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2022年江西省干旱時空演變特征研究

2024-03-01 03:27賀雙燕楊曉靜劉俊釗李云霄李占玲劉業偉
關鍵詞:旱情抗旱江西省

賀雙燕,楊曉靜,劉俊釗,李云霄,李占玲,劉業偉

(1.中國水利水電科學研究院,北京 100038;2.中國地質大學(北京)水資源與環境學院,北京 100083;3.水利部防洪抗旱減災工程技術研究中心,北京 100038;4. 重慶市水利電力建筑勘測設計研究院有限公司,重慶 400020;5.江西省水利科學院,江西 南昌 330029)

1 研究背景

2022年干旱遍布長江全流域[1-3],素有“江南糧倉”美譽的江西省遭遇了自1949年以來最嚴重的干旱[4],大范圍極端干旱給人民生活、農業生產方面帶來不同程度影響。在全球變暖背景下,極端干旱事件的發生可能成為氣候新常態[5],因此亟須分析此類罕見干旱事件的發展過程。

目前,針對江西省2022年發生的干旱事件研究內容主要包括氣象、水文干旱的時空變化特征、成因分析及防災對策等方面。例如:雷聲等[6]對鄱陽湖流域2022年干旱發展過程進行多因素分析,應用SPI對近72年來干旱年際、年內分布演變特征進行了分析。結果表明2022年鄱陽湖流域干旱旱情等級高、影響范圍大、持續時間長,其中,7—10月發生1961年以來最嚴重的夏秋連旱,并且由于防御體系逐步完善,干旱引發的旱災損失相對可控。賈建偉等[7]采用SPI和SRI指標評估鄱陽湖各分區干旱程度,并結合大氣環流指數分析旱情成因,結果表明2022年7—10月鄱陽湖流域氣象干旱和水文干旱表現為全流域干旱,在2020—2021年拉尼娜事件影響下,2022年夏秋季西太平洋副熱帶高壓偏北,致使流域內降水偏少、高溫頻發,發生持續高溫干旱事件,出現“汛期反枯”現象。胡振鵬[4]分析了鄱陽湖流域2022年干旱的氣象特征和水文特征,為防旱減災提出對策建議。結論表明2022年鄱陽湖流域旱情嚴重但水利措施在抗旱救災中發揮了重要作用,不過鄱陽湖濕地生態系統仍然受到顯著影響,需要將“抗旱救災”策略轉變為“防旱減災”。針對2022年江西大旱,對比已有研究發現研究范圍主要是鄱陽湖流域,研究內容主要集中在氣象和水文方面,對整個江西省及其農業干旱的研究分析相對較少。因此,本文綜合氣象、農業、水文等方面對江西省干旱發展過程分別進行研究。

本文采用降水量距平百分率(Precipitation Anomaly in Percentage,Pa)、標準化降水指數SPI和土壤相對濕度指數Rsm三個干旱指數對氣象干旱和農業干旱進行研究,分析SPI指標與Rsm指標之間的相關性以此揭示氣象和農業干旱之間的時滯關系,旨在對農業干旱進行提前預警,使相關部門能及時有效地采取干旱防御措施,保障糧食生產安全及人民生活。

2 數據與方法

2.1 研究區概況江西省地處中國東南部,位于長江中下游南岸,全省土地面積16.69萬km2,耕地面積占16.31%。省境東、西、南三面環山地,中部丘陵和河谷平原交錯分布,北部有中國第一大淡水湖——鄱陽湖,其流域面積占江西省總面積的97%[8]。江西省屬亞熱帶溫暖濕潤季風氣候,境內水熱條件差異較大,年均氣溫約16.3~19.5 ℃,年降水量1341~1943 mm,降水在空間分布上呈南多北少,東多西少[9-11]。江西是全國兩個商品糧輸出省份之一,也是東南沿海地區農產品供應地,以全國2.13%的耕地生產了全國3.21%的糧食,其主要經濟作物以水稻為主[12]。2022年江西省早稻播種面積1220.1千公頃,總產量677.2萬噸(產量位居全國第二位)。江西省內氣象站及墑情站分布情況見圖1。

圖1 江西省站點分布情況Fig.1 Distribution of sites in Jiangxi Province

2.2 數據來源

2.2.1 氣象數據 使用國家氣象信息中心(http://data.cma.cn/)提供的1960—2022年逐日降水數據。根據逐日數據計算1960—2022年逐月降水數據,采用反距離加權法對2022年1—12月降水數據進行插值。其中,江西省共有94個氣象站,剔除時間序列不連續的站點資料并修正數據異常的降水資料后,研究使用江西省81個氣象站點1960—2022年的降水數據。

2.2.2 墑情數據 研究利用106個墑情站2022年10 cm、20 cm、40 cm土壤深度的逐日墑情數據,根據公式分別計算出逐層及三層平均壤深的月均Rsm,采用反距離加權法插值得到全省Rsm數據系列。由于獲取數據質量不一,經去除缺測數據大于15天的站點以及時間序列完整度低于99%的站點,最終選取71個墑情站2022年的數據。

2.2.3 地形數據 從地理空間數據云網站(http:/www.gscloudcn/search)下載分辨率為30 m×30 m地形高程數據。

2.2.4 其他數據 歷史旱災、旱情、星子站水位等資料分別來源于《中國氣象災害大典 江西卷》《江西統計年鑒》《江西水旱災害》等。

2.3 研究方法采用Pa、SPI和Rsm指標表征研究區氣象干旱和農業干旱,利用相關分析法確定農業干旱與氣象因子之間的相關性,探求農業干旱與氣象干旱之間的滯后響應關系。

2.3.1 降水量距平百分率計算 降水量距平百分率Pa指某時期降水量與同期多年平均降水量的距平百分率,可以顯示某時段降水與同期平均狀態的偏離程度,從而反映出降水量異常引起的干旱,是一個具有時空對比性的相對指標。在我國氣象業務中經常用于評估干旱事件[13],在《氣象干旱等級》(GB/T 20481—2017)[14]中對Pa的干旱等級劃分見表1。

表1 降水量距平百分率干旱等級Table 1 Precipitation distance level percentage of drought level

2.3.2 標準化降水指數計算 標準化降水指數SPI表征氣象干旱。標準化降水指數SPI是由McKee等在1993年開發的氣象干旱指數,對短期降雨反應敏感,能更好地監測土壤濕度的變化,對干旱的發生反應靈敏能較早地識別干旱,具有良好的空間標準化[15-18]。干旱等級劃分標準具有氣候意義,不同時段不同地區都適宜,具有較好的時空適應性[19],國家規范《氣象干旱等級》(GB/T 20481—2017)[14]中對SPI的干旱等級劃分見表2。

表2 標準化降水指數干旱等級Table 2 Standardized precipitation index of drought level

2.3.3 土壤相對濕度計算 土壤相對濕度Rsm指標可表征農業干旱。Rsm指標是目前研究比較成熟且能較好反映作物旱情狀況的可行指標[20],一般以土壤重量含水量與田間持水量的比值表示,主要受到降水、氣溫、植被類型及地形條件等因素的影響[21]。國家規范《農業干旱等級》(GB/T 32136—2015)[22]中對Rsm的干旱等級劃分見表3。

表3 土壤相對濕度干旱等級Table 3 Soil relative moisture of drought level

2.3.4 相關性分析 相關性分析是反映兩個變量間相關程度的方法,相關系數絕對值越大變量之間的相關性越強(表4)。相關系數的符號決定著相關性的正負,當符號為正,則表明變量間呈正相關,反之,則表明變量間呈負相關,此處用來分析農業干旱與氣象干旱之間的相關性。

表4 相關系數絕對值對應的相關性Table 4 Correlation coefficients correspond to correlations

3 結果與討論

3.1 2022年江西省干旱發展過程

3.1.1 氣象干旱發展過程 2022年7月江西省呈現高溫少雨的特征,8月該情況持續發展并在9月達到頂峰(9月23日發布氣象干旱紅色預警),直至11月江西省發生明顯降水使旱情得到緩解。此次氣象干旱總體呈現出夏秋兩季(6—11月)高溫日數多且持續時間長,降水量減少且不均勻,蒸發強度大等特點。

根據江西省2022年逐月降水量距平百分率分布可以看出,2022年江西省年內降水分布極其不均(如圖2所示)。7—10月降水總量136.6 mm,占全年總降水量的8.9%,較多年同期偏少70.3%,其中,9月降水量僅1.16 mm。期間,全省平均氣溫27.1 ℃,為1961年以來歷史同期新高(高于第2位0.6 ℃),全省平均高溫日數56.5天,為1961年以來歷史同期新高(多于同期29.3天)。

圖2 2022年江西省降水及溫度變化情況Fig.2 Precipitation and temperature changes in Jiangxi Province in 2022

從SPI-1年際變化來看,2022年江西省發生罕見的氣象干旱,其干旱等級明顯高于2003年、2007年、2011年等歷史大旱年份(見圖3(a));從SPI-1年內變化來看,江西省氣象干旱開始于7月,直至11月才得以緩解。其中SPI-1在6月短暫回升,這是因為江西省6月發生短時強降水,在一定程度上緩解了氣象干旱;9月SPI-1出現極小值(-4.08),表明在9月氣象干旱發展到達高峰。結果如圖3(b)所示。

圖3 江西省SPI-1年際、年內變化趨勢Fig.3 Inter and intraannual trends in SPI-1 in Jiangxi Province

江西省2022年氣象干旱空間分布及其面積占比情況如圖4所示。從SPI-1的時空分布情況來看:1—2月僅贛州市南部地區、九江市出現輕旱(8.61%、10.26%);4月江西34.11%的地區發生干旱(中旱占1.96%、重旱占1.64%),主要分布在上饒、鷹潭、景德鎮及贛州市南部地區;5—6月全省受旱面積持續減少。其中,5月江西北部有20.4%的地區發生干旱,6月江西中部有16.8%的地區發生干旱;7月江西93.65%的地區發生干旱,其中中旱占總干旱面積的51.41%;8月江西87.4%的地區發生干旱(中旱占58.39%,重旱占4.2%);9月江西99.66%的地區發生中旱,萍鄉市、撫州市及鷹潭市部分地區出現重旱(0.32%);10月中旱面積降至72.76%。

圖4 江西省2022年氣象干旱空間分布及其面積占比Fig.4 Spatial distribution of meteorological drought and its area share in Jiangxi Province in 2022

將2022年江西省氣象干旱發展過程劃分為干旱露頭期、暴發期、持續期、緩解期,每個階段主要特征如下:

7月上旬至8月中旬為干旱露頭期,降水明顯偏少氣象干旱持續發展。7月1日至7月26日,江西平均降水量為77 mm,較歷史同期偏少五成。7月25日江西省有42個縣(市、區)日最高氣溫達39 ℃以上,9地出現超40 ℃的高溫天氣,有57個縣市區出現氣象干旱,其中14個縣市區達到重旱等級,5個縣市區達到特旱等級。8月20日,江西有75個縣(市、區)達中度以上氣象干旱,其中29.3%的縣(市、區)達重旱,46.7%的縣(市、區)達特旱。

8月下旬至9月中旬為干旱暴發期,持續高溫少雨天氣使得氣象干旱持續加重。至9月中旬江西多個氣象要素突破歷史極值:全省平均高溫日數54.3天,較歷年同期偏多24.6天,平均氣溫29.6 ℃,偏高1.8 ℃,均排1961年以來歷史同期第1高位;平均降水量138.2 mm,偏少七成;平均相對濕度67.5%,偏低9.9%,均排歷史同期第1低位;平均無雨日數76.1天,偏多20.4天,排歷史同期第1高位。9月22日全省持續重度及以上氣象干旱,其中有95%的縣(市、區)達到特重氣象干旱。

9月下旬至10月上旬為干旱持續期,晴多少雨天氣持續。9月22日全省持續重度及以上氣象干旱,其中有95%的縣(市、區)達到特重氣象干旱,次日江西省發布氣象干旱紅色預警信號。

10月中旬至11月下旬為干旱緩解期,降雨較前期明顯增多氣象干旱得到明顯緩解。11月上旬江西省局地發生小到中雨,撫州和贛州兩市的特旱范圍減小,氣象干旱等級降為中旱,但全省其他地區維持重度及以上等級。11月中旬江西全省大部分地區出現弱降水天氣,贛中、贛南地區旱情在一定程度上得到緩解,隨著持續的降水過程,至11月末,江西省除贛北北部仍有輕旱外,其他地區基本無干旱發生。

3.1.2 農業干旱發展過程 2022年江西省農業干旱是由長歷時、高強度的氣象干旱發展而來。時間尺度上:江西省2022年農業干旱主要始于8月,9—10月處于干旱暴發階段,11月干旱有所減緩,直至12月干旱大部分得到緩解。江西省2022年農業干旱空間分布及其面積占比情況如圖5所示??臻g尺度上:8月降水持續偏少江西省農業干旱逐漸顯露,全省54.56%的地方出現輕度干旱及以上,新余市、萍鄉市、宜春市、鷹潭市等地最先出現干旱;9月持續高溫少雨導致全省發生大面積干旱(99.67%),重旱(0.32%)地區主要集中在鷹潭市、景德鎮市及上饒市;10月干旱程度加重,全省有63.3%和31.25%的地方發生中旱、重旱及以上的農業干旱,其中特旱(2.86%)主要集中在鷹潭市;11月降水增多使全省旱情逐漸減緩,中度及以上干旱面積相較上月減少77%,贛州市南部旱情消除;截至12月,江西僅5.86%的地區存在干旱。

圖5 江西省2022年農業干旱空間分布及其面積占比Fig.5 Spatial distribution of agricultural drought and its area share in Jiangxi Province in 2022

3.1.3 水文干旱發展過程 持續高溫少雨導致氣象干旱發生,而氣象干旱持續過程中下墊面水分收支狀況異常、流域內徑流持續偏枯導致水文干旱發生[23-25]。自江西省2022年7月發生氣象干旱以來,流域內河流湖泊受到一定影響,星子站水位和鄱陽湖水域面積屢創新低[6](見圖6)。9—12月,鄱陽湖標志性水文站星子站水位進入低枯水位(10 m以下)、極枯水位(8 m以下)的時間,較多年同期均值分別提前105天、115天,星子站水位低于原歷史最低水位(7.11 m)天數累計60余天。

圖6 2022年星子站水位變化情況Fig.6 Changes in water level at Xingzi Station in 2022

8月初,江西省啟動水文抗旱測報Ⅳ級應急響應,省內水文干旱初露。鄱陽湖于8月6日進入枯水期(提前100天),為1951年有記錄以來最早年份;22日江西省發布枯水藍色預警,24日江西省水文抗旱應急響應提升至Ⅲ級。星子站水位9.50 m,較多年同期偏低7.07 m,五河主要控制站水位較多年同期偏低1.05~7.05 m。

9月上旬,鄱陽湖進入極枯水位,水文旱情加重;9月下旬,江西省連續兩日發布枯水橙色預警及枯水紅色預警,23日星子站水位跌至7.10 m,鄱陽湖首次跌破有記錄以來最低水位(歷史最低水位為2004年2月4日的7.11 m),湖區通江水體面積僅剩244 km2,江西省流域面積10 km2以上的河流斷流25條;10月上旬至中旬,星子站水位經歷短暫回升后再次走低,于11月18日到達年最低水位(6.48 m)。

受高溫少雨、長江上游水庫蓄水及生產生活農業用水需求等因素影響,江西省中小型水庫出現明顯蓄水不足。截至9月上旬,江西全省10 560座中小型水庫有1838座水庫處在死水位以下,占比17%;18.36萬座山塘中有4.27萬座干涸,占比23.3%。截至10月中旬,全省中小型水庫中有3337座在死水位以下,占比31.6%;山塘中有5.43萬座干涸,占比29.6%。截至11月中旬,全省中小型水庫有3743座處在死水位以下,占比35%;全省小型水庫蓄水量為12.36億m3,蓄滿率為21.2%。

3.2 干旱的響應關系

3.2.1 農業干旱與氣象因子的相關性 農業干旱的發展受氣象要素、流域下墊面條件和人類活動等因素影響[26],同樣,一般情況下不同深度的土壤受降水和氣溫的影響程度也不同。分析研究不同深度的Rsm與降水、氣溫之間的相關關系(見表5)可以得到:(1)Rsm與降水的相關性明顯高于與氣溫的相關性,二者均通過0.01顯著性水平檢驗,Rsm對降水響應更敏感;(2)10 cm的Rsm與降水呈正相關且相關性極強(0.88),20 cm的Rsm與氣溫呈負相關且中等相關(-0.43)。

表5 江西省2022年不同壤深的Rsm與降水、氣溫的相關系數Table 5 Correlation coefficients of Rsm with precipitation and temperature for different soil depths in Jiangxi Province in 2022

從圖7可以看出,Rsm變化趨勢與降水變化趨勢較為一致,與氣溫變化趨勢不一致,但不同土層深的Rsm變化與降水變化存在差異。6月降水量最多時10 cm和40 cm的Rsm也增長至最高,而20 cm的Rsm未增反降,可能因為20 cm的表層土壤由于持續高溫天氣導致土壤相對濕度持續降低。9月降水量最少,但10 cm、20 cm、40 cm的Rsm均在10月達到最低,說明干旱少雨時,由于土壤自身的持水能力使得Rsm在10月才達到最低。

3.2.2 農業干旱對氣象干旱的響應 一般來說,土壤缺水、土壤墑情變差通常由降水長期短缺(大于1個月)導致,因此農業干旱一般滯后于氣象干旱[27]。為進一步探求農業干旱和氣象干旱之間的滯后響應關系,分析研究不同時間尺度SPI指標(SPI-1、SPI-3、SPI-6)和不同壤深Rsm指標(三層平均壤深、10 cm、20 cm、40 cm)之間的Pearson相關系數(見表6)。結果表明,氣象干旱和農業干旱具有一定的相關關系,且不同深度土層與氣象干旱的相關關系存在差異。首先,在三個時間尺度中Rsm指標與SPI-1指標相關性最好,相關系數為0.57~0.68,這表明農業干旱對氣象干旱的響應時間存在一個月左右的滯后,具體滯后期的長短通常與研究區的降水產流關系、蒸散發和下墊面等因素有關[28]。其次,不同土壤深度中20 cm的Rsm指標與SPI-1指標相關性最大,相關系數為0.68,這是因為20 cm的土壤墑情變化比10 cm的土壤墑情變化更穩定,比40 cm的土壤墑情變化更靈敏。通過以上結論,可以為江西省農業干旱監測提供借鑒,江西省主要經濟作物是水稻,水稻根系有90%以上分布在20 cm的土層內,少部分到達30~40 cm,因此在農業干旱監測及預警過程中,首先要關注20 cm土層內的土壤相對濕度變化。

表6 江西省2022年不同壤深的Rsm與SPI-1的相關系數Table 6 Correlation coefficients of Rsm and SPI-1 for different soil depths in Jiangxi Province in 2022

研究旱情發展過程中不同土層深的干旱程度變化,分析圖8可以得到,7—9月氣象干旱發展期,在10 cm土層中發生中旱及以上的面積從2.23%增至96.45%,在20 cm土層中從1.72%增至71.19%,在40 cm土層中從0.23%增至37.1%,10 cm、20 cm、40 cm土層的中旱及以上面積平均每天增加1.57%、1.16%、0.61%,即在氣象干旱、農業干旱均發展的階段,淺層土壤變旱的速度更快;9—10月氣象干旱持續期,10 cm、20 cm、40 cm土層的中旱及以上面積平均每天增加0.07%、0.48%、0.87%,即在氣象干旱緩解、農業干旱持續發展的階段,深層土壤變旱的速度更快;10—12月氣象干旱緩解期,10 cm、20 cm、40 cm土層的中旱及以上面積平均每天減少1.61%、1.38%、0.99%,即在氣象干旱、農業干旱緩解的階段,淺層土壤恢復的速度更快。

圖8 2022年江西省SPI-1與不同土壤深的中度及以上干旱的面積比情況Fig.8 Percentage of the area of moderate and above drought in 2022 in Jiangxi Province with SPI-1 and different soil depths

從空間上可以看出,7月幾乎江西全省出現輕度氣象干旱,東北、中東部地區出現中度氣象干旱,農業干旱只小范圍發生在東北地區(圖9(a));8月氣象干旱在西部、北部地區出現,農業干旱出現在西部、東部;9月全省發生中度氣象干旱,農業干旱逐漸蔓延至全省,西部、東部農業旱情加重;10月南部地區氣象干旱緩解,北部氣象旱情仍然持續。但此時江西省農業干旱大范圍暴發,南部、東部發生特旱(圖9(b)、圖9(c)、圖9(d))。其中,在10 cm土層中鷹潭市、吉安市南部旱情較嚴重,但在20 cm、40 cm土層中吉安市南部地區農業旱情有所緩解,不同土層發生干旱后緩解時長與研究區下墊面情況、降水等相關,土壤含水量主要受降水和灌溉補給,相比之下江西省西南地區(如吉安市)比東北地區(如鷹潭市)的降水偏多,贛西南地區發生農業干旱比贛東北部地區更容易解除,所以在干旱監測預警及實施防御措施時,更要關注發生農業干旱不易解除的地區;11—12月隨著降溫降雨氣象干旱、農業干旱在全省均有所緩解,40 cm的土層農業干旱緩解速度慢于10 cm和20 cm的土層,這是因為降水先補充上層土壤含水量,到達40 cm處的土層需要一定時間。

3.3 討論

3.3.1 江西省2022年干旱致災情況 2022年江西省氣象干旱的嚴重程度從平均氣溫、平均降水量、無雨日數及高溫日數等多方面可以看出實屬歷史罕見(見表7)。流域內總體呈現出氣溫高、降雨少、干旱持續時間長、發生范圍廣、干旱等級高、河湖水位降低、水庫蓄水銳減等特點[29]。

表7 江西省2022年氣象特征情況Table 7 Meteorological characteristics of Jiangxi Province in 2022

干旱發生期間對江西省農業生產、社會發展及人民生活等方面帶來一定影響[30]。2022年江西省受旱致災情況如表8所示。江西省于2022年8月16日啟動抗旱Ⅳ級應急響應,星子站水位降至10.34 m,較多年同期偏低6.34 m,8月19日星子站水位跌破10 m(9.99 m);8月24日抗旱應急響應提升至三級,星子站水位9.50 m,較多年同期偏低7.07 m,9月6日星子站水位跌破8 m(7.99 m);9月27日江西省啟動歷史上首個抗旱Ⅱ級應急響應,歷時12日于10月9日降至Ⅲ級,最終全省于11月21日終止抗旱應急響應。

表8 江西省2022年旱災統計Table 8 Drought caused disaster statistics in 2022 in Jiangxi Province

為進一步分析江西省2022年干旱的嚴重程度,將其與2003年[31-32]、2007年、2009年、2011年和2013年干旱從平均氣溫、平均降水量、農作物受災等方面進行比較(見表9)。1950—2022年,江西大范圍旱災共有54余次,其中2003年、2007年和2009年旱情都較為嚴重[33-34]。2003年7—10月全省平均降雨量為269 mm,2022年同期降水量為146 mm(較2003年偏少45.7%);2009年7—10月全省平均氣溫為26.5 ℃,2022年同期氣溫27.1 ℃(較2009年偏高0.6 ℃);2003年日最高氣溫大于35 ℃天數為44.6天,2022年為56.5天(較2003年偏多11.9天);2013年11月4日鄱陽湖水域面積最小僅1375 km2,2022年9月19日鄱陽湖水域面積最小為651 km2(較2013年減小52.7%)。

表9 江西省典型干旱年份旱情對比Table 9 Comparison of drought conditions in typical drought years in Jiangxi Province

2022年江西省農業干旱主要發生在夏秋兩季正值早稻抽穗(6月)成熟(7月)、晚稻播種(7月中下旬)收獲(10月上中旬)期間,對早、晚稻的生長均帶來一定不利影響,但江西省克服夏秋連旱的極端天氣影響,2022年江西省糧食生產實現穩產。2022年糧食產量與2021年相比減產1.57%,但2022年糧食總產量依舊連續10年穩定在430億斤以上(430.38億斤)。

3.3.2 水利工程在抗旱中發揮的作用 綜上可以得到,2022年江西氣象干旱及水文干旱的嚴重程度突破1961年以來的歷史記錄,但是旱情期間人民生產生活受影響程度總體較小,農業生產仍然實現豐收,原因主要在于我國水利工程的抗旱能力持續提升[35]以及江西省政府面對干旱做到提前部署積極應對。

在10月旱情最嚴重時,江西省11個設區市92個縣(市、區)開展人工增雨作業461次,共出動作業人員1844人次,累計影響面積約5.7萬km2,累計增加降水量約1.9億噸,在自然降水和人工增雨的共同作用下,作業影響區普降中到大雨,一定程度緩解了高溫和干旱。2022年江西省氣象部門累計組織開展人工增雨作業2769次,出動飛機人工增雨作業11次,作業持續時間、強度、次數創歷史新高,為保證旱區農民豐收、國家糧食安全,實現社會穩定和江西糧食產量連續“十年豐”做出貢獻。

此外,旱情期間人民生產生活供水有保障,江西省面對罕見干旱投入大量人力、物力、財力抗旱救災。截至10月8日,江西全省151處縣級以上飲水水源地供水保障正常,21個縣(市、區)的31座城市自來水廠已采取工程性措施保障取水,780處“千噸萬人”農村規模水廠均可保供到明年春節,其中67處已采取延伸取水口、新辟水源、啟用備用水源、分時段供水等應急措施。據統計,2022年江西省累計投入抗旱人數320.88萬人次,投入抗旱機電井7.47萬眼、泵站2.29萬處、機動抗旱設備44.98萬臺套、裝機容量388.37萬kW,投入機動運水車輛2.34萬輛次、抗旱用電2.66億度、抗旱用油1.18萬t,極大保障了群眾飲水安全和農業灌溉用水需求,未出現較大規模群眾因旱飲水等困難情況。

目前,江西省建立了較為完善的防汛抗旱減災工程體系、供水安全保障體系和生態安全保護體系,包括綜合治理水土流失面積達5.6萬km2、全省總灌溉面積達3142萬畝;已建成各類水利工程160余萬座(處),其中堤防1.3萬km、水庫1.08萬座、水電站3846座、大中型灌區315處和集中供水工程 2.9萬處。

4 結論

文中分別從氣象、農業、水文等方面對江西省2022年發生的特大干旱事件進行研究,探究氣象干旱與農業干旱之間的響應關系,分析了大旱之年無大災的原因,主要研究結論如下:

(1)2022年江西省干旱主要發生在7—12月,其中江西東北部、西部旱情最為嚴重。氣象干旱出現在7—11月,其發展過程可劃分為干旱露頭期、暴發期、持續期、緩解期,9月全省99.98%的面積出現中度及以上干旱;農業干旱主要發生在夏秋兩季(8—11月),其中10月全省99.67%的面積發生干旱;水文干旱主要出現在8—12月,11月中旬星子站水位降至年最低(6.48 m)。

(2)2022年江西旱情特征:氣象干旱具有覆蓋范圍廣、持續時間長、夏秋兩季高溫少雨等特點;農業方面發生伏秋連旱,蒸發加劇、土壤相對濕度持續減小對農作物生長帶來威脅;水文方面鄱陽湖提前100天進入枯水期,星子站最低水位多次刷新歷史記錄,多條江河湖泊及水庫出現斷流干涸、蓄水不足等情況。

(3)2022年江西省農業干旱發生的時間比氣象干旱滯后1個月。Rsm指標受降水影響程度較大,且不同壤深中20 cm的Rsm指標與SPI-1指標相關性最大,因此在農業干旱監測及預警過程中,首要關注20 cm內的土壤相對濕度的變化。

(4)在氣象干旱、農業干旱均發展的階段,淺層土壤變旱的速度更快;在氣象干旱緩解、農業干旱持續發展的階段,深層土壤變旱的速度更快;在氣象干旱、農業干旱緩解的階段,淺層土壤恢復的速度更快。

(5)2022年江西省干旱程度在歷史上雖為罕見,但相比其他受災嚴重的年份,大旱并未造成大災,糧食生產仍然實現“十年豐”,這與江西省干旱防御體系逐步健全、水利工程抗旱能力逐步提升密切相關。

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