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(6)干旱预警与应急管理技术落后
基于中长期天气预报、天地一体化土壤墒情监测预报开展干旱预警,建立干旱应急管理技术体系,对减轻旱灾损失具有重要作用。
与发达国家相比,我国目前在干旱预警与应急管理技术方面还相对落后,今后需加强这方面的工作力度。
(7)国家粮食储备与经济实力因素
改革开放以来,我国干旱时有发生,但与过去相比、与一些国家相比,旱灾损失大大减少,这与国家粮食储备充裕、经济实力增强密不可分。
因此,搞好粮食安全、增加经济实力也是减轻旱灾的重要手段。
3、旱灾会产生哪些后果和影响
旱灾的后果和影响与干旱程度、持续时间以及抗旱措施有关。
总体来讲,可能包括以下方面:
(1)农作物减产或绝收,影响粮食安全,甚至造成饥荒死人、影响社会稳定。
由于干旱发生时,首先保障生活用水,其次是工业生产,因此农业生产最易受到损害。
如果连续几年大范围干旱,粮食储备不足,势必造成饥荒,历朝历代、各国政府均不敢掉以轻心。
(2)人畜饮水困难,水质恶化,影响人民身心健康。
干旱持续发展,在水源条件差的地方,会带来人及牲畜饮水困难;
同时,缺水也造成水质恶化,诱发疾病,影响人民身心健康。
(3)工业供水不足,造成产值下滑,影响区域与国家经济发展。
干旱持续发展,生活用水优先,工业供水不足,造成工厂减产停产,对区域与国家经济造成损失或严重打击。
(4)植被与动物生态系统受损或遭受致命性打击。
干旱发生时,降水偏少,会造成植被枯萎,鱼类及野生动物饮水困难,使得生态系统受损,严重时或遭受致命性打击。
(5)易引发次生灾害如森林火灾、滑坡、泥石流和水土流失等。
干旱发生时,降水偏少,植被枯萎,天气干燥,极易引起森林火灾;
旱灾之后若遇到暴雨,将加大滑坡、泥石流和水土流失的发生风险等。
4、历史上的旱灾情况怎么样
旱灾是影响我国农业生产,特别是粮食生产最为严重的自然灾害。
统计表明,1950年—2006年累计因旱灾损失粮食17561.7亿斤,占我国各种自然灾害累积损失粮食的68.4%。
1961年大旱 在继1959年、1960年连续两年大范围少雨、严重干旱后,1961年全国大部地区降水仍比常年偏少。
全国受旱面积56770万亩,成灾2798l万亩,因旱灾减产粮食264.6亿斤。
1978年特大干旱 1978年全国大部地区降水偏少,出现历史上少见的特大干旱,全国受旱面积60253万亩,其中减产3成以上的成灾面积26954万亩。
严重旱区主要在长江中下游、淮河流域大部和冀南、豫北以及晋、陕、宁、鲁等省区的大部地区,年降水量较常年偏少2—4成,受旱面积之大,时间之长,程度之重为1949年以来所未有。
2000年特大干旱 2000年是新中国成立以来发生最为严重干旱的年份。
在1999年冬旱基础上,2000年春季和夏季黄淮、江淮持续少雨,导致冬小麦主产区严重干旱,给夏粮生产造成严重损失。
进入春夏时节,东北三省、长江下游和四川先后出现春夏连旱和伏秋旱,给上述省份秋粮造成严重灾害。
全国受旱面积60811万亩,成灾40175万亩。
因旱灾减产粮食1199.2亿斤。
5、我国旱灾有哪些特点
我国地域辽阔,地形地貌差异巨大。
概括起来,旱灾有四个共同特点:
1、发生频率高。
据统计,1950—1990年间,我国共有11年发生了重特大干旱,发生频次为26.83%,因旱造成粮食损失占粮食总产量的4.02%。
而1991—2009年间,我国共有8年发生重特大干旱,因旱造成粮食损失占粮食总产量的6.09%。
近年来,我国年年有干旱,平均不到3年发生一次重特大旱灾,尤其经常发生区域性特大旱灾。
2、分布面积广。
过去,我国旱灾高发的区域主要在干旱缺水的北方地区,特别是西北地区。
近几年,在传统的北方旱区旱情加重的同时,南方和东部多雨区旱情也在扩展和加重,目前旱灾范围已遍及全国。
与此同时,旱灾影响范围已由传统的农业扩展到工业、城市、生态等领域,工农业争水、城乡争水、超采地下水和挤占生态用水现象越来越严重。
3、持续时间长。
过去,北方地区主要以冬春旱为主,近些年已经呈现出连季干旱、连年干旱的趋势。
1997年至2000年北方大部分地区持续3年严重干旱;
2004年秋季至2007年夏季甘肃东北部持续3年干旱;
2006年夏季至2007年春季重庆、四川百年不遇的夏秋冬春四季连旱;
2008年冬季至2009年春季北方冬麦区严重干旱;
2009年东北部分地区夏伏期间发生严重的卡脖子旱,等等。
种种迹象表明,旱灾持续的过程有拉长的趋势。
4、危害性大。
全国除西藏以外的广大地区,因旱对我国城乡饮用水安全、经济社会发展、生态与环境造成的损失,危害性极大。
由于干旱缺水,工业布局不仅受到限制,而且遭遇大旱年份,为保生活用水,一部分企业可能被迫停产或半停产,直接影响经济社会发展。
江河来水减少,不仅会导致断流和断航,而且过度开采地下水,都会使生态与环境恶化。
1900年以来亚洲巨大干旱灾害案例简表
图片1
二、冬小麦旱情判别方法与判别指标
准确判定旱情是抗旱工作中非常重要的一个环节,对于全面了解旱情的发生范围及严重程度,以及针对性地制定可行的抗旱措施都具有重要的指导作用。
这里简要介绍旱情的判别方法及相应的判别指标,供各地开展抗旱工作时参考。
1、干旱的简单分类
干旱是因供水不足,无法满足作物正常生长发育的水分需求的表现。
供水不足,有自然降水不足的原因,也有降水不足后无法通过灌溉供水的原因。
因此,干旱又可分为气象干旱、水文干旱和农业干旱几类。
气象干旱,直观的表现为降水量严重不足,对于旱作农业地区,一般很快的会引发农业干旱。
较长时期的气象干旱,或短期但十分严重的气象干旱,会进而引发水文干旱,使区域可供调配利用的水资源严重不足,进而在灌溉农业区也引发农业干旱。
2、旱情的判别方法
为了表征旱情的发生与发展,先后尝试应用过许多种判别方法。
主要包括:
(1)湿润度指标:
表达为某时段内的降水量与同时段的蒸发量的比值;
(2)降水量距平指标:
即某一时段的降水量与多年平均水平的差值占多年平均值的百分比;
(3)连续无雨日数指标:
即连续没有发生有效降水的日数;
(4)土壤墒情指标:
即土壤中所含的可供作物利用的水分状况,通常用土壤含水率表示。
这四种旱情判别方法中,前三种是以降水量为基础计算确定的,即表达的主要是气象干旱,因此适宜于在旱作农业区使用。
在灌溉农业区,通过灌溉活动可以有效地补充降水的不足,因此这些指标就不太适宜使用。
第四种方法是以土壤中实际贮存的、可供作物利用的水量多少为依据判别作物的受旱情况,具有很好的直观性与直接性。
无论是降水和灌溉,水分都要首先贮存在土壤中,然后被作物生长逐步吸收利用;
另外,区域的气象、水文、灌溉等条件,以及灌溉用水管理状况,也都能够很好地通过土壤墒情得以体现。
因此,土壤墒情是表征干旱发生、发展程度的一个良好的指标。
根据土壤墒情判别旱情的相关指标
(1)墒情监测的土层深度
小麦播种出苗后,随着根系的不断扩展,吸收利用水分的深度也在不断增加。
因此,不同生育时期,墒情监测的深度是有很大差异的。
冬小麦各生育阶段建议的监测深度如表1表示。
墒情要以整个监测层的平均土壤含水量确定。
表1不同生育时期墒情监测深度
播种前后
冬前及
越冬期
返青
拨节期
抽穗之后
0-20cm
0-40cm
0-60cm
0-80cm
(2)干旱程度判别标准
划分干旱程度,通常根据土壤的相对含水率进行,即土壤实际含水量占土壤田间持水量的百分比。
汇总相关资料,通行的根据土壤含水率(墒情)判别干旱程度的指标如表2所示:
表2根据土壤含水率差别干旱程度的相关指标
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
土壤墒情(%)
60<
W≦55
55<
W≦45
45<
W≦40
W<
40
不同类型的土壤,其田间持水量有较大的差别。
在有田间持水量实际测定值的地区,可将实际监测到的土壤含水率转化为相对含水量后再使用。
对于没有实际测定值的地区,为了方便,可参考表3取值。
表中的含水率数值为重量含水量,重度受旱对应的是严重干旱及以上等级。
表3几个代表性土壤类型的旱情判别指标
墒情等级
沙壤土
含水率(%)
壤土
粘壤土
相当于田间持水量的百分比(%)
适宜正常
10.0~13.0
14.0~17.0
18.0~23.0
60~80
轻度受旱
9.0~10.0
12.8~14.0
16.0~18.0
55~60
中度受旱
7.5~9.0
10.5~12.8
13.0~16.0
45~55
重度受旱
<
7.5
10.5
16.0
45
(3)区域综合旱情评估与等级划分
上述指标是针对一个监测点设立的。
而旱情监测时,通过要代表一个大的区域。
进行区域旱情监测时,一是要选取足够多的监测点,二是每个监测点要有很好的代表性。
进行区域综合旱情监测时,通常以县级和县级以上行政区域为基础开展。
区域农业综合受旱情况,其旱情等级评估采用受旱面积比率法进行,评价标准如表4所示。
表4区域综合旱情等级划分表
受旱面积比率A(%)
省级
5<
A≦20
20<
A≦30
30<
A≦50
A>
50
市级
10<
50<
A≦70
70
县级
A≦40
40<
A≦60
A≦80
80
三、旱情监测中要注意的几个问题
目前,我国北方冬麦区正经历严重的干旱,各地政府及科技人员都全力投入抗旱保丰收之中。
为了准确地反映麦田受旱程度,科学指导抗旱工作,在旱情监测中要特别注意如下几个问题。
1、旱情指示指标的选择
最好依据土壤的水分状况确定旱情。
在各地的报道中,经常可以见到已有多少多少天没有降水,降水比平均值少了多少多少等,并以此反映农业干旱的严重程度。
但这些数据通常表示的是各地气象干旱的程度。
气象干旱通常是引发大面积农业干旱的主要原因,但气象干旱与农业干旱并不完全是一回事。
气象干旱只是指出降水量的亏缺程度,是否引起农业干旱,还要看能否得到降水以外的其他方式的水分供给,特别是能否得到及时的灌溉。
在冬小麦生长初期,经过降水较为丰沛的夏、秋季,土体中贮存的水量通常较多,可以供给作物吸收利用,因此只要足墒播种,或是播种后浅灌了蒙头水,一般不会因为气象干旱而引发农业干旱。
在冬小麦生育中后期,土壤中的贮水消耗较多,这时的严重气象干旱才可能引起较严重的农业干旱。
在水源及灌溉条件较好的地区,只要麦田能够得到及时的灌溉,一般也不会因气象干旱而引发农业干旱。
无论是降水还是灌溉水,都要首先贮存在土壤中,然后被作物生长逐步吸收利用。
另外,一个区域的气象、水文、灌溉等条件,以及灌溉用水管理状况,也都能够很好地通过土壤墒情得以体现。
2、要在适宜的土层范围内监测墒情
贮存在土壤中的水分,必须能被作物根系吸收利用才有效。
由于不同生育时期,根系的下扎深度及吸收能力不同,致使小麦不同生育时期对不同深度范围所贮存的土壤水分的吸收利用能力也不同。
因此,在监测土壤墒情时,监测的土壤深度范围要与作物根系的吸收利用能力大体一致。
适宜的深度,可以大体概括如下:
播种到分蘖,0-20cm;
越冬至返青,0-40cm;
返青-抽穗,0-60cm;
抽穗之后,0-80cm。
实际应用中,要特别注意三点:
一是生育前期要避免监测太深,因为深层的土壤水分因根系太浅还无法利用,监测太深会引起灌溉不及时,影响幼苗生长。
二是生育后期要避免监测太浅,因为根系主要的吸收部位下移,可以利用深层的土壤贮水,而表层土壤经常处于巨大变化之中,监测太浅会引起灌溉过度,浪费水源。
三是在小麦生育中后期,沙土地可适当浅些,粘土地可适当深些。
3、监测点要有很好的代表性
由于墒情监测工作还是比较费时费力费钱的,因此只能监测少量的点做代表。
这就要求,无论是采取临时选点,还是长期固定布点,这些点都要有很好的代表性。
一般是选择确定一个点,代表一个固定区域的情况。
这就要求选择的代表点,一定要在地貌、土壤类型、土壤结构、肥力水平、种植作物及选用品种、施肥灌溉等管理及产量水平等方面具有较好的代表性,最好能够处于代表区域的中间位置,特别是在灌区的代表点,其灌溉的时间一般要处于整个轮灌周期的时间中点。
4、使用土壤含水量表征墒情时,要特别注意土壤种类的差异
目前监测土壤含水状况时,测定结果一般表示为重量含水量或体积含水量。
两者的转换关系为:
体积含水量=重量含水量×
土壤容重
在灌溉过程中,一般将土壤有效含水量(即可供作物利用的水量)消耗至剩余50%时(即有效含水量为50%)作为适宜的灌溉起始控制指标。
有效含水量可用下式计算:
不同土壤类型,其田间持水量和凋萎系数具有很大的差异,因此同样的实测含水量值,其有效含水量值具有很大的差别。
表现在生产中,即是沙土或壤土上供水仍很充足,在粘土上已表现为严重干旱了。
不同土壤类型的墒情判别指标,可参考下表确定
几个代表性土壤类型的旱情判别指标
5、一个区域的旱情,一定要用多点的监测结果综合表达
一个点的监测结果,只能表示这个点所代表区域的情况。
对于一个乡,一个县,甚至一个市,由于不同区域在自然地理环境、生产管理等诸多方面都可能存在显著的差异,因此一定要用多点的监测结果来综合表示。
首先要选择足够多的代表点,其次要通过加权平均等方法充分反映各个区域的面积因素或重要程度。
如果遇到因差异巨大而无法综合的情况,比如旱地和灌溉农田都分别占有较大的比重,或分区域种植了需水特性差别很大的作物,则需要分别进行监测结果的综合分析,并分别开展旱情判别及报告。
四、冬小麦需水与灌溉
水分在小麦的一生中起着十分重要的作用。
据研究,每生产1千克小麦约需1000~1200千克水,其中有30%~40%是由地面蒸发掉的。
在小麦生长期间,降水量大约只有需水量的1/4左右。
所以麦田的不同时期灌水,以及采取抗旱保墒措施,对于补充小麦对水分的需要有十分重要的意义。
1、冬小麦需水规律
试验表明,冬小麦各生育时期的耗水情况有如下特点:
1.播种后至拔节前,植株小,温度低,地面蒸发量小,耗水量占全生育期耗水量的35%~40%,每亩日平均耗水量为0.4立方米左右。
2.拔节到抽穗,进入旺盛生长时期,耗水量急剧上升。
在25~30天时间内耗水量占总耗水量的20%~25%,每亩日耗水量为2.2~3.4立方米。
此期是小麦需水的临界期,如果缺水会严重减产。
3.抽穗到成熟,约35~40天,耗水量占总耗水量26%~42%,日耗水量比前一段略有增加。
尤其是在抽穗前后,茎叶生长迅速,绿色面积达一生最大值,日耗水量约4立方米。
由此可见,小麦除播种时要求足墒下种外,在苗期和拔节前期耗水量较少,拔节后到抽穗前耗水量最多,其中挑旗期对水分反应最敏感,称为需水“临界期”;
其次为开花至灌浆,有人称之为“第二临界期”;
成熟阶段的耗水量又有所降低。
因此,尽量大的满足小麦需水临界期的水分供应,对夺取小麦丰收时十分重要的。
此外,尽管小麦拔节以前耗水量较少,但此期的水分供应对实现苗全、苗匀、苗壮和盘根、分蘖,搭好丰产架子至关重要,农谚:
“麦收八、十、三(农历月)场雨”,就是广大农民群众在长期生产实践中对小麦生产经验的客观总结。
不同生育时期小麦适宜的土壤含水量:
(1)出苗至分蘖期:
土壤含水量=80%左右。
(2)越冬期:
土壤含水量=55%~80%。
(3)返青至拔节期:
土壤含水量=70%~80%。
(4)孕穗到开花期:
(5)灌浆期:
土壤含水量=60%以上。
2、灌水技术
正确的灌溉技术是保证麦田合理用水,把水适量及时送到田间,使灌水田块受水均匀,既不产生地面流失,深层渗漏等现象,又不破坏土壤结构,从而达到经济合理用水,提高产量的目的。
目前,麦田灌溉主要有四种方式,即地面灌溉、喷灌,滴灌和管道输水与管道灌溉。
(1)地面灌溉:
麦田畦灌是我国劳动人民精耕细作创造的灌水方法。
畦灌是在平整土地的基础上,在田间筑起土埂,分隔成若干个长方形或正方形的畦,水从灌水垄沟引入畦内,在地面上形成很薄的水层,并沿地面的纵坡方向流动,在流动过程中逐渐湿润土壤,达到提高土壤含水量的目的。
畦灌地面的适宜坡度为l/1000~3/1000,地面坡度过大,灌水时易冲刷表土。
一般畦长以30~50米,畦宽2~3米,入畦单宽流量(每畦每米宽度的平均流量)3~6升为宜,可根据具体情况而定。
当地面坡度较小,土壤透水较好,土地平整较差时,畦长易较短,入畦流量易较大,当地面坡度较大,土壤透水性较差,土地平整较好时,则可采用较大的畦长和较小的入畦流量。
(2)喷灌:
喷灌是利用专门的设备,将有压水流喷射到空中,并散成水滴进行灌溉。
该技术始于70年代,是一种先进的灌溉技术。
其主要特点是节水。
据研究,采用喷灌技术一般比地面灌溉省水20%~40%,且喷灌不破坏土壤结构;
而且喷灌适用范围广,不仅适用于平原灌溉,而且对山区、丘陵和地面起伏、难以平整的土地尤为适宜。
喷灌分固定式、半固定式和移动式三种。
固定式喷灌各组成部分基本固定不动,动力与水泵构成固定泵站,输水管道埋入地下,喷头装在固定于田间的卧管上,只是喷头用时装上,用后卸下。
半固定式喷灌的动力,水泵与输水管的干管是固定的,而支管、喷头是可移动的。
移动式喷灌的动力、水泵、输水管及喷头都是可移动的,这样可省去大量的输水管道。
(3)滴灌:
滴灌是利用一套设备将水加压、过滤,通过各组管道与滴水装置(滴头)把水或溶于水中的化肥液体均匀而又缓慢地滴入到作物根部附近土壤,使作物主要根系活动层的土壤,经常保持在适宜于作物生长的土壤湿度下。
其主要优点是:
节水,节能;
不破坏土壤,不板结土壤,土壤通气良好,养分充足,适合于各种地形与土质条件。
滴灌系统包括水源、首部控制枢纽、各级输水管道和滴头四部分组成。
可分不固定灌溉和移动式灌溉两种,但目前,这种灌溉方法应用于大田小麦生产的还不多。
(4)地下管道输水与管道灌溉:
这也是一种节水灌溉技术。
其主要优点一是输水快,与土渠道相比,管道输水1000米距离仅用3~5分钟,而土渠需1~2小时,二是省水、省地,省劳力。
据研究,由于管道输水减少了水分蒸发与渗漏,可节水20%~40%,降低成本30%左右,不仅节省劳力,而且管道占地少,省地。
该套设施包括主水池、输水干道、分水建筑物、输水支道、出水建筑物、排气孔、沉沙池、输水毛渠等。
3、节水灌溉
所谓小麦节水灌溉是指在麦田中以较少的灌水量获得较高的增产效益和经济效益。
它包括两个方面的内容,一是防止大水漫灌,或盲目增加灌水次数,以合理的灌水量获得高产,从而避免水资源的浪费,扩大灌溉面积;
二是限额灌水,并配合以适当的农艺措施,最大限度地利用有限水源,保证相当的产量水平。
冬小麦节水灌溉的主要措施有:
(1)播前较大定额地进行贮蓄灌溉:
研究表明,小麦播前采用大定额灌水,使50~200厘米土层的土壤湿度达到田间持水量的80%以上,有利于小麦根系下扎,增加深层根系比例。
这样小麦在生育期间不仅可利用土壤深层蓄水,而且可以减少因频繁灌溉而造成的大量土壤蒸发。
据研究,在土层深厚的地区,采用该方法,即使全生育期不浇水,小麦亩产可达到400公斤以上。
(2)灌小麦关键水:
根据小麦需水特性和小麦不同生育时期的水分效应,采用灌关键水的方法是一项有效的节水措施。
据研究,在灌足底墒水的情况下(冬前墒情较好),灌冬水的效果较差,以灌拔节水和孕穗水的效果最好:
在冬前墒情不好的情况下,以灌冬水和孕穗水效果较为显著。
因此在水资源较为短缺的情况下,保证小麦关键时期用水,是提高水分利用率、实现高产、高效的重要措施。
(3)硬化水渠,以减少渗漏:
平整土地,提高灌水质量对骨干水渠(沟)要加设防渗设施,努力做到滴水归田。
在采用地面灌溉时,要平整好土地,因为土地的平整程度和畦式规格与灌水质量和灌水效率有很大关系。
土地平整可提高灌水效率30%一50%,节约用水50%以上。
(4)采用先进的灌溉技术:
在水资源较为短缺、经济条件相对较好的地区,采用喷灌、滴灌、渗灌及管道灌溉等先进的灌水技术,是节水的有效途径。
据研究,喷溉可比地面灌溉节水20%~40%;
其小麦耗水系数(生产0.5公斤籽粒所消耗的水量)只相当于畦灌耗水系数的25%~30%;
渗灌比畦灌节水40%左右,滴灌可比畦灌省水4~6倍。
不仅如此,这些先进的灌溉技术一般不导致土壤板结及养分淋溶,有利于土壤水、肥、气、热的协调作用和微生物的活动,促进养分转化,从而提高小麦产量。
(5)灌溉与其它农艺措施相结合:
麦田灌水后,采取及时中耕松土、地膜覆盖等蓄水保墒措施,可以防止水分蒸发,提高水分利用效率,也能达到节水的目的。
五、抗旱主要措施
1、降低旱灾影响的基本措施
(1)建设旱涝保守高
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