魏思成 李凱偉 張繼權(quán)* 楊月婷 劉 聰 王春乙
1)(東北師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,長(zhǎng)春 130117) 2)(中國(guó)氣象科學(xué)研究院,北京 100081)
花生是我國(guó)重要的食品、油料和經(jīng)濟(jì)作物,是推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)作物之一[1]。黃淮海地區(qū)花生種植面積和產(chǎn)量約占全國(guó)的60%,是我國(guó)重要的花生產(chǎn)地[2]。近年隨著全球氣候變暖,黃淮海地區(qū)旱澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)明顯增多[3],花生生產(chǎn)面臨巨大威脅。因此,對(duì)黃淮海地區(qū)春花生旱澇災(zāi)害進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),不僅可以量化春花生旱澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn),還可以優(yōu)化黃淮海地區(qū)春花生產(chǎn)業(yè)化布局,對(duì)春花生防災(zāi)減災(zāi)意義重大。
目前,極端天氣事件頻繁發(fā)生,農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害被廣泛關(guān)注[4-8],其中對(duì)旱澇災(zāi)害的研究逐漸增多,主要集中在玉米、水稻及小麥等糧食作物[9-10],有關(guān)經(jīng)濟(jì)作物旱澇災(zāi)害研究報(bào)道較少[11-12]。郁凌華等[13]以統(tǒng)計(jì)方法研究黃淮海地區(qū)夏玉米生長(zhǎng)季的旱澇時(shí)空分布特征,運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(standardized precipitation index),對(duì)1970—2010年黃淮海地區(qū)的降水量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。任宗悅等[14]的東北地區(qū)春玉米生長(zhǎng)期旱澇趨勢(shì)的時(shí)空演變規(guī)律研究,主要以累積水分盈虧指數(shù)為旱澇指標(biāo),并結(jié)合M-K趨勢(shì)檢驗(yàn)和突變檢驗(yàn)法及GIS空間分析技術(shù)等展開數(shù)據(jù)分析。張愛民等[15]以水稻、小麥旱澇災(zāi)害損失評(píng)估模型分析旱澇災(zāi)害對(duì)水稻、小麥產(chǎn)量的影響。相對(duì)而言,關(guān)于花生旱澇災(zāi)害的研究報(bào)道較少,且研究主要集中在干旱、澇害對(duì)花生的影響及花生抗旱性、抗?jié)承澡b定等方面。干旱、澇害對(duì)花生的影響方面的研究主要集中在花生形態(tài)、生理生化指標(biāo)、產(chǎn)量[16-20]等方面,揭示不同旱澇程度對(duì)花生生產(chǎn)及產(chǎn)量影響,而花生抗旱性、抗?jié)承澡b定研究多集中在花生性狀的相關(guān)指標(biāo)及抗旱指數(shù)計(jì)算[21-23]。
本文以黃淮海地區(qū)春花生為研究對(duì)象,選擇標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù)作為表征春花生旱澇情況的指標(biāo),分析黃淮海地區(qū)春花生旱澇災(zāi)害空間分布特征。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)災(zāi)害發(fā)生的強(qiáng)度和頻率構(gòu)建春花生旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型,對(duì)黃淮海地區(qū)春花生旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià),研究結(jié)果可為黃淮海地區(qū)春花生旱澇災(zāi)害防災(zāi)減損及安全生產(chǎn)保障提供參考。
黃淮海地區(qū)土地總面積為4.08×105km2,占全國(guó)土地總量的4.3%,由黃淮平原、魯中南丘陵、膠東丘陵、冀魯豫低洼平原和燕山太行山山麓平原等5個(gè)自然生態(tài)區(qū)組成,其中耕地面積為2.1538×107hm2,占全國(guó)耕地總面積的16.3%。黃淮海地區(qū)東鄰黃海、渤海,西倚太行山、豫西山地,北靠長(zhǎng)城,南踞淮河,行政區(qū)劃分包括北京、天津、河北、河南、山東、安徽和江蘇五省二市,共369個(gè)縣(市、區(qū))。黃淮海地區(qū)地處我國(guó)東北亞經(jīng)濟(jì)圈,環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈橫跨其中,是我國(guó)重要的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工基地。黃淮海地區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,大于等于10℃積溫為3600~4800℃·d,全年無霜期為170~200 d,年降水量為500~950 mm,旱、澇、沙、堿等為制約黃淮海地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要環(huán)境限制因素。2010年黃淮海地區(qū)花生播種面積約2×106hm2,占全國(guó)花生總播種面積的58%;花生產(chǎn)量約8×106t,占全國(guó)花生總產(chǎn)量的62%[24-25]。
研究所采用的數(shù)據(jù)主要包括氣象數(shù)據(jù)和作物數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來源于國(guó)家氣象信息中心,包括1960—2019年黃淮海地區(qū)186個(gè)地面觀測(cè)氣象站點(diǎn)(圖1)觀測(cè)的日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫和逐日降水量等。作物數(shù)據(jù)來源于研究區(qū)內(nèi)各省市統(tǒng)計(jì)年鑒和中國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)網(wǎng),包括1960—2019年黃淮海地區(qū)花生的播種面積、年產(chǎn)量、年平均單產(chǎn)數(shù)據(jù)以及春花生發(fā)育階段劃分。
圖1 研究區(qū)域內(nèi)氣象站點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of weather stations in target area
春花生是喜溫、較耐寒、怕澇的一年生豆科作物。在黃淮海地區(qū),春花生生長(zhǎng)季可達(dá)170~180 d,一般在4月中下旬播種,9月下旬—10月上旬收獲。春花生生長(zhǎng)季分為出苗期(從播種到50%的幼苗出土并展開第1片真葉)、幼苗期(從50%種子出苗到50%植株第1朵花開放)、花針期(從50%植株開始開花到50%植株出現(xiàn)雞頭狀的幼果)、結(jié)莢期(從50%植株出現(xiàn)雞頭狀幼果到50%植株出現(xiàn)飽果)、飽果期(從50%植株出現(xiàn)飽果到莢果飽滿成熟收獲)5個(gè)時(shí)期[26],具體時(shí)間段劃分如表1所示。其中,出苗期-幼苗期為發(fā)育前期,花針期為發(fā)育中期,結(jié)莢期-飽果期為發(fā)育后期。
表1 黃淮海地區(qū)春花生發(fā)育期劃分Table 1 Division of spring peanut growing season in Huang-Huai-Hai Region
標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸騰指數(shù)(standardized precipitation evapotranspiration index)是Vicente-Serrano等[27]兼顧標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)、降水和蒸發(fā)因素[28]提出的一種干旱指標(biāo)。本文在綜合前人研究[29]的基礎(chǔ)上,鑒于春花生不同發(fā)育階段需水量不同,將春花生不同發(fā)育階段的需水量作為重要指標(biāo)加入計(jì)算,構(gòu)建可綜合表征春花生旱澇情況的標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù)(standardized precipitation requirement index,ISPR)。具體過程和計(jì)算公式如下:
①計(jì)算不同發(fā)育階段作物日需水。
作物發(fā)育階段需水量是由發(fā)育階段內(nèi)逐日需水量累積得到,逐日需水量反映不同時(shí)期不同地區(qū)大氣蒸發(fā)能力對(duì)作物需水量的影響,參照聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,F(xiàn)AO)推薦的Penman-Monteith公式[30]計(jì)算,以標(biāo)準(zhǔn)條件下(長(zhǎng)勢(shì)良好,供水充足)的逐日蒸散量作為理論需水量
ETc=Kc×ET0。
(1)
式(1)中,ETc為逐日作物需水量,單位:mm;Kc為春花生作物系數(shù),反映土壤蒸發(fā)、作物蒸騰的綜合效應(yīng),分別受氣候條件、土壤蒸發(fā)、作物種類、作物生長(zhǎng)狀況等多種因素的影響[31],本文結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況參考FAO推薦值選用作物系數(shù)[32](表2);ET0為逐日參考作物蒸散量,單位:mm。
表2 春花生作物系數(shù)Table 2 Spring peanut crop coefficient
②計(jì)算各發(fā)育階段降水量與作物需水量的差值D[33],即
Di=Pi-ETci。
(2)
式(2)中,i=1,2,3分別表示發(fā)育前期、發(fā)育中期和發(fā)育后期;P為各發(fā)育階段降水量,單位:mm;ETc為各發(fā)育階段作物需水量,單位:mm。
③對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行正態(tài)化。
由于原始序列中存在負(fù)值,因此在計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù)時(shí)需采用3個(gè)參數(shù)的log-logistic概率分布函數(shù),正態(tài)化后的數(shù)值即為標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù)值[33]。
log-logistic概率分布函數(shù)公式為
(3)
式(3)中,參數(shù)α,β,γ由線性矩方法擬合獲得。
對(duì)累積概率密度Y進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化:
Y=1-F(x)。
(4)
當(dāng)累積概Y≤0.5時(shí),
(5)
(6)
當(dāng)累積概率Y>0.5時(shí),
(7)
(8)
其中,ISPR為標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù),c0=2.515517,c1=0.802853,c2=0.010328,d1=1.432788,d2=0.189269,d3=0.001308。
參照文獻(xiàn)[34-35],基于ISPR將旱澇災(zāi)害劃分為7級(jí)(如表3所示)。
表3 基于標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù)(ISPR)的旱澇等級(jí)劃分Table 3 Drought and flood grade based on standardized precipitation requirement index(ISPR)
旱澇頻率(Pd)定義為某一站點(diǎn)發(fā)生某種程度旱澇的年數(shù)與研究時(shí)段總年數(shù)之比[36],
(9)
式(9)中,n為某站點(diǎn)在某發(fā)育階段發(fā)生某種程度旱澇年數(shù),N為總年數(shù)。
旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性主要由危害強(qiáng)度和發(fā)生概率表征,根據(jù)屈振江等[37]的研究成果,構(gòu)建春花生主要?dú)庀鬄?zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù):
Hx=Cs×Ps+Cm×Pm+Cl×Pl。
(10)
式(10)中,Hx為某種災(zāi)害的危險(xiǎn)性指數(shù),表示危險(xiǎn)性大小,Hx值越大,則旱(澇)災(zāi)害危險(xiǎn)性越大,災(zāi)害發(fā)生時(shí)造成的損失越大。Cs,Cm,Cl分別為重度、中度、輕度災(zāi)害的災(zāi)損系數(shù)即危害強(qiáng)度;Ps,Pm,Pl分別為重度、中度、輕度旱(澇)災(zāi)害的發(fā)生概率。
基于前人研究成果[18,38]以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)與不同發(fā)育階段災(zāi)害強(qiáng)度的相關(guān)分析結(jié)果,確定春花生不同發(fā)育階段干旱和澇害的災(zāi)損系數(shù)(表4和表5)。
表4 春花生干旱災(zāi)損系數(shù)Table 4 The damage coefficients of drought disaster for spring peanut
表5 春花生澇害災(zāi)損系數(shù)Table 5 The damage coefficients of waterlogging for spring peanut
為分析黃淮海地區(qū)春花生旱澇災(zāi)害空間分布特征,利用氣象數(shù)據(jù)計(jì)算出1960—2019年ISPR,結(jié)合ISPR旱澇等級(jí)劃分對(duì)春花生旱澇頻率進(jìn)行計(jì)算,并使用反距離權(quán)重插值法進(jìn)行插值。
2.1.1 春花生干旱空間分布特征
1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生不同發(fā)育階段干旱發(fā)生頻率均超過25%,多數(shù)地區(qū)的發(fā)生頻率為30%~35%,僅個(gè)別地區(qū)發(fā)生頻率為35%~45%。其中,春花生發(fā)育前期,黃河流域種植區(qū)和淮河流域種植區(qū)僅存在零散地區(qū)干旱發(fā)生率超過40%;黃河流域北部種植區(qū)、海河流域東北部種植區(qū)和淮河流域中部及北部種植區(qū)等干旱發(fā)生頻率多為35%~40%。春花生發(fā)育中期,干旱發(fā)生頻率為40%~45%的地區(qū)僅存在于黃河流域北部種植區(qū),干旱發(fā)生頻率為35%~40%的地區(qū)零散分布于整個(gè)黃淮海地區(qū)。春花生發(fā)育后期,僅海河流域東北部種植區(qū)小部分區(qū)域的干旱發(fā)生頻率為40%~45%,干旱發(fā)生頻率為35%~40%的情況在3個(gè)流域均零散分布(圖2)。
圖2 1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生不同發(fā)育階段干旱發(fā)生頻率Fig.2 The frequency of drought disasters in different growth stages of spring peanut in Huang-Huai-Hai Region from 1960 to 2019
綜合近60年春花生生長(zhǎng)季干旱等級(jí),黃淮海地區(qū)春花生干旱發(fā)生頻率在30%以下,以輕度干旱和中度干旱為主。輕旱和中旱發(fā)生頻率最高的地區(qū)主要位于黃河流域和海河流域,重旱發(fā)生頻率最高地區(qū)出現(xiàn)在黃河流域北部、西部以及海河流域的南部。干旱發(fā)生頻率為25%~30%的地區(qū)存在于黃河流域北部,面積極??;干旱發(fā)生頻率為20%~25%的地區(qū)包括黃河流域西部、西北部、北部和中部某些種植區(qū)域、海河流域北部種植區(qū)和淮河流域的東北部種植區(qū);干旱發(fā)生頻率為15%~20%的地區(qū)分布廣泛,涵蓋整個(gè)黃淮海研究區(qū);僅有零散幾處位于黃河流域種植區(qū)、海河流域中南部種植區(qū)以及淮河流域西北部的種植區(qū)域干旱發(fā)生頻率小于15%,不易發(fā)生干旱(圖3)。
圖3 1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生生長(zhǎng)季干旱發(fā)生頻率Fig.3 The frequency of drought disasters during growing season of spring peanut in Huang-Huai-Hai Region from 1960 to 2019
2.1.2 春花生澇害空間分布特征
1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生在生長(zhǎng)季內(nèi)澇害發(fā)生頻率略高于干旱發(fā)生頻率。春花生發(fā)育前期,絕大多數(shù)地區(qū)發(fā)生澇害的頻率為28%~36%。春花生發(fā)育中期,有七成地區(qū)的春花生澇害發(fā)生頻率達(dá)到32%~36%;在黃河流域和海河流域中部,部分種植區(qū)春花生澇害發(fā)生頻率高達(dá)36%~40%。春花生發(fā)育后期,黃河流域中部種植區(qū)春花生澇害發(fā)生頻率較高地區(qū)顯著減少,在淮河流域北部種植區(qū)則出現(xiàn)春花生澇害發(fā)生頻率最高的地區(qū)(圖4)。
綜合60年春花生生長(zhǎng)季澇害等級(jí),以輕度澇害和中度澇害為主,整體發(fā)生頻率較高。輕澇發(fā)生頻率最高的地區(qū)位于黃河流域西部,中澇發(fā)生頻率最高的地區(qū)分散在整個(gè)研究區(qū)內(nèi),重澇發(fā)生頻率最高地區(qū)則位于黃河流域南部。研究區(qū)澇害發(fā)生頻率為35%~40%的地區(qū)分布范圍較小,集中在黃河流域中部種植區(qū)、中西部種植區(qū)和北部部分種植區(qū)、海河流域北部種植區(qū)和淮河流域北部種植區(qū);黃河流域大部分種植區(qū)、海河流域東部種植區(qū)和淮河流域北部種植區(qū)及南部種植區(qū)的春花生澇害發(fā)生頻率為32%~36%,易發(fā)生澇害;黃河流域的西部種植區(qū)、東部種植區(qū)、海河流域南部種植區(qū)和淮河流域南部種植區(qū)春花生澇害發(fā)生頻率較高;黃河流域西部種植區(qū)、東部少部分種植區(qū)和海河流域中部小片種植區(qū)春花生澇害發(fā)生頻率較低,低于28%(圖5)。
圖4 1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生不同發(fā)育階段澇害發(fā)生頻率Fig.4 The frequency of waterlogging in different growth stages of spring peanut in Huang-Huai-Hai Region from 1960 to 2019
圖5 1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生生長(zhǎng)季澇害發(fā)生頻率Fig.5 The frequency of waterlogging during growing season of spring peanut in Huang-Huai-Hai Region from 1960 to 2019
對(duì)危險(xiǎn)性指數(shù)進(jìn)行歸一化處理,利用自然斷點(diǎn)法將研究區(qū)春花生旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性劃分為低危險(xiǎn)性、中危險(xiǎn)性和高危險(xiǎn)性3個(gè)等級(jí)。分析春花生各發(fā)育階段的干旱危險(xiǎn)性,其中,低危險(xiǎn)性為Hx<0.27,中危險(xiǎn)性為0.27≤Hx<0.52,高危險(xiǎn)性為Hx≥0.52。分析春花生各發(fā)育階段的澇害災(zāi)害危險(xiǎn)性,其中,低危險(xiǎn)性為Hx<0.29,中危險(xiǎn)性為0.29≤Hx<0.46,高危險(xiǎn)性為Hx≥0.46。
2.2.1 春花生干旱危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)
春花生發(fā)育前期,黃河流域北部種植區(qū)域及西部種植區(qū)域、海河流域北部種植區(qū)域均存在春花生干旱危險(xiǎn)性較高區(qū)域;黃河流域和淮河流域中部則是干旱危險(xiǎn)性中等的地區(qū)。春花生發(fā)育中期,中、高干旱危險(xiǎn)性區(qū)域主要集中在黃河流域中部,其余大部分地區(qū)干旱危險(xiǎn)性較低。春花生發(fā)育后期,由于對(duì)水分的需求量變大,干旱危險(xiǎn)性為中、高等級(jí)的地區(qū)明顯增多,在整個(gè)黃淮海地區(qū)均有分布。從春花生生長(zhǎng)季看,干旱危險(xiǎn)性中、高等級(jí)地區(qū)主要分布在黃河流域北部種植區(qū)和海河流域北部種植區(qū),這與當(dāng)?shù)貧夂蛳辔呛希黄溆喔珊滴kU(xiǎn)性中、高等級(jí)地區(qū)則零散分布在黃河流域種植區(qū)和海河流域種植區(qū),而淮河流域種植區(qū)的春花生在生長(zhǎng)季內(nèi)干旱危險(xiǎn)性均較低(圖6)。
圖6 1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生不同發(fā)育階段和生長(zhǎng)季干旱危險(xiǎn)性分布Fig.6 Distribution of drought risk in different growth stages and growing seasonof spring peanut in Huang-Huai-Hai Region from 1960 to 2019
2.2.2 春花生澇害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)
綜合澇害等級(jí)、災(zāi)損系數(shù)構(gòu)建澇害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型,進(jìn)行春花生各發(fā)育階段澇害危險(xiǎn)性分析(圖7)。春花生發(fā)育前期,黃河流域種植區(qū)、海河流域種植區(qū)和淮河流域北部種植區(qū)均是主要澇害危險(xiǎn)性較高地區(qū);春花生發(fā)育中期,澇害危險(xiǎn)性較高地區(qū)則出現(xiàn)整體南移。春花生發(fā)育后期,黃河流域的北部種植區(qū)和東部種植區(qū)以及海河流域的上半部種植區(qū)是澇害危險(xiǎn)性較高的集中區(qū),澇害危險(xiǎn)性較高地區(qū)明顯減少。綜合春花生的整個(gè)生長(zhǎng)季看,澇害危險(xiǎn)性中、高等級(jí)的地區(qū)約占全區(qū)的20%,集中在黃河流域的中部和海河流域的北部,而淮河流域大部分地區(qū)均為春花生澇害危險(xiǎn)性較低區(qū)域。
圖7 1960—2019年黃淮海地區(qū)春花生不同發(fā)育階段和生長(zhǎng)季澇害危險(xiǎn)性分布Fig.7 Risk distribution of waterlogging in different growth stages and growing season of spring peanut in Huang-Huai-Hai Region from 1960 to 2019
本文以黃淮海地區(qū)春花生為研究對(duì)象,基于標(biāo)準(zhǔn)化降水作物需水指數(shù)(ISPR)分析春花生不同發(fā)育階段旱澇災(zāi)害的空間分布特征,并在此基礎(chǔ)上考慮不同發(fā)育階段、不同程度災(zāi)害的災(zāi)損系數(shù)構(gòu)建春花生旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)模型,對(duì)春花生旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià),主要結(jié)論如下:
1)春花生不同發(fā)育階段干旱頻率的空間分布差異很大。春花生發(fā)育前期干旱頻率高的地區(qū)分布最廣;發(fā)育中期和發(fā)育后期春花生干旱頻率高地區(qū)相對(duì)較少。綜合近60年春花生生長(zhǎng)季看,干旱發(fā)生頻率高的地區(qū)有黃河流域的西部、西北部、北部和中部某些區(qū)域、海河流域北部和淮河流域東北部,與不同發(fā)育階段干旱頻率空間分布基本吻合。
2)春花生不同發(fā)育階段澇害發(fā)生頻率均較高,其中發(fā)育中期澇害發(fā)生頻率高的地區(qū)極為廣泛,約占總區(qū)域的80%;其余兩個(gè)發(fā)育階段澇害發(fā)生頻率高的地區(qū)相對(duì)較少,約占總區(qū)域的50%。綜合近60年春花生生長(zhǎng)季看,澇害高發(fā)區(qū)多為中度澇害,一般集中在黃河流域大部分種植區(qū)、海河流域東部種植區(qū)以及淮河流域北部種植區(qū)、南部種植區(qū)。
3)春花生不同發(fā)育階段干旱以低危險(xiǎn)性為主,中、高危險(xiǎn)性地區(qū)分布較為分散,發(fā)育前期主要分布在黃河流域北部種植區(qū)、海河流域北部種植區(qū)以及淮河流域中部種植區(qū),發(fā)育中期主要分布在黃河流域中西部種植區(qū),發(fā)育后期主要分布在淮河流域大部分種植區(qū)。綜合近60年春花生生長(zhǎng)季看,春花生干旱危險(xiǎn)性整體較低,高危險(xiǎn)性地區(qū)零散分布,主要集中在黃河流域西北部種植區(qū)。
4)春花生不同發(fā)育階段澇害危險(xiǎn)性均較低,其中發(fā)育前期和發(fā)育中期澇害中、高危險(xiǎn)地區(qū)分布范圍較大,約占總區(qū)域的30%,以黃河流域西北部種植區(qū)、海河流域中北部種植區(qū)以及淮河流域外部種植區(qū)為主;發(fā)育后期中、高危險(xiǎn)地區(qū)分布范圍相對(duì)較小,以黃淮海地區(qū)中部種植區(qū)為主。綜合近60年春花生生長(zhǎng)季看,春花生澇害危險(xiǎn)性整體較低,中、高危險(xiǎn)性地區(qū)多數(shù)分布在黃河流域種植區(qū),海河流域北部種植區(qū)也有部分存在。
干旱和澇害是我國(guó)典型的自然災(zāi)害[39-40],發(fā)生頻率較高、影響范圍較廣、危害較大。經(jīng)濟(jì)作物更容易受到災(zāi)害影響,且經(jīng)濟(jì)損失更大。在黃淮海地區(qū),由于自然和經(jīng)濟(jì)條件、農(nóng)業(yè)的發(fā)展程度有明顯的地域差異[41],本文從農(nóng)業(yè)旱澇角度出發(fā)對(duì)該地區(qū)春花生進(jìn)行旱澇危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。根據(jù)花生在不同發(fā)育階段的需水特點(diǎn),將主要結(jié)論與有關(guān)黃淮海流域旱澇時(shí)空分布研究[42]進(jìn)行對(duì)比,在保證結(jié)論較為吻合的前提下也獲得新啟發(fā):如黃淮海地區(qū)夏秋兩季旱澇問題較為嚴(yán)重,黃河和海河流域干旱問題較多,淮河流域則是旱澇并存,以及應(yīng)該充分考慮旱澇急轉(zhuǎn)等相關(guān)問題。由于本文僅考慮自然因素對(duì)該地區(qū)旱澇的影響,在今后的研究中應(yīng)加入人文和社會(huì)影響因素。
總體而言,黃淮海地區(qū)春花生旱澇災(zāi)害危險(xiǎn)性相對(duì)較低,但部分地區(qū)仍具有較高危險(xiǎn)性。干旱危險(xiǎn)性最高的地區(qū)集中在黃河流域西北部,這是由于該地區(qū)降水資源量相對(duì)匱乏[43],易產(chǎn)生不同程度干旱,在春花生不同發(fā)育階段造成不同程度影響。春花生發(fā)育前期,干旱影響力極大,主要表現(xiàn)為春花生生長(zhǎng)緩慢,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)受阻,干物質(zhì)積累量少[44];發(fā)育中期,干旱對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響較大,易造成春花生大幅減產(chǎn)[45];發(fā)育后期,干旱對(duì)春花生的影響相對(duì)較小,但此階段發(fā)生干旱易造成春花生早衰,飽果率下降[46]。澇害危險(xiǎn)性最高的地區(qū)集中在黃河流域中部種植區(qū)和海河流域北部種植區(qū),該種植區(qū)降水較多、溫度較低,春花生發(fā)育中期對(duì)澇害最敏感。在各發(fā)育階段,澇害抑制種植區(qū)春花生發(fā)育期葉片的光合作用、熒光作用、根系活力等,降低了春花生發(fā)育期葉片中的葉綠素和可溶性蛋白含量,最終導(dǎo)致春花生減產(chǎn)[47]。綜合春花生各發(fā)育階段干旱及澇害危險(xiǎn)性,在黃河流域北部及中部種植區(qū)常發(fā)生旱澇急轉(zhuǎn)事件,因此應(yīng)在削減旱澇急轉(zhuǎn)災(zāi)害的危險(xiǎn)性、調(diào)控種植區(qū)作物暴露度、降低脆弱性、提升整體種植防災(zāi)減災(zāi)能力和種植區(qū)管理水平等方面予以把握[48]。