敖汉旗干旱原因分析及防御对策

李兄莲，范永刚，王铁男

（敖汉旗气象局，内蒙古敖汉 024300）

1 敖汉旗干旱发生的原因

干旱是指水分的收支或供求不平衡而形成的水分短缺现象，具有区域性和延续性的特征。干旱的形成和演变是多种因素共同作用的结果，其中气候变化和人类活动两大主导因素构成了干旱演变的驱动力系统，且不同区域的主要驱动因素不同[1]。此外，复杂多变的地形地貌也使得造成干旱的原因更为复杂。

1.1 气候的影响

气候影响是造成敖汉旗干旱的最主要原因。干旱是指在农业技术水平不高的条件下，植物对水分的需要量和从土壤中吸取的水量在一个相当长的时期内不相适应，而使农作物产量下降的气象现象[2]；另一种看法认为干旱是一种气候现象，通常是指某地在某段持续的时期里降水量比常规显著偏少，如果这种情况使该地区按照常规年景安排的经济活动，尤其是农业生产受到缺水威胁时，则称为旱象或发生干旱[3]。

我国属世界12个贫水国家之一，人均水资源占有量 2 400 m3，只有世界人均占有量的 1／4[4-5]，虽然新中国成立后人工影响天气等方面科学技术有了较大的发展，但还是没能从根本上改变"靠天吃饭"的状况。敖汉旗位于内蒙古自治区赤峰市的东南部，地理坐标东经 119°32′～120°54′，北纬 41°42′～43°01′。属温带大陆性季风气候，具有多季风、少降水、富日照、寒暑变化激烈、四季分明的特点。春季多大风，气温回暖快，常出现春旱；夏季短而炎热，降水集中，有时受大西洋副热带高压控制造成伏旱；秋季日照充足，昼夜温差较大，冻结日期早，平均冻结日期在10月4日；冬季漫长而寒冷，多受蒙古冷性高压控制，降雪稀少。同时，近年来受厄尔尼诺现象的影响，极端天气事件频发，也是造成敖汉旗干旱的主要原因。

敖汉旗历史上的最大风速为28.0 m/s，出现在1966年4月16日，平均每年出现风速在11 m/s及以上的大风天数为18 d，全年平均风速为4.3 m/s，最多风向为SSW（南南西）。丰富的风力资源增加了水分的蒸发，尤其是在大风比较集中的春季会经常出现春旱和沙尘暴天气。

敖汉旗平均气温在4.9～7.5℃，年积温在2 700～3 200℃。冬季平均气温在-9.3～-7.3℃，极端最低气温为-30.7℃，出现在1979年12月24日；夏季平均气温在20～22℃，极端最高气温为41.7℃，出现在2000年7月14日。日照充沛，年日照时数在2 800～3 000 h，日照保证率54%～76%。春夏两季的日照时间最多。

降水量指标一般多采用降雨距平百分比率法、百分比法及无雨日数等[6～9]。敖汉旗的年降水量从南向北递减，平均在310～460mm，极端年最大降水量为740mm，极端年最小降水量只有200mm。按照降水量指标，则干旱严重年份和洪涝年份指标相差是非常大的。年蒸发量大，北部和南部较高，中部较低，平均在2 200～2 600mm，为年降水量的6～8倍，其中春季和夏季的蒸发占敖汉全年蒸发的71.9%。干燥指数计算公式如下：

（1）式中K为干燥度，E为最大可能蒸发量，r为降水量；K＞1，表示蒸发量大于降水量，降水不足，气候干燥，K＞1的程度越高，气候越干燥；K＜1，表示降水量大于蒸发量，降水有余，气候湿润，K＜1程度越高，气候越湿润。

由于最大可能蒸发量很难直接测定，一般都用经验公式计算。中科院采用谢良尼诺夫的积温算法[10]，并结合我国实际情况，列出如下公式：

（2）式中系数0.16为假定沿秦岭、淮河一线的可能蒸发量和降水量接近平衡（K=1）；∑t为日平均气温稳定期≥10℃时的积温；r为日平均气温稳定期≥10℃时的降水量；所以这里的K为平均气温稳定≥10℃时的干燥度，干燥度的具体分级指标：0.5～0.99为湿润；1.00～1.19为半湿润；1.20～3.99为半干旱；≥4.00为干旱。由表1、图1可以看出，敖汉旗中南部至北部属半干旱气候，并且越往北干旱程度越大，贝子府和新地一线以南属半湿润气候。

表1 敖汉旗代表性地区的干燥指数

1.2 人类活动的影响

人类活动造成生态环境的破坏，导致干旱形势不断加重。海陆间循环（约占总水汽的8%左右）对人类的影响最大，所以又称大循环；陆上循环称小循环，这部分比重虽小，但对小区域气候、地表地下水源影响显著。地表的植被如果遭到破坏将使降水快速渗透到地下，地表失去蒸发的水分，也没有植被把水分从地下运输到地表的蒸腾作用，从而阻断了水汽的循环。使当地空气湿度下降，地表干燥，地下水季节反差大，出现干旱性气候。

敖汉旗大部分地区属于半干旱气候，一直以来严重缺水。随着经济的发展，一些工矿等工业用水激增、生活用水严重浪费，使得地下水位逐年下降，造成越干旱越采地下水，越采地下水越干旱的恶性循环。为了防灾减灾，各地可能会把形成冰雹、暴雨等灾害的强对流云团打散，此举虽然可以减少人民生命财产的损失，但同时会导致集中性的大量降水减少；敖汉旗的降水主要集中在6月—9月，以短时强降水为主，强对流云团的消散使地表径流减少，中小水库蓄水不足，从而影响工农业生产及生活用水的补给。

1.3 地形地貌和土壤母质的因素

敖汉旗海拔在350～1 100 m，地处燕山山地向松辽平原过渡地带，从西南向东北依次由低山丘陵、黄土丘陵、黄土漫岗、风沙坨沼和沿河平川地貌景观组成，既所谓的"南山、中丘、北沙"。地势西南高、东北低。

从地形地貌和土壤母质分析：敖汉旗的南部低山丘陵地带降水虽然比中部和北部偏多些，但在山体上部坡度较大，不利于水分的保持，且多为裸露的岩石或酸性岩残积物。这种酸性沉积物是由酸性岩石风化而来，砾石含量相对较高，矿质养分含量较低，不利于植被生长，所以在山体上植被覆盖较少。山体中下部的黄土和黄土状物质是第四纪（一百万年内）的沉积物，含有一定的养分。山体中下部的坡度比上部缓和，有利于水分保持，所以在中下部的植被覆盖率较高。敖汉旗的中部地势起伏不大，黄土层和红黄土层也比较深厚，但由于水土流失和蚀沙化双重影响，加之降水偏少，土壤持水率并不高。而在北部除沿河流域水分充沛外，其他地区水分同样缺乏。北段坨沼地貌的主要土壤母质是风积沙，是由老哈河冲击而来，经风的搬运堆积而成，形成沙丘或平沙地，主要有粗沙或细沙组成，粒度极均匀，物理黏性粒含量只有5%左右，持水性差。同时，南高北低的地形也使得北方过来的天气系统见过地形由北向南的逐步太升作用，水汽升高，冷凝成雨。这就造成了越往南部降水越多，地表持水性越好；越往北部降水越少，地表持水性越差。

2 敖汉旗干旱的防御对策

2.1 节约用水

大力宣传节水常识，提高群众节水意识，减少日常用水的浪费，提高水资源的利用率。在农牧业生产上要积极推广喷、滴、渗、灌技术，尽量避免漫灌造成的浪费；同时做好水渠沟道防渗工作，减少不必要的浪费；掌握作物生长需水规律，合理灌溉；积极推广覆膜技术，减少地面蒸发。据估算，当前灌溉水的利用率只有30%～40%，如采取一系列节水措施，提高到60%～70%，可缓解部分工农业用水的紧张。

2.2 兴修水利

敖汉旗境内有红山水库、乌兰勿苏水库、山湾子水库和敖包水库等多座水库，为敖汉旗人民的生产生活做出巨大贡献。有条件地区还可继续建设中、小型水利工程，逐步提高敖汉水利化程度，净化生活用水的水源地建设，发展灌溉，注重调节降水季节分配不均造成的季节性干旱。兴修水利应因地制宜。敖汉旗南部地区降水多但季节降水不均，一般年雨量都集中在夏季，常常以大雨、暴雨的形式降落，容易造成水土流失。在山区和丘陵地区应以修水库、塘坝，把雨季的降水合理存储起来，供春秋少雨季节使用；在中北部江河沿岸，可适当修建引水灌溉工程，也可以建机电抽水站；在地下水丰富的地方，可发展井灌；在旱地、坡地修筑梯田，改良土壤，提高土壤持水力。

2.3 人工增雨

人工增雨是一项其他手段无法取代的科学措施，它是利用干冰等制冷剂或碘化银、碘化铝、硫化铜、液态氮和有机物等人工冰核，利用火箭、炮弹或飞机撒入对流云层催其快速液态化，从而使其以降雨的形式降落。敖汉旗上空有几条飞机航线，飞行班次较密集，给人工增雨带来很多障碍。这就需要在协调好各方关系的情况下，利用一切条件和机会进行人工增雨作业。在此基础上，加大飞机增雨和烟炉增雨的投入力度，缓解空域请示难的问题。

2.4 植树种草

绿色植被能保持水土，涵养水源，改善农业生态环境。据测定，在防护栏高的20～25倍范围内，可使风速减弱50%～60%，空气相对湿度提高20%，蒸发减少25%，土壤含水率提高1%～4%，一般可使作物增产几成甚至一倍。因此要制止过度开垦，过度放牧和过度砍伐森林资源，并逐步提高森林覆盖率。为防止截挡降水和水土流失，应努力推广植树固沙技术，逐步改善局地的生态环境，促使其向良性循环发展。

2.5 合理调整农业生产结构和布局

从干旱成因的角度讲，降水等气象因素是形成农业干旱灾害的主要原因。但气象干旱和农业干旱并不完全一致，农业干旱的分析还要考虑不同农作物生长期间供水与需水的关系及土壤墒情特征等因素[11]。根据干旱的地域分布规律和时空分布规律，因地制宜，趋利避害，尽可能将农作物安排在适宜种植区；若要在非适宜种植区种植，则应该选择有利的地形小气候，采取避旱措施。如利用山地丘陵广阔的优势，大力发展多种经营，通过保持水土，发展豆科作物和绿肥作物，大量增施有机肥，不断提高土壤肥力和保水性能，配合一系列抗旱保墒作耕法，在没有灌溉的条件下，实现农业增产；大力推广有利的抗旱保墒和农业化学技术，保墒作耕法是旱作农业的核心部分，抗旱播种，巧用底墒，一般有适时早播，抢墒播种；镇压提墒，引墒播种；适当深播，找墒播种；保墒蓄水，耙茬播种；坐水填墒，造墒播种。农业化学抗旱技术虽然属于辅助技术范畴，但在特定的条件下和干旱环境中，却能发挥其独特和其他措施无法代替的作用，尤其是在作物需水关键时期和已临近干旱时，其针对性强，防抗结合，使用便捷，见效迅速，能充分发挥其短平快效能，另外，选育抗旱作物品种也会对抗旱起到重要作用。

参考文献：

［1］裴源生，蒋桂芹，翟家齐.干旱演变驱动机制理论框架及其关键问题［J］.水科学进展，2013，24（3）：449-456.

［2］陈建铭.旱涝灾害对农业产量的影响及对策［J］.河南气象，1996，20（4）：30-32.

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［4］张 杰.水资源、水环境与城市污水再利用［J］.给水排水，1998，24（8）：1.

［5］李晶原.我国城市“双管”循环生态节水与可持续发展战略［J］.城市环境与城市生态，1997，10（3）：49-51.

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［10］罗汉民.气候学［M］.北京：气象出版社，1980：10.

［11］刘巍巍，安顺清，刘庚山，等.帕默尔旱度模式的进一步修正［J］.应用气象学报，2004，15（2）：207-216.