现如今世界各国对干旱指标研究较多,约有50多种,这里简单说几种:
一、降水量
大气降水是农业水分供应的主要来源。降水长时间稀少可能造成土壤水分不足,植物体内水分平衡遭到破坏,正常的生理活动受阻,影响生长发育及产量形成。尽管大气降水只是农田水分平衡收入项的一部分,但是,一定气候区域内大气降水的多少及其年内季节分配情况与当地的干湿状况有密切的关系,在一定程度上反映了对农业需水的满足程度。而且降水资料易于获得,时间序列长,资料的站点多,覆盖面大。因此,降水量仍是评价农业干旱的常用指标之一。
二、水分供求差或水分供求比
水分供求差(比)反映本地某时段内水分可能供给量与作物群体需水量的关系。它可以弥补用降水量作干旱指标时只考虑农田水分收入而不考虑水分支出的不足,具有一定的农业气候意义。
三、帕默尔指数(PDSI)
干旱的形成和发展是水分亏缺缓慢的过程。大多数气候学的干旱指标,只考虑某一时段的水分亏缺量,没有和持续时间相联系,因此难以揭示出干旱的严重程度。知道了各地帕默尔指数的分布,根据帕默尔指数与干旱等级的对照,便可得到有关地区的干旱情况。如果连续分析其时间变化特征,可以看出干旱的发生、发展、减弱和结束过程,从而为干旱监测、评估提供有力的依据。
四、用土壤水分表示的干旱指标
由于土壤蒸发和植物蒸腾不断消耗土壤中的水分,若无降水或降水显著偏少,会使土壤水分入不敷出而逐渐变干。最先使浅根或需水多的作物发生萎蔫,旱情进一步发展,浅根作物严重受旱以致死亡,深根作物也发生凋萎,进而落叶、落花、落果,甚至枯死。长期无降水,不但植物受灾,河水断流,水井干涸,以至人、畜饮水都发生困难,酿成灾荒。
植物利用的水分主要是植物通过根系从土壤中吸收的。如果土壤水分充足,能够满足植物蒸腾的需要,植物的光合作用及干物质生长便能顺利进行;反之,土壤水分减少到一定程度时,土壤对水分的束缚力加大,植物吸水困难,蒸腾受到影响,光合能力减弱,植物萎蔫,严重时可逐渐死亡。因此,土壤干旱是农业干旱的直接原因,土壤水分含量可以作为衡量农业干旱程度及其对植物生长影响的指标。
农业干旱
干旱
干旱是指长期无雨或少雨,使土壤水分不足、作物水分平衡遭到破坏而减产的农业气象灾害。
定义
【干旱】(drought damage)通常包含两种含义:一是干旱气候,指某地多年无降水或降水很少的一种气候现象,世界气象组织将干燥度(年可能蒸散量与年降水量之比)大于10的地区定为严重干旱区或沙漠区,又称常年干旱区;二是干旱灾害,指某地在某一时段内的降水量比其多年平均降水量显著偏少,导致经济活动(尤其是农业生产)和人类生活受到较大危害的现象。
干旱的类型及其相互关系编辑本段回目录
干旱是指因水分的收与支或供与求不平衡而形成的持续的水分短缺现象。这种水分的短缺可以表现为降水量的不足、土壤水分的缺乏或江河湖泊水位偏低等。从类型上,干旱可以分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱。
气象干旱指某时段内,由于蒸发量和降水量的收支不平衡,水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。
农业干旱指在作物生育期内,由于土壤水分持续不足而造成的作物体内水分亏缺,影响作物正常生长发育的现象。
水文干旱是指由于降水的长期短缺而造成某段时间内,地表水或地下水收支不平衡,出现水分短缺,使江河流量、湖泊水位、水库蓄水等减少的现象。
社会经济干旱是指由自然系统与人类社会经济系统中水资源供需不平衡造成的异常水分短缺现象。社会对水的需求通常分为工业需水、农业需水和生活与服务行业需水等。如果需大于供,就会发生社会经济干旱。
在四类干旱中,气象干旱是一种自然现象,最直观的表现在降水量的减少,而农业、水文和社会经济干旱更关注人类和社会方面。气象干旱是其他三种类型干旱的基础。由于农业、水文和社会经济干旱的发生受到地表水和地下水供应的影响,其频率小于气象干旱。当气象干旱持续一段时间,就有可能发生农业、水文和社会经济干旱,并产生相应的后果。经常是在气象干旱发生几周后,土壤水分不足导致农作物、草原和牧场受旱才表现出来。几个月的持续气象干旱才导致江河径流、水库水位、湖泊水位、地下水位下降,出现水文干旱。当水分短缺影响到人类生活或经济需水时,就发生社会经济干旱。地表水与地下水系统水资源供应量受其管理方式的影响,使得降水不足与主要干旱类型的直接联系降低。例如,在发生气象干旱后,假如能及时为农作物提供灌溉,或采取其他农业措施保持土壤水分,满足作物需要,就不会形成农业干旱。但在灌溉设施不完备的地方,气象干旱是引发农业干旱的最重要因素。
气象干旱等级划分
根据国家气候中心制定的国家标准《气象干旱等级标准》,气象干旱可分为轻旱、中旱、重旱、特旱4个等级。轻旱为降水较常年偏少,地表空气干燥,土壤出现水分轻度不足;中旱为降水持续较常年偏少,土壤表面干燥,土壤出现水分不足,地表植物叶片白天有萎蔫现象;重旱为土壤出现水分持续严重不足,土壤出现较厚的干土层,植物萎蔫、叶片干枯、果实脱落;对农作物和生态环境造成较严重影响,工业生产、人畜饮水产生一定影响;特旱为土壤出现水分长时间严重不足,地表植物干枯、死亡;对农作物和生态环境造成严重影响、工业生产、人畜饮水产生较大影响。
危害
干旱对作物危害程度与其发生的季节、作物的种类、品种、生育期有关。春季干旱影响春播,或造成春播作物缺苗断垄并影响越冬作物的正常生长。
7~8月份的伏旱,在中国北方影响玉米、高粱、水稻的正常生长,造成棉花的蕾铃脱落。在南方影响早、中稻的正常灌浆和晚稻的移栽成活。
秋旱影响秋作物的产量及越冬作物的播种。伏旱和秋旱都会使土壤的底墒不足而加剧翌年的春旱。
作物对干旱的抵抗能力称为抗旱性,不同作物的抗旱性不同,水稻的抗旱性最差,遇干旱无灌溉的条件时减产严重,陆稻其次,大麦、小麦、黑麦、燕麦、花生等作物抗旱性中等,糜子、高粱、胡流、粟、马铃薯、甘薯、绿豆等作物抗旱性较强。
作物对不同类型干旱的反应是不同的,例如一些豆科作物根系发达,抗土壤干旱的能力强,但不能忍受大气干旱;玉米抗大气干旱能力强而不能忍受土壤干旱。我国发生干旱最严重的地区是甘肃中部、宁夏南部、山西和陕西北部、内蒙古自治区的中西部以及河北省坝上地区等。防御干旱主要靠发展水利灌溉事业、植树造林、改革农业结构、改进耕作制。度以及加强农田基本建设等。
(一)用土壤湿度来表示农业干旱程度
土壤质量湿度:土壤水分重量占土重的百分数;
土壤容积湿度:土壤水分容积占总体积的百分数(表6-3)。
表6-3 土壤质量湿度与土壤容积湿度表
(二)用粮食减产指标表示旱灾等级
减产粮食占粮食总产量的百分率:10%~30%为轻灾年;30%~50%为重灾年;>50%为极旱年。
(三)农业干旱区划分
1.分区指标内容
气象、水文及其他自然地理条件类同,农业生产遭受干旱类型的一致性,干旱指数变化近似,受旱系数、耕灌比系数与水资源利用系数相关等划分为同一类型区域。
2.广西干旱分区
潮湿区占广西市县数的46%:主要位于桂北、桂东山区与桂南滨海区。
桂北、桂东山区潮湿区主要包括罗城、资源、全州、龙胜、兴安、灌阳、灵川、永福、恭城、平乐、荔浦、临桂、阳朔、桂林市郊,富川、钟山、贺州、昭平、蒙山、岑溪、藤县、苍梧和梧州市郊,三江、融安和融水。该地区特点是:多年平均降水量 1329.7~2128.8mm,干旱指数0.40~0.73;干旱类型以秋旱为主;受旱系数较低,耕灌比系数大,变化在0.54~0.77之间,水资源开发利用系数较低。
桂南滨海区潮湿区特点是:多年平均降水量 1600~2700mm,干旱指数 0.36~0.62,类型为春旱、秋旱。
干旱区主要在龙江与红水河的上游、南盘江以南、桂西北岩溶山区、桂西与桂中岩溶丘陵区。龙江红水河上游与南盘江以南区包括河池市和百色市与贵州省、云南省毗邻的6个县。地势向东南方向倾斜,降水量和年径流值均是广西低值区之一,气候干燥,蒸发量高,形成干旱系数也大。桂西北岩溶山区,包括河池市和百色市的大部分县,年降水量和年径流值比广西多年均值低15%以下,气温高、蒸发量大、气候干燥少雨,干旱指数0.53~1.01之间。地貌类型以喀斯特峰丛洼地为主,地表土层浅薄且不连续,持水持肥能力差,地表缺水而地下河流发育,春秋季节经常发生干旱,居民饮水困难,晚稻严重缺水。桂西与桂中岩溶丘陵区包括南宁市、崇左市、柳州市和来宾市的所有县,多数县年降水量在1500mm以下,年径流深在 406~1097mm 之间,大部分县喀斯特地貌发育,气温高、蒸发量大、气候燥热,干旱指数大多在0.6以上,主要受春旱、秋旱影响。
(四)广西农业干旱类型
春旱:2~4(5)月,是早稻和早玉米种植和生长的关键时期;
夏旱:5~8(9)月,是中稻发育时期;
秋旱:7~11月,种植双季晚稻和晚玉米;
还可细分:春旱、春夏旱、夏旱、夏秋旱、秋旱、连旱6种。
(五)干旱发生频次最多的区域
春旱:最多为河池与南宁地区,次为百色地区,最少是桂林地区。
夏旱:桂林地区最多,次为柳州地区,再次为南宁地区,最少是梧州与钦州地区。
秋旱:是广西最主要的干旱类型,以梧州和钦州两地区为主,出现概率为53.1%和52.9%,次为玉林和河池地区,出现概率为 48.8%和 43.7%,柳州地区概率为40.9%,百色、南宁、桂林概率为37.5%,35%,34%。
(六)干旱年的判别及计算方法
相对距平值=±100(年受旱面积-多年平均受旱面积)/多年受旱面积(%)正值为干旱年,累计N年内发生干旱的年份的年数取n值,则干旱比率η=n/N。
干旱级别划分:
轻旱:0.15X~1.41X;
重旱:1.41X~2.10X;
极旱:>2.10X。
其中,X表示多年平均受旱面积。
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