陸耀凡，廖雪萍，陳欣，李耀先，黎穎智

（1．廣西百色市氣象局，廣西 百色 533000；2．廣西氣象減災研究所，廣西 南寧 530022； 3．百色市田東縣氣象局，廣西 田東 531500；4．廣西氣象服務中心，廣西 南寧 530022；）

右江河谷已于2008年列入我國甘蔗布局優(yōu)勢區(qū)域之一［1］，但該區(qū)季節(jié)性干旱頻繁，且隨著氣候的變暖，一年中大部分月份干旱有所加劇［2］。甘蔗喜溫喜光，生長需要豐沛的水分，因此干旱缺水已成為制約右江河谷甘蔗產量提高的主要氣象因素［3－4］。近幾十年來全球氣候變暖背景下極端干旱事件呈頻發(fā)趨勢，有關干旱的評價指標、演變規(guī)律、風險評估、監(jiān)測與預測技術等內容已成為應對氣候變化研究熱點。為減緩和預防干旱對作物生產帶來的不良影響，很多學者研究了干旱對全國或區(qū)域性玉米、小麥、水稻、棉花、花生、大豆、甘蔗等作物的影響［5－9］，并已建立一系列與作物密切相關的干旱指標，包括氣象指標、土壤墑情指標、作物生理生態(tài)指標及其它綜合監(jiān)測指標等［10］。其中作物水分虧缺指數能較好反映作物水分虧缺與農業(yè)干旱情況，在我國不同區(qū)域具有較好的適用性［11］，是目前應用較為廣泛的指標之一［12］。 蘇永秀等人［4］建立了基于水分盈虧指數的廣西雙季稻和甘蔗的干旱動態(tài)監(jiān)測模型，通過和嚴重干旱年份影響實況比較，認為該模型能較客觀反映廣西農業(yè)干旱的時空分布特征。因此，本文選用水分盈虧指數來表征甘蔗生長季干旱狀況，以期通過分析近40a右江河谷甘蔗各生育期水分盈虧指數及其變化趨勢，探明該區(qū)甘蔗生長季干旱時空分布規(guī)律，為右江河谷科學制定灌溉計劃、保障甘蔗穩(wěn)產高產提供參考依據。

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1 資料與方法

1．1 資料來源

氣象資料為右江河谷包括百色、田陽、田東和平果4個縣區(qū)氣象觀測站1971－2013年歷年逐日降水量實測值。

圖1 1971－2013年右江河谷甘蔗生長季及各發(fā)育期水分盈虧指數分布

圖2 1971－2013年右江河谷甘蔗生長季及各發(fā)育期水分盈虧指數氣候傾向率

發(fā)育期資料為平果站1990－2013年歷年甘蔗發(fā)育期實測值?？紤]到右江河谷各縣區(qū)的氣候條件相差不大，甘蔗（宿根）的播種、生長發(fā)育進度差異不大，因此右江河谷各縣區(qū)甘蔗多年平均發(fā)育期由平果站甘蔗發(fā)育期實測值統(tǒng)計得到。

1．2 水分盈虧指數計算方法

作物水分盈虧指數（CWSDI）是作物某一生育期階段有效降水量和相應階段作物需水量之差與作物需水量的比值，表達式如下：

CWSDI＝（Pe－ETc）／ETc

其中：ETc為作物生育期階段內的需水量，本文直接參考易燕明等人［13］用彭曼公式計算得到的百色甘蔗逐旬需水量推算右江河谷甘蔗生長季及各發(fā)育期需水量。Pe為作物相應生育期階段內有效降水量，采用美國農業(yè)部土壤保持局推薦方法［14］計算。

圖3 1971－2013年右江河谷甘蔗生長季及各發(fā)育期水分盈虧指數年代際變化

CWSDI＞0 表示水分盈余，CWSDI＝0 表示水分收支平衡，CWSDI＜0表示水分虧缺。

2 結果與分析

2．1甘蔗生長季及各發(fā)育期需水量

根據平果站甘蔗生育期觀測資料，統(tǒng)計出甘蔗各發(fā)育期平均普遍期：發(fā)株3月13日、莖伸長6月25日、成熟11月17日，生長季（發(fā)株－成熟）為3月13日至11月17日。經計算得到甘蔗生長季及各發(fā)育期需水量（表1）。

2．2 生長季及各發(fā)育期盈虧指數及其時空特征

2．2．1 生長季及各發(fā)育期盈虧指數空間分布特征

由圖1可見，右江河谷甘蔗生長季的水分盈虧指數為－0．31～－0．21，右江河谷區(qū)域平均水分盈虧指數為－0．27，表明該區(qū)域各縣區(qū)甘蔗生長季的水分均虧缺，其中右江區(qū)和田陽縣水分虧缺最多，平果縣的水分虧缺最少。從各發(fā)育期來看，發(fā)株－莖伸長期水分盈虧指數為 1．93～2．60， 平均水分盈虧指數為2．19，表明右江河谷各縣區(qū)該發(fā)育期階段的水分均有盈余，沒有出現干旱。莖伸長－成熟期水分盈虧指數為－0．53～－0．48，平均水分盈虧指數為－0．52，表明各縣區(qū)該發(fā)育期階段的水分均虧缺，其中田陽縣的水分虧缺最多，平果縣水分虧缺最少。

2．2．2 生長季及各發(fā)育期盈虧指數變化趨勢

由圖2可見，1971～2013a右江河谷甘蔗生長季及各發(fā)育期水分盈虧指數的變化呈下降趨勢，其中整個生長季水分盈虧指數的降速為 0．02～0．03／10a，發(fā)株－莖伸長期水分盈虧指數的降速為 0．03～0．1／10a，莖伸長－成熟期水分盈虧指數降速為0．01～0．03／10a，表明甘蔗生長季及莖伸長－成熟期的水分虧缺呈現出增大趨勢。發(fā)株－莖伸長期水分盈余量呈現減少趨勢。生長季右江河谷各縣區(qū)水分盈虧指數的下降趨勢均達到顯著水平；莖伸長－成熟期百色、平果的下降趨勢達到顯著水平，其余縣的下降趨勢不顯著；發(fā)株－莖伸長期各縣區(qū)的下降趨勢均不顯著。

2．2．3 生長季及各發(fā)育期盈虧指數年代際變化特征

由圖3可見，甘蔗生長季70、80、90年代及21世紀前 10 年的水分盈虧指數分別為－0．22、－0．25、－0．29、－0．31，各縣區(qū)的水分盈虧指數隨著年代的增長而變小，最大值均出現在70年代，最小值均出現在21世紀，說明21世紀以來干旱有所加劇。發(fā)株－莖伸長期水分盈虧指數最小值除平果縣出現在80年代外，其余縣區(qū)均出現在90年代，說明雖然該發(fā)育期階段水分有盈余，但90年代右江河谷大部降雨較其他年代偏少。莖伸長－成熟期水分盈虧指數除田東縣最大值出現在80年代外，其余縣區(qū)最大值均出現在70年代，最小值均出現在21世紀前10年。說明進入21世紀以來，甘蔗關鍵生長期的干旱加劇是右江河谷各地共同面臨的問題。

3 結論與討論

（1）右江河谷甘蔗生長季的水分均虧缺，平均水分盈虧指數為－0．27，其中右江區(qū)和田陽縣水分虧缺最多，平果縣水分虧缺最少。發(fā)株－莖伸長期各縣區(qū)水分均有盈余，但莖伸長－成熟期各縣區(qū)水分均虧缺，其中田陽縣水分虧缺最多，平果縣虧缺最少。

（2）近40a右江河谷甘蔗生長季及各發(fā)育期水分盈虧指數的變化呈下降趨勢，其中生長季水分盈虧指數的降速為 0．02～0．03／10a。

（3）右江河谷甘蔗生長季水分盈虧指數隨著年代的增長而變小，最大值均出現在70年代，最小值均出現在21世紀。莖伸長－成熟期水分盈虧指數最小值均出現在21世紀前10年。

通過分析可知，右江河谷甘蔗生長季的干旱主要由莖伸長－成熟期水分虧缺引起，且呈現出加重的趨勢，秋旱是影響甘蔗生產的主要氣象災害，與何燕等人研究結論有所不同［15］，本文是根據甘蔗各生長發(fā)育階段的需水量進行分析其干旱特征，因此分析得出的右江河谷甘蔗干旱特征的結論針對性強且更符合生產實際。甘蔗生長季干旱演變趨勢與李艷蘭等人［2］分析廣西干旱變化趨勢的結果相符。本文除分析甘蔗生長季干旱特征外，還具體分析各發(fā)育期干旱情況，若單純進行作物全生育階段干旱情況的研究，容易掩蓋作物生長發(fā)育過程中水分供給的變化，因此本研究結果對于實施精細化的甘蔗生產水分管理有著具體的指導意義。

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