基于作物水分亏缺指数的春玉米季节性干旱时空特征分析

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1、万方数据第25卷第8期282009年8月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．25No．8Aug．2009基于作物水分亏缺指数的春玉米季节性干旱时空特征分析黄晚华1，一，杨晓光麟，曲辉辉1，冯利平1，黄彬香1，王靖1，施生锦1，武永峰3，张晓煜1，尚小平4，杨光立4，李茂松3(1．中国农业大学资源与环境学院，北京100193；3．中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京100081；2．湖南省气象科学研究所，长沙410007；4．湖南省农业科学院土壤与肥料研究所，长沙410125)摘要：季节性干旱是影响湖南春玉米生产最突出的气象灾

2、害，分析其时空分布特征和发生的规律，可为湖南春玉米生产的发展和合理布局提供技术支持。该文基于湖南省96个气象站点1961--2007年地面气象观测资料，采用FAO于1998年推荐的Penman．Monteith方法计算了参考作物蒸散量、玉米的作物需水量。考虑盈余降水对水分亏缺指数的影响，修正了的水分亏缺指数计算方法，并依据玉米的水分亏缺指数，分析了季节性干旱发生频率的时空特征。并选取不同区域典型站点分析了水分亏缺指数年代际变化特征。结果表明，湖南春玉米生长季节内干旱呈现明显的季节性和空间区域分布特征：干旱频率较高的时段主要在玉米抽雄一吐丝阶段及其后的生育阶段，且

3、随生育期后移干旱频率明显增加，以轻旱程度为主。空间分布特征是以湘中南的衡阳及周边一带干旱频率最高，其次为湘东、湘北一带次高，湘西等地春玉米干旱频率低。各年代之间比较，以20世纪80年代干旱较严重，90年代干旱相对较轻。关键词：作物，干旱，水资源，作物水分亏缺指数，作物需水量，时空特征，春玉米doi：lO．3969巧．issn．1002—6819．2009．08．006中图分类号：S165+．22文献标识码：A文章编号：1002—6819(2009)-8-0028-07黄晚华，杨晓光，曲辉辉，等．基于作物水分亏缺指数的春玉米季节性干旱时空特征分析[J]．农业工程学

4、报，2009，25(8)：28—34．HuangWazlhua,YangXiaoguang，QllHuihui，eta1．Analysisofspatio-temporalcharacteristiconseasonaldroughtofspringmaizebasedoncropwaterdeficitindex[J]．TransactionsoftheCSAE，2009，25(8)：28—34．(inChinesewithEnglishabstract)0引言玉米是湖南省仅次于水稻的第二大粮食作物，随着农作物结构调整和市场需求增加，玉米生产缺口很大。目前播种

5、面积达320khm2，总产达140万t。按照目前的需求500万t，至少要在此基础上再增加900khl．n2，才能满足本省需要【l】。同时玉米为C。作物，光合效率高，单位面积产量普遍高于其它粮食作物【21。玉米和水稻进行水旱轮作，能够有效改变土壤结构和提高肥力，促进增产和保护农业生态环境【3】。总之，湖南省发展玉米种植对保证粮食安全、平衡粮食结构和实现农业可持续发展意义重大。湖南省玉米种植以春玉米为主，占全部种植面积的85％左右。湖南省大部分地区春玉米在3月中下旬播种，7月中下旬成熟收获。由于湖南省大部分地区雨季通常在6月下旬至7月上旬结束【4】，此时正值玉米抽雄

6、一灌浆阶收稿日期：2009-03-02修订日期：2009-05．13基金项目：国家科技支撑计划(2006BAD04807)：公益性行业(农业)科研专项(200803028)；国家科技基础性工作专项(2007FYl20loo)。作者简介：黄晚华(1978一)，男，湖南邵东人，工程师，主要从事农业气象科研工作。长沙湖南省气象科学研究所，410007。Email：huangwh2008国163．com※通信作者：杨晓光，女，博士，教授，博士生导师。主要从事农业气候资源利用领域研究。北京中国农业大学资源与环境学院，100193．Email：yangxg@cau．edu．

7、gn段，这一阶段的需水量最大【2】。如果雨季结束比常年偏早或降水量偏少，就会出现季节性干旱，影响玉米产量降6】。由此可见，季节性干旱是制约湖南玉米生长发育和产量形成重要因素。系统分析湖南省春玉米季节性干旱的时空分布特征、发生规律及其对玉米生产可能影响，可为湖南春玉米生产的发展和合理布局提供一定的理论基础。目前用于分析农业干旱的指标较多，作物水分亏缺指数(C耽D，)是表征作物水分亏缺程度的指标之一，作物水分亏缺为作物需水量与实际供水量之差，以百分率(％)表示。作物缺水指数较好地反映了土壤、植物和气象三方面因素的综合影响，比较真实地反映出作物水分亏缺状况，是常用的作

8、物干旱诊断指标之--[7