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宁南旱区降水规律分析及降水资源化技术途径选择

张静  
【摘要】: 宁南旱区位于我国内陆腹地,地处黄土高原西北端,为典型的内陆气候,分为半湿润偏旱、半干旱、半干旱偏旱三个类型区,以半干旱区为主体。全区年均降水量约400mm,不足全国平均值的半数。受地理位置和山地丘陵沟壑地形的限制,远离冰川雪山,欠缺江河灌溉条件,降水成为农业基本水分来源。近年来由于水资源短缺势头难以逆转、旱情加剧,因此,借助科学技术进步,提高降水利用效率,提升降水资源化程度,就成为宁南旱区农业与农村经济实现可持续发展所要解决的重大问题。 本研究以宁南旱区泾源县、隆德县、西吉县、固原县、海原县、同心县和盐池县等典型地区40年(1961-2000年)日降水资料为基础,在深入认识宁南旱区降水特征及规律的基础上,对旱区降水进行科学分析,揭示了降水资源化的制约因素。借助降水—作物—生态系统的相关学科理论和方法,采用定量与定性结合、宏观与微观结合、基础研究与应用研究结合的研究方法,在对前人大量研究和早区生产实践工作积累、认识和归纳的基础上,对宁南旱区降水资源化较系统地提出了初步而又明确的认识。 宁南地区年降水量稳定在270~584mm范围之间。区域年降水在空间分布上,由南到北降水量逐渐降低;随着区域降水量的降低,变异性进一步增加;随着时间尺度(年、月、旬)的变小,降水量的变异性增加。年降水量在时间分布上,主要集中在6~9月,4月和11月为一年中降水量变化的转折点;年均降水日数88天,显效降水日数少,占同期的13.6%;无效降水量占年降水量的比例高,近47%;7~10月的月降水量与其年降水量都有显著或极显著的相关性。各县年降水量因时段长短不同呈现一定的波动性。以40年为尺度比较年降水量变化都呈降低趋势;各月降水量随时序的变化趋势与年降水量随时间变化的趋势有不一致性。认识宁南旱区降水量的时空变化规律和降水特征,对研究并推广运用技术措施,积极安排抗旱,做到年际调控用水,增进该地区有限降水的生产潜力具有重要意义。这也是宁南旱区农业可持续发展的基础。 尽管存在空间和年际间的多变性,但宁南旱区各县的年均降水量在一个时段内的时间序列上基本符合正态分布。从实际的40年降水资料看,可近似估计该区降水量≥(X—1S)mm的出现频率大于84.13%,表明在一定的降水量范围内,其年降水量又有一定的稳定性。这一相对稳定的降水量阈值是研究该地区降水高效利用技术的前提和基础。为充分挖掘本地区的降水潜力,对降水的利用应从时间序列上考虑,确立以丰补歉、丰歉相济的指导思想,以适应降水因时间不同而造成的多变性。 通过对偏离平均降水量较大的年份{年降水量偏多的年份:[≥(X+1S)mm] 年降水量偏少的年份:延〔X一lS~」}年降水量与各月降水量相关性分析发现,除通 常雨季月份降水量与年降水量存在显著的相关性外,在一些地区雨季前某些月份的降 水量也与年降水量存在显著或极显著的相关性。这些月份给该县区后半年,甚至全年 降水量变化的预测带来了一定的指示作用;也可以作为建立应变型种植制度降水年型 的预测依据。 依据宁南旱区降水资源特点,根据该地区的土壤、作物、地形地貌等农业生产条 件,文章提出了以下促进降水资源化的技术途径和思路: —提高旱区作物种群内在生产力是宁南旱区提高有限降水利用效率,实施降水 资源化的根本;确立与宁南旱区降水诸多规律相适应的“压夏扩秋、压粮扩草、压麦 扩经”的“三压三扩”的稳定型种植业结构,是整体提高水分利用效率、增进降水资 源化的基础。 —利用山坡地等地形地貌特征,将非耕地地表径流集中向农田转移、富集,推 广雨水集蓄窑窖补灌的农业技术,是宁南旱区提升降水资源化水平的重要途径。与此 相适应,实施秋膜垄沟种植技术,是实施农田内部空间降水再分配的微集水技术的重 要措施。 —鉴于宁南降水量趋于下降,干燥度相应上升,水面蒸发、土壤蒸发变大的现 实,广泛采取物理、化学的技术途径,控制无谓的水分散失,使无效蒸发化为有效的 植物蒸腾,是提升降水利用效率的重要途径。地膜覆盖、砂石覆盖、秸秆覆盖,以及 使用水分蒸发抑制剂等保水化学制剂,都是当前科学技术对降水资源化卓有成效的贡 献。 —基于地力水平与降水利用效率相关的认识,强化培肥地力、平衡施肥,以专 用肥的形式予以实用,提高降水资源化水平。


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