基于作物水分亏缺指数分析北方旱作地区春玉米干旱时空变化

摘要

采用1961-2018年北方旱作区156个气象站日值气候数据和1991-2013年春玉米生育期资料,依据干燥度指数将北方旱作地区划分为4个亚区。基于作物水分亏缺指数(CWDI),通过分析各亚区水分供需状况、CWDI年际变化、干旱站次比和频率,揭示了中国北方旱作区春玉米干旱时空变化特征。结果表明:(1)Ⅰ区(湿润地区)和Ⅱ区(半湿润地区)水分供需平衡,Ⅲ区(半干旱地区)和Ⅳ区(干旱地区)水分供需不平衡。Ⅰ区降水量均方差达到70mm,CWDI年际间变化幅度最大,20世纪70年代CWDI在播种-出苗期和出苗-拔节期均为剧烈波动期;Ⅱ区CWDI在20世纪80年代春玉米乳熟-成熟期波动幅度较大;Ⅲ区在抽雄-乳熟期CWDI以1.06个百分点·10a^(-1)(P<0.05)速率增加,年际间干旱有扩大趋势;Ⅳ区年际间CWDI变化不大。(2)1961-2018年抽雄-乳熟期干旱站次比以2.58个百分点·10a^(-1)(P<0.05)的速率显著递增,其中发生特旱的平均站次比为14.95%,其余4个生育阶段无显著变化。抽雄-乳熟期发生旱级最重且干旱范围有显著扩大趋势。(3)在空间分布上,干旱等级和频率均呈现明显的东西向分布。黑龙江东部和西南部、吉林辽宁西部(Ⅰ区和Ⅱ区)发生轻旱频率达到3a两遇以上;张承地区(Ⅲ区)在播种-出苗期中旱频率5a一遇以上;毛乌素沙地(Ⅳ区)在拔节-抽雄期特旱频率达到3a两遇,以特旱威胁拔节-抽雄期为主。