王 軼,白玉梅,程 植,文 明,王 鵬,劉利斌,韓會慶
(貴州理工學院建筑與城市規劃學院,貴州 貴陽 550003)
貴州省位于我國西南部,喀斯特地貌顯著發育,地形破碎[1],且因大氣環流的影響,降水時空分布不均,氣候災害嚴重尤其是干旱[2]。這對貴州省農業生產產生一定的影響。干燥度指數作為衡量區域干濕狀況的重要指標,對區域的自然、農業等區劃有重要意義[3]。目前,王若男[4]等學者探究了華北地區1961—2000年的干燥度變化趨勢;王亞平[5]等學者分析了東北三省1960—2005年的干燥度變化趨勢,還有學者研究了河北省[6]、山西省[7]等地區的干燥度變化趨勢,但鮮有學者研究分析了貴州省干燥度的變化情況,因此,本研究基于1961—2013年貴州省氣象數據分析貴州省干燥度變化情況及其影響因素,以期為貴州省農業發展及布局提供科學參考。
本研究利用1961—2013年貴州省19個站點的氣象數據,包括日降水量、日平均氣溫、2米處風速、平均相對濕度、平均水氣壓等,由貴州省氣象局提供。
1.2.1 干燥度指數
本研究運用潛在蒸散量與降水量之比來表示干燥度指數,某一地區干燥度指數越大,表明該地區越干燥,反之,干燥度指數越小,該地區越濕潤[8]。
(1)
(1)式中:AI為干燥度指數,ET0為潛在蒸散量(mm),P為降水量(mm)。我國干濕區劃分[3]如下表(表1)。
表1 干燥度指數下我國干濕區劃
1.2.2 潛在蒸散量
依據相關文獻[1],本研究選用FAO56 Penman-Monteith 法計算貴州省潛在蒸散量。
(2)
(2)式中:ET0為潛在蒸散量(mm),Rn為凈輻射(MJ·m-2·d),G為土壤通熱量(MJ·m-2·d)(逐日計算蒸散量時,G為零),T為日平均氣溫(℃),U2為兩米處風速(m·s-1),es為飽和水汽壓(kPa),ea為實際水汽壓(kPa),Δ為飽和水氣壓曲線斜率(kPa/℃),γ為干濕表常數(kPa/℃)。
從圖1可以看出,1961—2013年間,貴州省年降水量呈不斷波動的態勢,但總體上呈下降態勢。從圖2可以看出,1961—2013年間,貴州省潛在蒸散量總體上呈上升趨勢,年際變化處于波動之中,且波動較大。從圖3可以看出,1961—2013年間貴州省干燥度指數呈上升態勢,但處于不斷變化之中,尤其是2008年之后波動變大。依據我國干燥度指數下干濕區劃,貴州省屬于濕潤區。綜合三圖可看出年降水量的變化速度大于年潛在蒸散量,從而導致干燥度指數呈上升態勢。
圖1 1961—2013年貴州省年降水量變化趨勢
圖2 1961—2013年貴州省年潛在蒸散量變化趨勢
圖3 1961—2013年貴州省年干燥度變化趨勢
圖4 1961—2013年貴州省年降水量、潛在蒸散量及干燥度空間格局
從圖4可以看出,貴州省年降水量下降幅度呈現由西部向東部遞減的特點,西南部降水量下降幅度較大而東南部下降幅度較??;貴州省西部、西北部和東北部潛在蒸散量呈增加趨勢,而中部和東南部呈下降趨勢;除南部小部分地區外,貴州省大部分地區干燥度指數呈增加趨勢,其中西部和西北部干燥度增加幅度較大,而東部和南部增加幅度較小。
1961-2013年間,貴州省年降水量、年潛在蒸散量與干燥度都處于不斷變化之中,但由于降水量的減少速率大于蒸散量的增加速率,因而干燥度呈上升態勢,濕潤度逐漸減小。從空間布局上來看,貴州省南部干燥度指數受潛在蒸散量影響較大,東部干燥度指數受降水量影響較大,北部和西部干燥度指數受年降水量和潛在蒸散量的共同影響。
依據本研究結果,貴州省北部和西部地區應當注意干旱對農作物的影響,在未來的種植中可考慮種植耐旱作物,東部地區也應當做好應對干旱天氣的防護措施,以保證作物的產量和品質。