不同水文年型北方春玉米需水量研究.doc

不同水文年型北方春玉米需水量的研究 摘要：本文研究了不同水文年型春玉米典型站点年内、年际需水量的变化与整个北方春玉米区春玉米需水量的空间分布以及不同水文年型春玉米需水量与降雨量的相关性。 关键词：北方；春玉米；水文年型；需水量 一、研究概况 北方春播玉米 区 自 北 纬４０ °的 渤 海 岸 起， 经 山 海关， 沿长城顺太行山南下， 经太岳山和吕梁山， 直至陕西的秦岭北麓 的 以 北 地 区， 包 括 黑 龙 江、 吉 林、 辽 宁、宁夏和内蒙古的全部， 山西大部， 河北、 陕西和甘肃的一部分。 本文以作物水分亏缺指数分析了玉米季节性干旱时空特征。旨在分析东北地区玉米季节性干旱的时空分布特征和规律, 揭示玉米生长季内水分亏缺状况, 为东北地区玉米生产合理布局和防旱避灾提供科学依据。作物水分亏缺指数是表征作物水分亏缺程度的指标之一。具体结果见表一。 二、北方春玉米作物需水量、 CWDI)的变化 东北春玉米种植区是我国重要的玉米生产区，是重要的玉米商品粮基地和工业加工原料基地，对解决我国粮食问题具有举足轻重的地位。该地区为旱作玉米区，雨热与玉米生长发育同步，大部分地区的年降水量为 400 ～ 1000 mm，东部降水集中在 5- 9 月， 西部则集中在 6 -8 月，70% ～ 80% 的降水集中在 6 - 8 月， 基本上是雨养农业。由于降水时空分布不均匀，东北地区容易发生季节性干旱。东北地区的干旱从春播作物开始播种的 4 月持续到 5 月或是 6 月。夏季干旱一般出现于 7 -8 月。个别年份春旱接着夏旱，则影响更为严重。由于玉米不同生育期对水分的需求量不同，因而受旱程度有较大差异。目前研究农业干旱的指标较多，因此选择一个合适的干旱指标对农业干旱的评判十分重要。比较简单的一般采用降水距平百分率、无雨日数及百分比法等降水量指标， 此类指标资料容易获取，计算方便，但是不能直接反映农作物遭受干旱的程度。作物生理干旱指标， 通过测量叶水势、 气孔导度、 细胞汁液浓度和伤流量指标等作物的生理参数来确定作物的干旱情况。由于生理参数的测量在不同植株、 不同叶片、 不同部位和不同取样时间测定，造成结果有很大差异，因此应用时需取较大数量样品。作物缺水指标是用实际耗水量与潜在最大需水量之比来表示作物干旱的指标。作物水分亏缺指标反映了土壤、 植物、 气象 3 方面因素的综合影响， 更宏观、 实用， 能较真实地反映出作物水分的亏缺状况，是较为常用的作物干旱诊断指标。 计算各旬玉米全生育期内作物需水量、 降水量和水分亏缺指数，求得东北地区 多年平均值，如图1所示。 图1东北地区春玉米作物需水量、 CWDI) 随时间变化图 研究区降雨主要集中在夏季的 7 月和 8 月份，旬降水量在 40mm 以上，7 月下旬达到最大值。东北地区玉米降水量主要呈现从 4 月下旬到 7 月下旬逐旬增加，7 月下旬达到峰值，8 月上旬到 9 月下旬逐旬减少的趋势。玉米的需水量与降水量具有相同的变化趋势，7 月下旬和整个 8 月份的降水量能够完全满足玉米对水分的需求，其余各旬的降水量均小于玉米需水量。CWDI 值在 7 月和 8 月份较低，小于 10% ，4 月下旬到 6月上旬 CWDI 值较高，大于 40% 。可以看出，降雨在 7 月和 8 月份基本可以满足玉米对水分的需求， 但其他各旬需水量均略高于降水量。在 4-6 月和 9 月份水分亏缺指数( CWDI) 值较高， 易引起玉米发生干旱。但由于降水年际变化较大， 且东北地区各地结束雨季的时间存在差异，部分地区在水分充足的时间段亦可能发生干旱。 三、北方春玉米生育期的特点 1. 北方春玉米生育期内参考作物蒸散量距平时空分布特征 时间尺度上，随着年代的增加，参考作物蒸散量距平值有逐渐增加的趋势。空间分布上，20世纪80年代东北三省玉米生育期内参考作物蒸散量距平高值区主要集中在吉林省的扶余、 长岭和双辽以及辽宁省的朝阳一带；低值区主要集中在黑龙江省境内大部地区。20世纪90年代玉米生育期内参考作物蒸散量距平高值区主要分布在黑龙江省的明水、鸡西以及辽宁省的岫岩、庄河和大连一带；低值区分布在黑龙江省东北部的富锦、宝清及吉林省西部的通榆、扶余和双辽一带。2001-2006年玉米生育期内参考作物蒸散量距平高值区主要集中在黑龙江省东北部的富锦、西部的齐齐哈尔及吉林省西部的白城，前敦一带；低值区主要集中在黑龙江省的明水及辽宁省的桓仁、岫岩和大连一带。 2. 北方春玉米生育期内需水量距平时空分布规律 时间尺度上，随着年代的增加，玉米需水量距平值也有逐渐增加的趋势。空间分布上，20世纪80年代东北三省玉米生育期内需水量距平高值区主要集中在吉林省的扶余；低值区主要集中在黑龙江省的富裕。20世纪90年代玉米生育期内需水量距平高值区主要分布