敖漢旗干旱原因分析及防御對策

李兄蓮，范永剛，王鐵男

（敖漢旗氣象局，內(nèi)蒙古敖漢 024300）

1 敖漢旗干旱發(fā)生的原因

干旱是指水分的收支或供求不平衡而形成的水分短缺現(xiàn)象，具有區(qū)域性和延續(xù)性的特征。干旱的形成和演變是多種因素共同作用的結(jié)果，其中氣候變化和人類活動兩大主導因素構(gòu)成了干旱演變的驅(qū)動力系統(tǒng)，且不同區(qū)域的主要驅(qū)動因素不同[1]。此外，復雜多變的地形地貌也使得造成干旱的原因更為復雜。

1.1 氣候的影響

氣候影響是造成敖漢旗干旱的最主要原因。干旱是指在農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不高的條件下，植物對水分的需要量和從土壤中吸取的水量在一個相當長的時期內(nèi)不相適應，而使農(nóng)作物產(chǎn)量下降的氣象現(xiàn)象[2]；另一種看法認為干旱是一種氣候現(xiàn)象，通常是指某地在某段持續(xù)的時期里降水量比常規(guī)顯著偏少，如果這種情況使該地區(qū)按照常規(guī)年景安排的經(jīng)濟活動，尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到缺水威脅時，則稱為旱象或發(fā)生干旱[3]。

我國屬世界12個貧水國家之一，人均水資源占有量 2 400 m3，只有世界人均占有量的 1／4[4-5]，雖然新中國成立后人工影響天氣等方面科學技術(shù)有了較大的發(fā)展，但還是沒能從根本上改變"靠天吃飯"的狀況。敖漢旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市的東南部，地理坐標東經(jīng) 119°32′～120°54′，北緯 41°42′～43°01′。屬溫帶大陸性季風氣候，具有多季風、少降水、富日照、寒暑變化激烈、四季分明的特點。春季多大風，氣溫回暖快，常出現(xiàn)春旱；夏季短而炎熱，降水集中，有時受大西洋副熱帶高壓控制造成伏旱；秋季日照充足，晝夜溫差較大，凍結(jié)日期早，平均凍結(jié)日期在10月4日；冬季漫長而寒冷，多受蒙古冷性高壓控制，降雪稀少。同時，近年來受厄爾尼諾現(xiàn)象的影響，極端天氣事件頻發(fā)，也是造成敖漢旗干旱的主要原因。

敖漢旗歷史上的最大風速為28.0 m/s，出現(xiàn)在1966年4月16日，平均每年出現(xiàn)風速在11 m/s及以上的大風天數(shù)為18 d，全年平均風速為4.3 m/s，最多風向為SSW（南南西）。豐富的風力資源增加了水分的蒸發(fā)，尤其是在大風比較集中的春季會經(jīng)常出現(xiàn)春旱和沙塵暴天氣。

敖漢旗平均氣溫在4.9～7.5℃，年積溫在2 700～3 200℃。冬季平均氣溫在-9.3～-7.3℃，極端最低氣溫為-30.7℃，出現(xiàn)在1979年12月24日；夏季平均氣溫在20～22℃，極端最高氣溫為41.7℃，出現(xiàn)在2000年7月14日。日照充沛，年日照時數(shù)在2 800～3 000 h，日照保證率54%～76%。春夏兩季的日照時間最多。

降水量指標一般多采用降雨距平百分比率法、百分比法及無雨日數(shù)等[6～9]。敖漢旗的年降水量從南向北遞減，平均在310～460mm，極端年最大降水量為740mm，極端年最小降水量只有200mm。按照降水量指標，則干旱嚴重年份和洪澇年份指標相差是非常大的。年蒸發(fā)量大，北部和南部較高，中部較低，平均在2 200～2 600mm，為年降水量的6～8倍，其中春季和夏季的蒸發(fā)占敖漢全年蒸發(fā)的71.9%。干燥指數(shù)計算公式如下：

（1）式中K為干燥度，E為最大可能蒸發(fā)量，r為降水量；K＞1，表示蒸發(fā)量大于降水量，降水不足，氣候干燥，K＞1的程度越高，氣候越干燥；K＜1，表示降水量大于蒸發(fā)量，降水有余，氣候濕潤，K＜1程度越高，氣候越濕潤。

由于最大可能蒸發(fā)量很難直接測定，一般都用經(jīng)驗公式計算。中科院采用謝良尼諾夫的積溫算法[10]，并結(jié)合我國實際情況，列出如下公式：

（2）式中系數(shù)0.16為假定沿秦嶺、淮河一線的可能蒸發(fā)量和降水量接近平衡（K=1）；∑t為日平均氣溫穩(wěn)定期≥10℃時的積溫；r為日平均氣溫穩(wěn)定期≥10℃時的降水量；所以這里的K為平均氣溫穩(wěn)定≥10℃時的干燥度，干燥度的具體分級指標：0.5～0.99為濕潤；1.00～1.19為半濕潤；1.20～3.99為半干旱；≥4.00為干旱。由表1、圖1可以看出，敖漢旗中南部至北部屬半干旱氣候，并且越往北干旱程度越大，貝子府和新地一線以南屬半濕潤氣候。

表1 敖漢旗代表性地區(qū)的干燥指數(shù)

1.2 人類活動的影響

人類活動造成生態(tài)環(huán)境的破壞，導致干旱形勢不斷加重。海陸間循環(huán)（約占總水汽的8%左右）對人類的影響最大，所以又稱大循環(huán)；陸上循環(huán)稱小循環(huán)，這部分比重雖小，但對小區(qū)域氣候、地表地下水源影響顯著。地表的植被如果遭到破壞將使降水快速滲透到地下，地表失去蒸發(fā)的水分，也沒有植被把水分從地下運輸?shù)降乇淼恼趄v作用，從而阻斷了水汽的循環(huán)。使當?shù)乜諝鉂穸认陆?，地表干燥，地下水季?jié)反差大，出現(xiàn)干旱性氣候。

敖漢旗大部分地區(qū)屬于半干旱氣候，一直以來嚴重缺水。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，一些工礦等工業(yè)用水激增、生活用水嚴重浪費，使得地下水位逐年下降，造成越干旱越采地下水，越采地下水越干旱的惡性循環(huán)。為了防災減災，各地可能會把形成冰雹、暴雨等災害的強對流云團打散，此舉雖然可以減少人民生命財產(chǎn)的損失，但同時會導致集中性的大量降水減少；敖漢旗的降水主要集中在6月—9月，以短時強降水為主，強對流云團的消散使地表徑流減少，中小水庫蓄水不足，從而影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用水的補給。

1.3 地形地貌和土壤母質(zhì)的因素

敖漢旗海拔在350～1 100 m，地處燕山山地向松遼平原過渡地帶，從西南向東北依次由低山丘陵、黃土丘陵、黃土漫崗、風沙坨沼和沿河平川地貌景觀組成，既所謂的"南山、中丘、北沙"。地勢西南高、東北低。

從地形地貌和土壤母質(zhì)分析：敖漢旗的南部低山丘陵地帶降水雖然比中部和北部偏多些，但在山體上部坡度較大，不利于水分的保持，且多為裸露的巖石或酸性巖殘積物。這種酸性沉積物是由酸性巖石風化而來，礫石含量相對較高，礦質(zhì)養(yǎng)分含量較低，不利于植被生長，所以在山體上植被覆蓋較少。山體中下部的黃土和黃土狀物質(zhì)是第四紀（一百萬年內(nèi)）的沉積物，含有一定的養(yǎng)分。山體中下部的坡度比上部緩和，有利于水分保持，所以在中下部的植被覆蓋率較高。敖漢旗的中部地勢起伏不大，黃土層和紅黃土層也比較深厚，但由于水土流失和蝕沙化雙重影響，加之降水偏少，土壤持水率并不高。而在北部除沿河流域水分充沛外，其他地區(qū)水分同樣缺乏。北段坨沼地貌的主要土壤母質(zhì)是風積沙，是由老哈河沖擊而來，經(jīng)風的搬運堆積而成，形成沙丘或平沙地，主要有粗沙或細沙組成，粒度極均勻，物理黏性粒含量只有5%左右，持水性差。同時，南高北低的地形也使得北方過來的天氣系統(tǒng)見過地形由北向南的逐步太升作用，水汽升高，冷凝成雨。這就造成了越往南部降水越多，地表持水性越好；越往北部降水越少，地表持水性越差。

2 敖漢旗干旱的防御對策

2.1 節(jié)約用水

大力宣傳節(jié)水常識，提高群眾節(jié)水意識，減少日常用水的浪費，提高水資源的利用率。在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)上要積極推廣噴、滴、滲、灌技術(shù)，盡量避免漫灌造成的浪費；同時做好水渠溝道防滲工作，減少不必要的浪費；掌握作物生長需水規(guī)律，合理灌溉；積極推廣覆膜技術(shù)，減少地面蒸發(fā)。據(jù)估算，當前灌溉水的利用率只有30%～40%，如采取一系列節(jié)水措施，提高到60%～70%，可緩解部分工農(nóng)業(yè)用水的緊張。

2.2 興修水利

敖漢旗境內(nèi)有紅山水庫、烏蘭勿蘇水庫、山灣子水庫和敖包水庫等多座水庫，為敖漢旗人民的生產(chǎn)生活做出巨大貢獻。有條件地區(qū)還可繼續(xù)建設中、小型水利工程，逐步提高敖漢水利化程度，凈化生活用水的水源地建設，發(fā)展灌溉，注重調(diào)節(jié)降水季節(jié)分配不均造成的季節(jié)性干旱。興修水利應因地制宜。敖漢旗南部地區(qū)降水多但季節(jié)降水不均，一般年雨量都集中在夏季，常常以大雨、暴雨的形式降落，容易造成水土流失。在山區(qū)和丘陵地區(qū)應以修水庫、塘壩，把雨季的降水合理存儲起來，供春秋少雨季節(jié)使用；在中北部江河沿岸，可適當修建引水灌溉工程，也可以建機電抽水站；在地下水豐富的地方，可發(fā)展井灌；在旱地、坡地修筑梯田，改良土壤，提高土壤持水力。

2.3 人工增雨

人工增雨是一項其他手段無法取代的科學措施，它是利用干冰等制冷劑或碘化銀、碘化鋁、硫化銅、液態(tài)氮和有機物等人工冰核，利用火箭、炮彈或飛機撒入對流云層催其快速液態(tài)化，從而使其以降雨的形式降落。敖漢旗上空有幾條飛機航線，飛行班次較密集，給人工增雨帶來很多障礙。這就需要在協(xié)調(diào)好各方關(guān)系的情況下，利用一切條件和機會進行人工增雨作業(yè)。在此基礎上，加大飛機增雨和煙爐增雨的投入力度，緩解空域請示難的問題。

2.4 植樹種草

綠色植被能保持水土，涵養(yǎng)水源，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。據(jù)測定，在防護欄高的20～25倍范圍內(nèi)，可使風速減弱50%～60%，空氣相對濕度提高20%，蒸發(fā)減少25%，土壤含水率提高1%～4%，一般可使作物增產(chǎn)幾成甚至一倍。因此要制止過度開墾，過度放牧和過度砍伐森林資源，并逐步提高森林覆蓋率。為防止截擋降水和水土流失，應努力推廣植樹固沙技術(shù)，逐步改善局地的生態(tài)環(huán)境，促使其向良性循環(huán)發(fā)展。

2.5 合理調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和布局

從干旱成因的角度講，降水等氣象因素是形成農(nóng)業(yè)干旱災害的主要原因。但氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱并不完全一致，農(nóng)業(yè)干旱的分析還要考慮不同農(nóng)作物生長期間供水與需水的關(guān)系及土壤墑情特征等因素[11]。根據(jù)干旱的地域分布規(guī)律和時空分布規(guī)律，因地制宜，趨利避害，盡可能將農(nóng)作物安排在適宜種植區(qū)；若要在非適宜種植區(qū)種植，則應該選擇有利的地形小氣候，采取避旱措施。如利用山地丘陵廣闊的優(yōu)勢，大力發(fā)展多種經(jīng)營，通過保持水土，發(fā)展豆科作物和綠肥作物，大量增施有機肥，不斷提高土壤肥力和保水性能，配合一系列抗旱保墑作耕法，在沒有灌溉的條件下，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)；大力推廣有利的抗旱保墑和農(nóng)業(yè)化學技術(shù)，保墑作耕法是旱作農(nóng)業(yè)的核心部分，抗旱播種，巧用底墑，一般有適時早播，搶墑播種；鎮(zhèn)壓提墑，引墑播種；適當深播，找墑播種；保墑蓄水，耙茬播種；坐水填墑，造墑播種。農(nóng)業(yè)化學抗旱技術(shù)雖然屬于輔助技術(shù)范疇，但在特定的條件下和干旱環(huán)境中，卻能發(fā)揮其獨特和其他措施無法代替的作用，尤其是在作物需水關(guān)鍵時期和已臨近干旱時，其針對性強，防抗結(jié)合，使用便捷，見效迅速，能充分發(fā)揮其短平快效能，另外，選育抗旱作物品種也會對抗旱起到重要作用。

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