基于土壤墒情的河南省冬小麦干旱灾害特点及评估_房稳静

1、 河南省总体气候特点
河南省位于北纬 31 23＇～36 22＇和东经 110 21＇～116 31＇之间，耕地面积为 687.1 万 km ，以粮食作物为主，冬小麦是其主要的农作物，也是全国人民的面袋子
2 。 。 。 。
[1][4]
。省内地
形复杂，山地、丘陵、平原、盆地等多种地貌类型俱全。地势西高东低，东部为豫东平原， 海拔高度大都在 100m 以下；西部为丘陵山地，大部分地区海拔高度在 500～1000m 之间。独 特的地理位置和复杂的地貌条件，形成了全国各省区少有的黄河、淮河、长江、海河四大水
3 、冬小麦不同类型的干旱特征分析
土壤干旱程度不同，对小麦的影响也不一样。为了更细致的分析干旱灾害，本章把河 南省各地的轻、中、重旱指数和综合干旱指数分布绘制成图，分析其分布特点。 3.1 轻旱特征分析 从图 1 可以看出，河南省轻旱分布有如下特点：轻旱中心在豫北的林州，其次是豫西的 三门峡和伊川，干旱指数在 4.0 以上，对应的这些地区是轻旱高发区。豫北的新乡，豫中许 昌，豫南西平、驻马店，豫东商丘和永城，干旱指数都在 2.0 以上，这些地区轻旱发生的机 率也较高；其它地区是轻旱低发区，干旱指数都在 2.0 以下。 3.2 中旱特征分析 从图 2 可以看出，中旱指数分布大致呈“口”字形，高值中心在豫西的伊川，此地是中 旱高发区，干旱指数为 5.60。在“口”字型的线上及豫北的林州，豫东的商丘都是中旱多发 区，干旱指数都在 1.0 以上。在“口”字型的中心和外围其它地区是中旱轻发区，干旱指数 都在 1.0 以下。
P

T days
i 1

n
( s
i
ti)
Si
式中，P 表示小麦干旱指数，days 表示小麦生长季长度（天） ，
为干旱时段内每次
测墒 0～30cm 土壤相对湿度的平均值， n 表示干旱时段内测墒的次数，t i 表示一次干旱过程 的持续长度（天） ，T 表示干旱时段持续时间长度累计之和（天） 。 从式中不难看出，土壤墒情越差，持续的时间越长，干旱程度越重；小麦生育期内干旱 持续总天数占全生育期总天数的百分比越大，干旱程度越重。依据上式，对河南省三十个农 业气象基本站的土壤干旱资料进行统计计算，分别得出各地每年的轻、中、重旱指数和历年 轻、中、重旱指数平均值及各地综合干旱指数。
林州
7.12 汤阴 0.19 濮阳 1.77
林 郑
2.23 汤 汤 0.01 濮 信 0.73 0.96 封 封 0.27
新乡 沁阳 三门峡
6.01 1.79
新 新 沁 信 三 三 三
商丘
2.89
2.20 0.42 2.66
巩义
1.70
3.24 封.79
伊川
杞县
0.23
杞 杞
0.00
商 封
1.24
卢氏
0.18 栾川 2.35
4.20 汝州 1.27
许昌 襄城 3.62
1.54
太康 泛区
0.45 1.00
永城
2.59
卢 卢
0.00 栾 潢 1.04
5.60 汝 郑 0.54
太 太 许 许 襄 方1.44 泛 泛 0.81
0.03 0.03
永 方
表1 冬小麦土壤相对湿度干旱指标
[3] [2]
偏湿
适宜
轻旱
中旱
重旱
＞90%
60%～90%
50%～60%
40%～50%
＜40%
依据表 1 的干旱标准,把小麦干旱灾害划分为轻、中、重三个等级。 2.4 小麦干旱指数的确定 小麦干旱程度的轻重，不仅与土壤水分的多少有关，还与干旱持续时间长短有关。土 壤水分越少，干旱时间越长，干旱程度越重，反之就越轻。如果把不同地区的干旱程度相比 较而言， 则小麦干旱持续时间长短占整个小麦生长季的比重也应考虑在内。 本文在考虑小麦 每次干旱持续时间时，在干旱时段内，每测一次墒，就记一次干旱和此次干旱的持续时间。 鉴于此，本文用下式定义了一个干旱指数来表示小麦干旱程度的轻重。
信 信
0.02
潢 潢 固 固
0.00 0.10
信 信
0.40
潢 潢 固 固
0.33 1.51
-0.1
0.4
0.9
1.4
1.9
0
2
4
6
8
10
图3
河南省冬小麦重旱指数分布
图 4 河南省冬小麦综合干旱指数分布
3.3
重旱特征分析 从图 3 上可以看出，重旱指数分布总体趋势是从豫西部向中部和西南部延伸，呈勾状。
0
1
2
3
4
5
6
7
-0.2
0.8
1.8
2.8
3.8
4.8
图1
河南省冬小麦轻旱指数分布
林 郑
图2
河南省冬小麦中旱指数分布
林 郑
1.30 汤 汤 0.00 濮 信 0.09
10.64汤 汤 0.19 濮 信 2.59 4.26 封 封 2.56
新 新 三 三 三
1.12 0.06 封 封 0.08 巩 巩 郑 郑 2.12 0.13 杞 杞 伊 潢 0.00 0.76 汝 郑 0.05 0.12
其中高值中心在豫西的巩义，此地是重旱高发区，干旱指数为 2.12。其次是豫西三门峡、 伊川，豫北的林州，豫中许昌，豫南西平、驻马店和南阳，干旱指数都在 0.5 以上，其它地 区重旱较轻，指数都在 0.5 以下。 3.4 干旱总体特征分析 图 4 是河南省冬小麦干旱总指数分布图。 从图上可以看出， 河南省干旱总体分布趋势是： 豫西和豫北的林州一带干旱发生较重， 然后从豫西向豫中和豫南及西南延伸。 分布图上有一 个明显的“口”字形， “口”字形的线上都是干旱高发区，其次是豫东的商丘、永城，干旱 指数也较高。干旱指数低值区分布在豫北的汤阴、杞县，豫西的卢氏，豫东的沈丘，豫南信 阳，潢川及其以南一带，干旱指数都在 1.0 以下。 从图 1、图 2、图 3 和图 4 可以看出：河南省冬小麦干旱灾害主要以轻旱为主，干旱指
系共存于一省的特点。由于河南省地处我国中东部的中纬度内陆地区，受太阳辐射、东亚季 风环流、 地理条件等因素的综合影响， 气候为北亚热带向暖温带气候过渡的大陆性季风气候。 河南省气候总体特点为：气候四季分明、雨热同期、复杂多样、气象灾害频繁，并且存 在着自南向北亚热带向暖温带气候过渡、 自东向西由平原向丘陵山地气候过渡的特征， 气象 灾害发生类型多、频率高也是河南气候的基本特点，如干旱、连阴雨、干热风和冻害等 。
[5]
2、资料来源和干旱指数的确定
2.1 资料来源和土壤土层的研究深度 本课题中小麦墒情资料和产量资料都来自于河南省气象局气科所三十个农业气象基本 站，资料年代长度为 1981-2004 年。研究土层深度取 0～30cm 耕作层，30cm 以下的土层不 在研究范围内。这是因为小麦根系主要分布在耕作层，小麦干旱与否，主要受前 30cm 土层 土壤水分的影响, 只要 0～30cm 土层干旱， 小麦生长就已受到影响， 严重时小麦已经表现出 干旱征状 。若考虑的土层太深，因受地下水位的影响，则土壤湿度的平均值有可能在适宜 状态，这样 0～30cm 的土壤干旱就被掩盖掉了，无法对干旱进行准确的评估。因此，本文选 0～30cm 土层土壤相对湿度的平均值为研究对象 。 2.2 土壤墒情的处理方法 把河南省三十多个农业气象基本站小麦生长季的土壤墒情资料全部输入微机， 用 Excel 数据处理功能，对土壤墒情进行处理，求出每次取土时 0～30cm 土层土壤湿度的平均值。为 了避免土质类型的影响,本文用土壤相对湿度作为研究对象。 然后依据一定的土壤干旱标准， 挑选出所有的干旱时段，并按干旱程度不同划分为轻、中、重三个干旱等级，并对资料进行 处理。 2.3 小麦土壤干旱指标 研究冬小麦干旱灾害,首先要确定冬小麦干旱指标。小麦生长的水分主要是靠根系直接 从土壤中吸取的,土壤水分的不足会影响小麦的正常生长发育，当土壤水分降低到一定程度 时小麦就会出现旱象。 目前他人常用的土壤水分指标是根据土壤水分平衡原理和水分消退模 式计算出小麦各个生长时段的土壤含水量， 而不是实测的土壤含水量， 而本文所用的是实测 的土壤含水量。在实测土壤含水量的基础上，以土壤相对湿度（相对含水量）干旱指标来研 究河南省冬小麦干旱情况,具体指标如下（表 2.1） 。
数明显高于中旱和重旱。这说明轻旱发生的频率最高，累计持续的时间也最长，中旱指数介 于轻旱和重旱之间，重旱指数最小，说明重旱发生的频率和持续时间低于轻旱和中旱。除重 旱外，轻旱和中旱的分布趋势和干旱灾害的总体分布趋势基本一致，因此，轻旱和中旱的分 布趋势决定了河南省干旱灾害的总体分布趋势。 对单站而言， 干旱发生一次， 就记一次干旱， 经统计，在 1980～2004 年期间，河南省 30 个农业气象基本站共发生轻旱 765 次，占干旱发 生总次数的 50%；中旱 549 次，占干旱发生总次数的 36%；重旱 222 次，占干旱发生总次数 的 14%，结果和轻、中、重旱的干旱指数高低相一致。 河南省干旱分布变化较大的原因， 豫北和豫西的主要问题是自然降水少， 土壤干旱严重， 地形又多是丘陵和山地，虽然地下水源丰富，但灌溉条件各地发展很不平衡，成为干旱重发 区。 豫中许昌和豫东商丘一带， 虽是平原， 但自然降水少， 干旱常常影响小麦正常生长发育， 小麦生育后期灌溉条件也跟不上，成为干旱高发区。豫南驻马店一带，多是平原，全生育期 降水丰沛，达 300～400mm，但由于降水时空分布不均，且年际间降水变异系数大，常有局 部干旱发生。当地人们又有“人活一百，不见浇麦”的思想误区，当干旱发生时，灌溉不及 时，也是干旱多发区。豫西南的南阳盆地，此区自然降水量少，地势又多是丘陵坡地，没有 灌溉条件，小麦常受到干旱威协。豫南南部的信阳一带，小麦种植面积较小，全生育期降水 丰沛，连阴雨天气过程较多，10 年 5～6 遇，常有湿害发生，小麦干旱灾害发生程度较轻。 参考文献: