汪明霞

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南開封 475003）

在我國(guó)，華北平原作為我國(guó)主要糧食生產(chǎn)基地，糧食產(chǎn)量占據(jù)全國(guó)產(chǎn)量的10.73%，在糧食生產(chǎn)過程中，對(duì)水資源的需求非常大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，華北平原農(nóng)田灌溉總量每年平均能達(dá)到261.3億m3/a，地下水供應(yīng)量高達(dá)60%[1]。

1 華北平原的簡(jiǎn)單概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 華北平原的簡(jiǎn)單概況 華北平原是我國(guó)主要產(chǎn)糧基地，以冬小麥、夏玉米一季兩輪為主要種植方式，糧食年產(chǎn)量越5 700萬t/a，在農(nóng)田灌溉時(shí)，灌溉用水主要以地下水為主[2]。華北平原的主要水系是海灤河水系、黃河中下游水系。本次采用的數(shù)據(jù)主要來源于氣象局監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，隨機(jī)選擇了三義寨、大功、廣利灌區(qū)近20年的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，盡可能地保證計(jì)算數(shù)據(jù)能代表華北平原整個(gè)區(qū)域。

1.2 糧食作物需水量對(duì)氣候變化響應(yīng)特征的研究方法 采用聯(lián)合國(guó)FAO研發(fā)的彭曼公式的EToCalculatorV32軟件，對(duì)糧食作物需水量ET0進(jìn)行計(jì)算[3]。在計(jì)算過程中，空氣濕度（%）、風(fēng)速（m/s）、日照時(shí)間和輻射強(qiáng)度等均可直接利用自帶軟件計(jì)算，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)，計(jì)算數(shù)值的準(zhǔn)確性有保障。

WR表示糧食作物的需水量（mm），ET0表示參照作物的需水量（mm），KC表示作物的需水系數(shù)。IR表示糧食灌溉的需水量（mm），Pe表示作物生育期間的降水量（mm）。

在糧食生長(zhǎng)期間，降水量與時(shí)間段有關(guān)，若以旬為時(shí)段進(jìn)行計(jì)算，利用以下公式能夠保障計(jì)算的精度。

其中，P表示農(nóng)作物在剩余期間內(nèi)的降雨量（mm）。

采用以下公式，能夠計(jì)算作物的自然缺水率。

其中，Wa表示糧食作物的自然缺水率。

2 糧食需水量對(duì)氣候變化響應(yīng)特征的結(jié)果分析

在天氣發(fā)生器（NCC/GU-WG）生成現(xiàn)狀的條件下，本次研究中三個(gè)灌區(qū)的逐日最高氣溫、逐日最低氣溫、逐日降水量可直接由統(tǒng)計(jì)軟件得出。由相關(guān)軟件分析得出，三義寨、大功、廣利灌區(qū)三個(gè)地區(qū)逐日最高溫的系數(shù)為0.874 6、0.862 8、0.867 3，逐日最低溫的系數(shù)為0.916 2、0.902 3、0.904 7，數(shù)據(jù)顯示，所應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)軟件可信度較高。

利用上述公式計(jì)算三義寨、大功、廣利灌區(qū)內(nèi)糧食作物的需水量、灌溉需水量，分析發(fā)現(xiàn)，年作物需水量與年均最高氣溫關(guān)系較大，具體可見圖1。由計(jì)算可知，在華北平原現(xiàn)狀條件下，三義寨地區(qū)年最高氣溫增高1 ℃，則需水量會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)38.80 mm；大功灌區(qū)年最高氣溫增高1 ℃，則需水量會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)44.83 mm；廣利灌區(qū)年最高氣溫增高1 ℃，則需水量會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)50.54 mm，三個(gè)區(qū)域需水量呈現(xiàn)出三義寨＜大功＜廣利灌區(qū)的趨勢(shì)，由三個(gè)地區(qū)的區(qū)域顯示，需水量呈現(xiàn)出增大趨勢(shì)。

圖1 年均最高氣溫與作物年均需水量間的關(guān)系圖

之后，相關(guān)人員在RCP4.5氣候下，再次對(duì)三個(gè)區(qū)域的需水量展開測(cè)量，結(jié)果顯示，當(dāng)每年最高氣溫增高1 ℃時(shí)，三義寨灌區(qū)的需水量會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)29.12 mm，大功灌區(qū)的需水量會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)44.24 mm，廣利灌區(qū)的需水量會(huì)相應(yīng)增長(zhǎng)39.59 mm，三個(gè)區(qū)域需水量呈現(xiàn)出三義寨＜廣利灌區(qū)＜大功的趨勢(shì)。由此可見，氣候變化的情況下，糧食作物的需水量也相應(yīng)變化。通過計(jì)算，最終結(jié)果顯示，在華北平原地帶，年均氣溫每升高1 ℃，則農(nóng)作物的需水量平均增大38.8 mm。

3 結(jié)論

由上文可知，糧食作物需水量與當(dāng)?shù)啬昃罡邭鉁叵⑾⑾嚓P(guān)，現(xiàn)狀氣候條件下，年最高氣溫每升高1 ℃，則三義寨灌區(qū)糧食作物的需水量增長(zhǎng)了38.80 mm，大功灌區(qū)增長(zhǎng)44.83 mm，廣利灌區(qū)增長(zhǎng)了50.54 mm；在RCP4.5氣候條件下，年最高氣溫每升高1 ℃，作物三義寨灌區(qū)糧食作物的需水量增長(zhǎng)了29.12 mm，大功灌區(qū)增長(zhǎng)了44.24 mm，廣利灌區(qū)增長(zhǎng)了39.59 mm。