朝阳市2020年温光水资源特征及对玉米生长发育影响评估

张富荣， 王 优， 李书君， 刘志鹏

(朝阳市气象局， 辽宁 朝阳122000)

朝阳市位于辽宁省西部，属典型干旱半干旱季风气候，常年主要气候特点是气温偏高，日照充足，光热资源丰富，雨热同季，降雨量偏少且时空分布不均[1]。目前，朝阳市主栽的大田农作物仍为玉米，2020年玉米播种面积达34.9万hm2,占粮食作物播种面积的75%，玉米产量的丰歉直接决定全市粮食产量的高低，而玉米仍然是基于自然气候条件的雨养生产方式[2]。诸多学者研究表明，干旱半干旱地区玉米生长发育、产量形成与自然降水量显著相关[3-4]。宋凤斌等[5]认为水分供应不足会造成玉米植株滞长，发育期延迟。张淑杰等[6]研究指出：玉米受水分胁迫(水资源短缺)影响穗粒数和穗粒重都呈减少的趋势；孙青然等[7-8]探讨了区域年度水热资源匹配优劣对农田作物产量影响。刘文平等[9]评估了夏季降水资源的多少对玉米生产量的影响。因此，分析评估朝阳市的光热水资源变化特征与农作物，特别是玉米生产的匹配度，对朝阳市根据气象资源合理布局农作物生产、保障粮食安全具有重要现实意义。

1材料与方法

1.1资料来源

朝阳市2020年的温度、降水、日照等数据选自朝阳、叶柏寿、北票、喀左、凌源、老建平、羊山7个国家级观测站的资料，历年温度、降水、日照等数据，根据中国气象局业务规定，选取1980～2010年共30 a的均值。

1.2分析方法

采用距平对比分析和Excel作图方法，比较朝阳市2020年度水热资源要素值与历年同期值的差异。

2结果与分析

2.1水热资源概况

2.1.1 热量 朝阳市2020年全市年平均气温为9.0℃，比历年的8.6℃偏高0.4℃。其中：月平均气温(图1)4-5月、9-10月、12月比历年低，其他月比历年高；年最高气温为39.0℃，7月24日出现在朝阳站；年最低气温为-30.4℃，2月14日出现在老建平站。

2.1.2 光照 朝阳市2020年全市年平均日照时数为3 430.9 h，比历年的2 740.6 h多690.3 h。其中各月日照时数(图2)均比历年多(图2)。

2.2降水量

朝阳市2020年全市平均年降水量424.4mm，比历年的460.9 mm少36.5 mm，减少7.9%。其中：月降水量1月、2-3月、5月、8-9月、11月比历年多，4月、6-7月、10月、12月比历年少。年降水量的区域差异较大(图3)，2020年降水量朝阳站最多为458.8 mm、北票站最少为363.4 mm，两站相差95.4 mm；除老建平站比历年偏多外，其他站均比历年少。其中：老建平站年降水量为433.4 mm，比历年多0.6 mm；北票站年降水量为363.4 mm，比历年少88.6 mm，偏少19.6%。

2.3朝阳市2020年水热条件对玉米生长发育的影响

朝阳市2020年玉米生长季(4～9月)的气候特征是：气温较历年偏高，日照较历年偏多，光热资源充足；年降水量较历年偏少，降水时空分布不匀，阶段性干旱较重。总体是玉米生长季光热量条件较好，降水不足，其中4月、6-7月的降水未能满足玉米生产对水分的需求。

2.3.1 玉米春播期热量条件充足，透雨出现时间较及时 朝阳市2020年玉米春播期(3-5月)，气温偏高，日照偏多，热量条件较好，总降水量偏多，水资源较丰富。尽管总降水量偏多，但降水时空分布不均匀，4月1日至15日，全市没有出现有效降水，气温高，降水少，致使土壤失墒严重，大部分地区出现中度到重度干旱。4月中下旬和5月末朝阳市连续出现有效降水天气过程，逐步解除了前期各地的旱情，确保了大田玉米在5月底前如期播种或出苗。

2.3.2 苗期降水偏少，大部分地区气象干旱显现 6月降水总量明显偏少，部分地区水分条件供给不足。6月16日开始，受高温少雨影响，大部分地区气象干旱显露，山坡地、土质贫瘠地块出现玉米叶片卷曲、打蔫等旱象。截止6月末，由于水资源补充不及时，气象干旱没有得到有效缓解。

2.3.3 抽雄(穗)至灌浆期，热量条件较好，水分条件满足程度差 6月下旬至7月末，朝阳市降水量明显偏少，且降水时空分布极不均匀，致使区域性、阶段性干旱发生较重，期间大部分地区玉米处于抽雄开花期，遭受了严重的“卡脖旱”。受灾的玉米发育延迟，植株矮小，底叶枯黄，严重的花期不遇，空秆率高，产量形成受到较大的影响。进入8月份，朝阳市降水天气过程较多，降水量偏多，各地的旱情逐步得到解除，对玉米后期生长发育有一定的补偿作用，但严重受灾地块，难以恢复产能。

2.3.4 成熟期热量资源基本正常，降水异常偏多 9月是朝阳市玉米灌浆至成熟阶段，月内光照较多，利于玉米后期发育和成熟，对玉米灌浆、籽粒干物质积累和产量形成很有利；成熟期内降水量异常偏多，有效补充了农田土壤含水量。由于9月降水天气过程多，部分时段晴热天气较少，不利于籽粒脱水，使得大田玉米成熟偏晚一周左右。

3结论与讨论

1) 2020年朝阳市光热资源充足，水分资源较常年偏少且时空分布不均衡。春季和秋季，水热资源匹配较好。夏季农作物生长发育关键时段(6-7月)，水热资源匹配不佳，导致大田作物遭受了较重夏季干旱灾害，造成大部分地区农作物减产，农业气象产量属于偏歉年景。

2) 朝阳市是干旱易发区，与省内其他地区相比，属于水资源匮乏区。特别是近年来，夏季水分资源匮乏问题凸显，夏季干旱频繁发生，如2009年、2013年和2014年干旱发生时段都在夏季，此时大田玉米正处于开花授粉灌浆阶段，旱灾对作物生长发育和产量形成危害较重[10]。

3) 在全球气候变暖大背景下，区域年度水热资源变化不确定性增加[11-12]。为合理开发利用气候资源，趋利避害，作为水资源相对匮乏的朝阳市，应更加密切关注自然降水资源变化规律，加强人工增雨工程建设，大力推广节水灌溉等技术措施，增加水资源含量，提高水资源利用效率，保障区域粮食稳产高产。