2019年4月辽西农业干旱特征及成因分析

胡春丽 刘东明 王贺然 王阳 陈鹏狮 王婉昭 焦敏 黄岩 林蓉

摘要 辽西地区土壤墒情年际变化较大，近39年呈显著减少趋势。2019年春播期4月辽西地区降水较常年偏少9成以上，浅层土壤干旱面积达99.9%，墒情为近39年最差的一年。前一年封冻前底墒差、4月降水异常偏少、入春以来气温持续偏高为春播以来辽西干旱的主要原因。

关键词 辽西;农业干旱;成因

中图分类号：S423 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）04-0-03

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.026

农业干旱是干旱的一个重要分支，是气象、土壤、植物共同作用下的结果，它与单纯的气象干旱或气候干旱并不完全一致，对于农业生产而言，农业干旱更具有实际意义。辽宁省位于我国东北地区南部，气候属于温带季风型大陆气候，干旱为主要的气象灾害。辽宁春旱发生频率最高，夏旱次之，春夏秋连旱最低，大致呈现“西多东少”的南北向带状分布特征。辽西、辽北北部和辽南南部地区为3个多干旱区，中部和辽东地区较少[1]。辽西春旱占50%，两年一遇，干旱影响作物的播种和出苗，甚至影響一些农田不能下种或幼苗枯死、绝收或者严重减产。对2019年4月辽西地区农业干旱特征进行了分析，并给出干旱成因，研究结果对开展辽西地区春播关键期气象防灾减灾提供一定的科学依据。

1 资料与方法

1.1 数据来源与处理

根据辽宁省气象信息中心提供的1961—2019年辽宁省53个气象站4月逐日降水量资料，站点分布均匀，具有代表性[2]。土壤含水量的月资料选取1981—2019年辽宁省17个农业气象观测站，浅层（0～20 cm）土壤含水量为0～10 cm和10～20 cm的平均值。将阜蒙、彰武、朝阳、锦州郊区、黑山、海城、建昌、绥中共8个农气站代表辽宁西部地区（辽西），利用Excel 2010对土壤含水量、降水量数据处理并制图;利用ArcGIS9.3绘制土壤含水量度的空间分布。土壤含水量（R）用百分率（%）表示，1981-2010年代表历史平均数值时段，不同等级干旱分别定义标准如下。土壤饱和：>90%;适宜：60%

1.2 数据来源与处理

土壤含水量的长期变化特征采用趋势系数和气候倾向率来研究，并进行了相关系数的统计检验[3]。

2 4月农业干旱历史概况

2.1 降水量时空特征

2.2.1 空间分布 2019年4月，辽宁省降水量呈现东南沿海多，西北区域明显少，丹东宽甸降水量最多达到50 mm以上，辽西地区锦州南部、阜新、朝阳、葫芦岛降水量不足30 mm，其中，朝阳建平镇常年平均降水量为21.4 mm，充分说明了辽宁省春播期降水多少的悬殊，尤其是辽西地区，有“十年九旱”之称，历年春旱十分严重（图1）。

2.2.2 时间演变 2019年4月，全省平均降水量为10.5 mm，比常年（34.1 mm）偏少69%，比去年（26.3 mm）偏少60%，为2015年以来历史同期最少值。1961—2019年4月辽西降水量呈显著的减少趋势，降水量最少的5年分别为2017年、2001、2019、2014、1994年，降水异常偏少的5年里有3年发生在2010年以后，表明近5年辽西地区发生极端干旱事件明显增加。2019年4月，辽西地区平均降水量为6.1 mm，比常年（39.8 mm）偏少84%，为1961年以来辽西地区降水量第三少值（图2）。

2.2 土壤含水量时空特征

2.2.1 空间变化趋势 1981—2019年4月0～20 cm土壤墒情辽西、辽南呈不同变化趋势（图3），趋势系数显著变化地区主要集中在辽西、辽南地区，这些地区也是辽宁省春旱易发区。朝阳地区趋势系数-0.42（通过了显著性检验），大连、营口、鞍山趋势系数0.42（通过了显著性检验）。4月辽西地区土壤湿度呈现显著的减少趋势，即干旱化程度加剧。

2.2.2 时间演变特征 1981—2019年4月0～20 cm土壤墒情呈减少趋势。年际变化上看，1981—2019年4月辽西地区土壤墒情年际变化较大，土壤湿度为44%～88%，近25年未出现土壤墒情饱和;1981—2019年辽东地区土壤墒情适宜。其中，辽西地区为64%，辽东地区为75%。2013年全省土壤墒情达到极大值，近5年土壤墒情持续偏差。2019年为辽西、辽东土壤墒情为近39年最差的一年（图4）。

3 2019年4月干旱特征分析

3.1 降水情况统计

4月以来（4月1日～5月8日），全省平均降水量12.6 mm，较常年同期（49.3 mm）偏少74%，较去年同期（36.9 mm）偏少66%，为1990年以来同期最少，1951年以来同期第3少（1951年11.0 mm、1989年12.0 mm）。

4月，沈阳、鞍山北部、抚顺北部、锦州、阜新、辽阳、铁岭、朝阳大部、盘锦和葫芦岛北部偏少83%以上，其他地区偏少22%～77%（图5）。根据4月辽西地区逐日降水量累计距平曲线（图6），可以看出，辽西地区一直处于降水偏少状态，4月19日前，无降水。

3.2 土壤墒情监测

4月逢3、逢8土壤墒情监测结果显示，辽西、辽北干旱持续发展，辽东地区大部分土壤墒情适宜，个别地区土壤墒情饱和。4月28日测墒结果显示，辽西地区的锦州西部、阜新西部、朝东部地区土壤相对湿度为16%～38%，为重度干旱;辽西地区锦州东部、阜新东部、朝阳西部、葫芦岛东部地区土壤相对湿度为41%～55%，为轻到中度干旱;抚顺和本溪部分地区土壤相对湿度大于90%，土壤饱和;其它地区土壤相对湿度为61%～88%，土壤墒情适宜（图7f）。

4月28日全省干旱面积比例达59.9%，其中，重旱面积24.5%、中旱面积22.7%（图8）。

4 2019年4辽西干旱成因分析

4.1 封冻前底墒差

辽西4月土壤湿度与封冻雨（前一年农田土壤封冻前的降雨）、3月28日墒情及封冻前底墒等前期气候因子呈显著正相关关系，尤其是与3月28日墒情相关最为显著。在底墒雨充足的地区或者年份，土壤封冻后农田可保持较多的水分，第二年随着土壤解冻后会形成明显的返浆现象，减轻春旱的发生程度。反之，底墒雨少，土壤保持水分少，则会加剧春旱的发生。这主要是由北方特有的封冻雨特点所决定，在秋季，储存在土壤里的水分随着冬季温度的降低封冻在土壤里，第二年春季，氣温升高，土壤化通后会形成明显的返浆现象，从而有效缓解了春旱程度[4]。

2018年11月18日测墒结果显示，辽西地区呈现不同等级干旱。沈阳大部、大连大部、鞍山北部、抚顺西部、本溪西部、丹东大部、锦州部分、营口局部、阜新西部、朝阳和葫芦岛北部地区农田耕层（0～50 cm，下同）土壤相对湿度24%～58%，为轻到重度干旱;其他地区土壤墒情适宜（图9）。即2019年3月28日测墒结果显示，辽西不同等级干旱持续或加重。锦州义县、朝阳中东部和葫芦岛建昌地区土壤相对湿度为33%～38%，为重度干旱;鞍山台安、锦州大部、阜新、朝阳西部、葫芦岛大部地区土壤相对湿度为40%～59%，为轻到中度干旱;鞍山海城、抚顺新宾、本溪本溪县、铁岭西丰地区土壤相对湿度大于90%，土壤饱和;其他地区土壤相对湿度为62%～89%，土壤墒情适宜（图9）。

4.2 入春来降水异常偏少

在底墒雨少、春播雨也少的年份，极容易发生春季干旱，即使底墒雨正常或者较好，而春播雨特少的年份也会发生春季干旱。大田作物播种、出苗阶段，这一时期雨量的多少及其分配情况直接影响春季干旱的发生及其程度。

2019年3月，全省平均降水量为11.4 mm，比常年（14.7 mm）偏少22.4%。4月，全省平均降水量为10.5 mm，比常年（34.1 mm）偏少69%，为2015年以来历史同期最少值。受前期持续少雨以及4月降水量偏少影响，全省干旱不断发展。月内出现三次小雨过程，未出现大范围透雨过程。13—14日，中北部和东南部地区出现小雨局部中雨，西部地区出现零星小雨，平均降水量2.5 mm;19—20日，大部地区出现小雨，丹东、葫芦岛地区局部乡镇出现中雨，平均降水量2.2 mm。23—26日，大部地区出现小雨，部分地区出现中雨，平均降水量4.5 mm。

4.3 气温偏高、大风天气助力土壤失墒

2019年3月，全省平均气温为4.0℃，比常年（1.5℃）偏高2.5℃，与2014年并列为1951年以来同期第三高值;4月，全省平均气温为10.6℃，比常年（10.2℃）偏高0.4℃。随着春季气温回暖快，大风天气增多，蒸发量增加，土壤墒情失墒较快。

参考文献

[1] 郭宗凯，马林，王若男，等.辽宁朝阳地区干旱规律分析及抗旱对策研究[A].第34届中国气象学会年会S4重大气象干旱成因，物理机制，监测预测与影响论文集[A].中国气象学会，2017：30-36.

[2] 胡春丽，李辑，王婉昭，等.辽宁省春播期降水的时空特征及其对土壤水分的影响[J].灾害学，2018，33（1）：53-58，70.

[3] 施能.北半球冬季大气环流遥相关的长期变化及其与我国气候变化的关系[J].气象学报，1996，54（6）：675-683.

[4] 王小桃，李辑，李晶，等.辽西地区春播期土壤湿度变化特征及气象影响因子分析[J].干旱地区农业研究，2014，32（4）：250-255.

责任编辑：黄艳飞