胡春麗 劉東明 王賀然 王陽 陳鵬獅 王婉昭 焦敏 黃巖 林蓉

摘要 遼西地區(qū)土壤墑情年際變化較大，近39年呈顯著減少趨勢。2019年春播期4月遼西地區(qū)降水較常年偏少9成以上，淺層土壤干旱面積達(dá)99.9%，墑情為近39年最差的一年。前一年封凍前底墑差、4月降水異常偏少、入春以來氣溫持續(xù)偏高為春播以來遼西干旱的主要原因。

關(guān)鍵詞 遼西;農(nóng)業(yè)干旱;成因

中圖分類號：S423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2020）04-0-03

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.026

農(nóng)業(yè)干旱是干旱的一個重要分支，是氣象、土壤、植物共同作用下的結(jié)果，它與單純的氣象干旱或氣候干旱并不完全一致，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，農(nóng)業(yè)干旱更具有實際意義。遼寧省位于我國東北地區(qū)南部，氣候?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)型大陸氣候，干旱為主要的氣象災(zāi)害。遼寧春旱發(fā)生頻率最高，夏旱次之，春夏秋連旱最低，大致呈現(xiàn)“西多東少”的南北向帶狀分布特征。遼西、遼北北部和遼南南部地區(qū)為3個多干旱區(qū)，中部和遼東地區(qū)較少[1]。遼西春旱占50%，兩年一遇，干旱影響作物的播種和出苗，甚至影響一些農(nóng)田不能下種或幼苗枯死、絕收或者嚴(yán)重減產(chǎn)。對2019年4月遼西地區(qū)農(nóng)業(yè)干旱特征進(jìn)行了分析，并給出干旱成因，研究結(jié)果對開展遼西地區(qū)春播關(guān)鍵期氣象防災(zāi)減災(zāi)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與處理

根據(jù)遼寧省氣象信息中心提供的1961—2019年遼寧省53個氣象站4月逐日降水量資料，站點分布均勻，具有代表性[2]。土壤含水量的月資料選取1981—2019年遼寧省17個農(nóng)業(yè)氣象觀測站，淺層（0～20 cm）土壤含水量為0～10 cm和10～20 cm的平均值。將阜蒙、彰武、朝陽、錦州郊區(qū)、黑山、海城、建昌、綏中共8個農(nóng)氣站代表遼寧西部地區(qū)（遼西），利用Excel 2010對土壤含水量、降水量數(shù)據(jù)處理并制圖;利用ArcGIS9.3繪制土壤含水量度的空間分布。土壤含水量（R）用百分率（%）表示，1981-2010年代表歷史平均數(shù)值時段，不同等級干旱分別定義標(biāo)準(zhǔn)如下。土壤飽和：>90%;適宜：60%

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

土壤含水量的長期變化特征采用趨勢系數(shù)和氣候傾向率來研究，并進(jìn)行了相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計檢驗[3]。

2 4月農(nóng)業(yè)干旱歷史概況

2.1 降水量時空特征

2.2.1 空間分布 2019年4月，遼寧省降水量呈現(xiàn)東南沿海多，西北區(qū)域明顯少，丹東寬甸降水量最多達(dá)到50 mm以上，遼西地區(qū)錦州南部、阜新、朝陽、葫蘆島降水量不足30 mm，其中，朝陽建平鎮(zhèn)常年平均降水量為21.4 mm，充分說明了遼寧省春播期降水多少的懸殊，尤其是遼西地區(qū)，有“十年九旱”之稱，歷年春旱十分嚴(yán)重（圖1）。

2.2.2 時間演變 2019年4月，全省平均降水量為10.5 mm，比常年（34.1 mm）偏少69%，比去年（26.3 mm）偏少60%，為2015年以來歷史同期最少值。1961—2019年4月遼西降水量呈顯著的減少趨勢，降水量最少的5年分別為2017年、2001、2019、2014、1994年，降水異常偏少的5年里有3年發(fā)生在2010年以后，表明近5年遼西地區(qū)發(fā)生極端干旱事件明顯增加。2019年4月，遼西地區(qū)平均降水量為6.1 mm，比常年（39.8 mm）偏少84%，為1961年以來遼西地區(qū)降水量第三少值（圖2）。

2.2 土壤含水量時空特征

2.2.1 空間變化趨勢 1981—2019年4月0～20 cm土壤墑情遼西、遼南呈不同變化趨勢（圖3），趨勢系數(shù)顯著變化地區(qū)主要集中在遼西、遼南地區(qū)，這些地區(qū)也是遼寧省春旱易發(fā)區(qū)。朝陽地區(qū)趨勢系數(shù)-0.42（通過了顯著性檢驗），大連、營口、鞍山趨勢系數(shù)0.42（通過了顯著性檢驗）。4月遼西地區(qū)土壤濕度呈現(xiàn)顯著的減少趨勢，即干旱化程度加劇。

2.2.2 時間演變特征 1981—2019年4月0～20 cm土壤墑情呈減少趨勢。年際變化上看，1981—2019年4月遼西地區(qū)土壤墑情年際變化較大，土壤濕度為44%～88%，近25年未出現(xiàn)土壤墑情飽和;1981—2019年遼東地區(qū)土壤墑情適宜。其中，遼西地區(qū)為64%，遼東地區(qū)為75%。2013年全省土壤墑情達(dá)到極大值，近5年土壤墑情持續(xù)偏差。2019年為遼西、遼東土壤墑情為近39年最差的一年（圖4）。

3 2019年4月干旱特征分析

3.1 降水情況統(tǒng)計

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

4月，沈陽、鞍山北部、撫順北部、錦州、阜新、遼陽、鐵嶺、朝陽大部、盤錦和葫蘆島北部偏少83%以上，其他地區(qū)偏少22%～77%（圖5）。根據(jù)4月遼西地區(qū)逐日降水量累計距平曲線（圖6），可以看出，遼西地區(qū)一直處于降水偏少狀態(tài)，4月19日前，無降水。

3.2 土壤墑情監(jiān)測

4月逢3、逢8土壤墑情監(jiān)測結(jié)果顯示，遼西、遼北干旱持續(xù)發(fā)展，遼東地區(qū)大部分土壤墑情適宜，個別地區(qū)土壤墑情飽和。4月28日測墑結(jié)果顯示，遼西地區(qū)的錦州西部、阜新西部、朝東部地區(qū)土壤相對濕度為16%～38%，為重度干旱;遼西地區(qū)錦州東部、阜新東部、朝陽西部、葫蘆島東部地區(qū)土壤相對濕度為41%～55%，為輕到中度干旱;撫順和本溪部分地區(qū)土壤相對濕度大于90%，土壤飽和;其它地區(qū)土壤相對濕度為61%～88%，土壤墑情適宜（圖7f）。

4月28日全省干旱面積比例達(dá)59.9%，其中，重旱面積24.5%、中旱面積22.7%（圖8）。

4 2019年4遼西干旱成因分析

4.1 封凍前底墑差

遼西4月土壤濕度與封凍雨（前一年農(nóng)田土壤封凍前的降雨）、3月28日墑情及封凍前底墑等前期氣候因子呈顯著正相關(guān)關(guān)系，尤其是與3月28日墑情相關(guān)最為顯著。在底墑雨充足的地區(qū)或者年份，土壤封凍后農(nóng)田可保持較多的水分，第二年隨著土壤解凍后會形成明顯的返漿現(xiàn)象，減輕春旱的發(fā)生程度。反之，底墑雨少，土壤保持水分少，則會加劇春旱的發(fā)生。這主要是由北方特有的封凍雨特點所決定，在秋季，儲存在土壤里的水分隨著冬季溫度的降低封凍在土壤里，第二年春季，氣溫升高，土壤化通后會形成明顯的返漿現(xiàn)象，從而有效緩解了春旱程度[4]。

2018年11月18日測墑結(jié)果顯示，遼西地區(qū)呈現(xiàn)不同等級干旱。沈陽大部、大連大部、鞍山北部、撫順西部、本溪西部、丹東大部、錦州部分、營口局部、阜新西部、朝陽和葫蘆島北部地區(qū)農(nóng)田耕層（0～50 cm，下同）土壤相對濕度24%～58%，為輕到重度干旱;其他地區(qū)土壤墑情適宜（圖9）。即2019年3月28日測墑結(jié)果顯示，遼西不同等級干旱持續(xù)或加重。錦州義縣、朝陽中東部和葫蘆島建昌地區(qū)土壤相對濕度為33%～38%，為重度干旱;鞍山臺安、錦州大部、阜新、朝陽西部、葫蘆島大部地區(qū)土壤相對濕度為40%～59%，為輕到中度干旱;鞍山海城、撫順新賓、本溪本溪縣、鐵嶺西豐地區(qū)土壤相對濕度大于90%，土壤飽和;其他地區(qū)土壤相對濕度為62%～89%，土壤墑情適宜（圖9）。

4.2 入春來降水異常偏少

在底墑雨少、春播雨也少的年份，極容易發(fā)生春季干旱，即使底墑雨正?；蛘咻^好，而春播雨特少的年份也會發(fā)生春季干旱。大田作物播種、出苗階段，這一時期雨量的多少及其分配情況直接影響春季干旱的發(fā)生及其程度。

2019年3月，全省平均降水量為11.4 mm，比常年（14.7 mm）偏少22.4%。4月，全省平均降水量為10.5 mm，比常年（34.1 mm）偏少69%，為2015年以來歷史同期最少值。受前期持續(xù)少雨以及4月降水量偏少影響，全省干旱不斷發(fā)展。月內(nèi)出現(xiàn)三次小雨過程，未出現(xiàn)大范圍透雨過程。13—14日，中北部和東南部地區(qū)出現(xiàn)小雨局部中雨，西部地區(qū)出現(xiàn)零星小雨，平均降水量2.5 mm;19—20日，大部地區(qū)出現(xiàn)小雨，丹東、葫蘆島地區(qū)局部鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)中雨，平均降水量2.2 mm。23—26日，大部地區(qū)出現(xiàn)小雨，部分地區(qū)出現(xiàn)中雨，平均降水量4.5 mm。

4.3 氣溫偏高、大風(fēng)天氣助力土壤失墑

2019年3月，全省平均氣溫為4.0℃，比常年（1.5℃）偏高2.5℃，與2014年并列為1951年以來同期第三高值;4月，全省平均氣溫為10.6℃，比常年（10.2℃）偏高0.4℃。隨著春季氣溫回暖快，大風(fēng)天氣增多，蒸發(fā)量增加，土壤墑情失墑較快。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭宗凱，馬林，王若男，等.遼寧朝陽地區(qū)干旱規(guī)律分析及抗旱對策研究[A].第34屆中國氣象學(xué)會年會S4重大氣象干旱成因，物理機(jī)制，監(jiān)測預(yù)測與影響論文集[A].中國氣象學(xué)會，2017：30-36.

[2] 胡春麗，李輯，王婉昭，等.遼寧省春播期降水的時空特征及其對土壤水分的影響[J].災(zāi)害學(xué)，2018，33（1）：53-58，70.

[3] 施能.北半球冬季大氣環(huán)流遙相關(guān)的長期變化及其與我國氣候變化的關(guān)系[J].氣象學(xué)報，1996，54（6）：675-683.

[4] 王小桃，李輯，李晶，等.遼西地區(qū)春播期土壤濕度變化特征及氣象影響因子分析[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（4）：250-255.

責(zé)任編輯：黃艷飛