散量的变化,越冬作物生长季内相对湿润度指数的变化趋势以及气象干旱发生的频次等研究和分析表明:近 50 a来,黔西南州气象干旱的发生次数增多,强度增大;11月处于越冬作物的播种期和幼苗生长期,作物耐旱水平低,因此更应该采取积极、有效的措施加强该时段的农业抗旱。

黔西南州;气象干旱;相对湿润度指数

1 背景分析

气象干旱是指某时段由于蒸发量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象[1]。气象条件影响着作物的分布、生长发育、产量及其品质。长时期降水偏少,会造成空气干燥、土壤缺水、水源枯竭、农作物生长发育受抑,导致明显减产,甚至颗粒无收的农业气象灾害[2]。

黔西南州地处贵州高原南部,南邻广西省,西邻云南省,属亚热带季风湿润气候,年均温 13.6～19.1℃,年降水量 1 253.1～1 577.2 mm,年均日照时数 1 436～1 648.6 h,无霜期 281～348 d[3],越冬作物主要为小麦和油菜,作物生长季为 11月一次年 4月。该区域喀斯特地貌较为集中,加上农业水利设施配套较差,一旦自然降水严重不足,作物的生长和产量就会受到影响。因此,有效地对气象干旱的发生、发展和变化情况进行监测,有助于农业生产中及时有效的采取抗旱措施,合理利用有限的水资源。

2 计算方法及干旱等级划分

2.1 计算方法

该研究的气象资料来源于黔西南州月平均气温和降水数据,资料时间序列为 1961—2010年。目前国内外研究气象干旱的指数较多,如降水距平百分率、相对湿润度指数、标准化降水指数、帕默尔干旱指数、综合气象干旱指数 (CI)等。但在对作物生长季节月尺度的干旱监测评估中,相对湿润度指数的表现效果较好。相对湿润度是表征某时段降水量与蒸发量之间平衡状况的指标之一。考虑了水分收支中降水量和蒸发量这两个重要的参数,能够更加客观真实地反映干旱的发生强度[1,4-5]。按照气象干旱等级国家标准 (GB/T 20481——2006),相对湿润度指数的计算公式为:

式中,M为相对湿润度指数;P为某时段的降水量;PE为某时段的可能蒸散量 (mm/月),用桑斯威特 (ThornthwaiteMethod)计算。Ti为月平均气温(℃),H为年热量指数,A为常数。当 T≤0℃时,H=0,PE=0。

2.2 干旱等级

评价干旱的时间尺度有日、周、旬、月、季、年等,针对作物生长发育来说,月尺度的表征较好。

表 1 相对湿润度指数气象干旱等级划分

3 结果与分析

3.1 可能蒸散量和降水量的变化分析

近 50 a来,从黔西南州越冬作物生长季各月同期降水量 (y)和可能蒸散量 (Y)随时间 (x)变化的规律 (表 2)可以看出,在气候变暖的大背景下,黔西南州呈现缓慢增温的趋势[6],降水量的减少,可能蒸散量的数值在逐渐增大,区域阶段性干旱发生的可能性也将明显增加。

表 2 黔西南州降水量和可能蒸散量变化趋势方程

3.2 相对湿润度指数变化分析

通过计算 1961—2010年黔西南州 11月—次年4月的相对湿润度指数,以表 1作为划分标准,可以得出,近 50 a来,黔西南州越冬作物作物生长季内,气象干旱出现频率最大的为 3月,最小的为 1月 (表3)。从相对湿润度指数的变化趋势来看,11月、12月、1月、2月、4月均呈减小趋势,其中 11月的减小趋势相对较大,说明在近 50 a中,11月份黔西南州遭受气象干旱的威胁越来越大 (图 1)。

表 3 1961—2010年黔西南州越冬作物生长季各月干旱类型及频次

3.3 生长季干旱变化趋势分析

图 2 黔西南州越冬作物生长季轻旱 (左)、中旱 (右)以上等级干旱次数

统计 1961—2010年间黔西南州越冬作物生长季内各月的相对湿润度指数分别达到轻旱以上 (M≤ -0.40)和中旱以上 (M ≤ -0.65)的次数可以看出 (图 2),近 50 a来,黔西南州越冬作物生长季内,无论是轻度以上气象干旱,还是中度以上气象干旱,发生的次数都呈增加趋势,其间最多只有连续 2 a未出现轻度以上气象干旱,基本接近一年一旱,中旱以上的气象干旱发生的频次明显增多。受气候变化的影响,黔西南州 2009年 7月开始,出现了夏秋连旱,叠加冬旱的极端气候事件,此次干旱持续时间长、发生的强度大、波及范围广。

4 结论与讨论

①近 50 a来,黔西南州气象干旱的发生呈现次数增多,强度增大的趋势。

②在计算相对湿润度指数时,只考虑到了降水和温度,没有考虑气象因素以外例如土壤质地、作物的耐旱程度等的不同,因此得到干旱情况与实际有些差异。

③可能蒸散量的增加和降水量的减少,导致了11、12、1、2、和 4月的相对湿润度指数呈减小趋势 ,干旱发生的可能性增大。特别是 11月正处于越冬作物的播种期和幼苗生长期,作物耐旱水平低,因此更应该采取积极、有效的措施加强该时段的农业抗旱。

④黔西南州具有土层薄、坡度大,下切侵蚀强,保水差等典型喀斯特特征,再加上近年来气候变化显著,气候变暖、降水偏少,造成干旱频次明显增多,而且影响的时间较长、范围较大,对人们生产和生活造成一定的危害,希望通过研究为该区域今后的农业抗旱工作提供一定的科学参考。

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1003-6598(2011)01-0018-03

2010-09-09

王备 (1983-),男,助工,主要从事农业气象工作。