减轻旱灾危害的设想和对策

中国农科院资源区划所

文　摘：为减轻旱灾对农业生产的危害，提出建立干旱监测系统、干旱预警系统，开展灌溉量预报的设想，并提出3项减灾措施。

干旱是因水分供求不平衡形成的一种水分短缺现象。在各种自然灾害中，以旱灾对农业生产的影响最大。我国地域辽阔，是一个典型的季风气候国家。降水量年际变动大是造成我国旱涝时空分布不均的主要原因。据统计，我国江南及西南地区降水变率最小，在15%以下，云南西部不到10%；华南及华南沿海受热带气旋影响，降水变率大于15%。东北除大兴安岭东侧一狭窄地带受山地对天气系统活动影响，降水变率在20%以上外，其它地方均小于15%。华北是我国东部降水量最不稳定的地区，年变率高于25%，北京、石家庄等地达28%～29%。西北、内蒙古高原年降水变率超过30%，南疆大于40%。

我国因干旱每年平均受灾面积达2000万公顷，损失粮食占全国因灾减产粮食的50%。受干旱灾害影响最严重的地区是我国主要产粮区。严重持续的干旱还直接影响工业生产、人民生活和生态环境，甚至引发土地荒漠化、地面沉降等多种自然灾害。干旱已成为社会可持续发展的严重制约因素。为预防和减轻旱灾的危害，我们于1995年开始利用地面常规和遥感相结合的方法监测黄淮海地区冬小麦和玉米地的旱情，1999年监测了全国冬小麦主产区的旱情，其监测结果均及时上报了农业部，并受到有关领导的重视。通过五年的旱情监测，我们深深感到：旱灾年年有，危害年年存在，危害的地区、时间和严重程度都不同。为减少旱灾对国民经济乃至农业生产的影响，提出以下几点设想。

一、建立干旱监测系统

为了减轻旱灾的影响，必须建立一个能够适时进行旱情信息采集、处理、传输的快速反应干旱监测系统。此系统可由国家级系统及各省、市的分系统组成。

为了能在干旱发生过程中以及成灾后，及时地将干旱发生、发展、持续、缓解、结束，以及严重程度等信息及时向有关单位和部门传递，国家级除在水力部设有全国抗旱总指挥部外，在农业部也应设立相应的旱情监测和相应的抗旱机构，在农业部下属的各省、市也应设立相应的机构。这些机构承担旱情监测、发布旱情和抗旱救灾等工作。对农业部来说，可侧重对耕地、草地等监测。耕地中主要侧重对冬小麦地、玉米地、高粱地以及稻、棉、油、经济作物等进行旱情监测。

鉴于目前的技术和经济能力，干旱信息的采集主要通过卫星遥感、气象站、农业气象试验站和水文站的观测实现。信息处理主要在计算机上通过各种软件、模型、方法实现。信息传输通过Internet网实现。

我们监测采用的方法，旱情监测是通过四大步骤实现的，即：①数据采集；②数据预处理；③旱情计算；④输出。

数据采集包括NOAA气象卫星的数据采集和地面常规数据的采集。

数据预处理包括：从NOAA的IA AVHRR数据生成IB数据；投影变换(采用阿尔伯斯投影方式)；通过历史资料制成标准年，即正常年份的晴空归一化植被指数图；制作当年的归一化植被指数图；对于地面数据进行数据转换，插值计算。

旱情计算包括：①划分旱情等级，是给距平植被指数以一定的阈值进行划分的；当缺乏晴空的NOAA卫星资料时，可用地面常规数据作为一种补充，按占田间持水量的百分数划分：当田间持水量＜40%为重旱，40%～50%为中旱，50%～60%为轻旱，60%～80%正常，＞80%湿润；②套国、省、县界。

输出包括：输出旱情分布图，生成县、地区、省、全国的不同旱情等级的面积及其所占的比例等统计表。

二、在地理信息系统(GIS)支持下建立干旱预警系统

由于干旱是一种缓慢的累加过程，所以，建立干旱预警系统是完全可能的。干旱预警系统的核心是干旱的预测。干旱预测是根据干旱成因和干旱规律，找出影响干旱的前期因子，运用一定的方法，预测未来干旱发生的时间、范围和强度。干旱预报的基本方法有经验法、统计学方法和动力学方法。统计学方法目前有：多元回归分析、判别分析、时间序列分析、正交分解、模糊数学方法、灰色系统模型、聚类分析等。动力学方法有多种模式，主要是大气环流模式、滤波模式、动力统计模式、集成预报等。

在干旱预警系统中，除收集上述各种方法和模式外；还要在地理信息系统(GIS)的支持下建立各种基础数据库，数据库包括：政区图，历史上的干旱，地面数字高程，地表和地下水分布、埋深，地貌、土壤、经济统计等数据和图件。经过计算、比较、分析等过程，预测出干旱分布的范围和强度等，并最终发布干旱警报。

干旱预警系统可以按不同类型干旱区，建立各区的预警分系统，以开展分区干旱预报。

三、开展灌溉量预报

在干旱预警与干旱监测的基础上，结合不同地区、不同作物、在不同生育阶段的耗水量，可以开展灌溉量预报。为开展灌溉量预报，必须建立不同干旱区、不同省份、不同作物、不同生育期耗水量数据库。

灌溉量是建立在土壤水分预报或监测的基础之上的。一般以田间持水量的85%为灌水上限，土壤水分一般控制在田间持水量的55%～85%之间，45%～55%为灌溉指示指标。我们在旱情监测时，监测到重旱和中旱就应考虑灌溉了。实际上，我们能监测到重旱和中旱出现在哪些省、市、县，以及重旱和中旱的面积，这对于确定灌溉时间和灌溉面积均有重要参考意义。

灌水计划层的深度应根据作物发育期而定。前期根系浅，可取50厘米，中期稍深，为70厘米，后期为100厘米。用灌溉量计算公式就可得灌溉量预报值。

四、减灾措施

为减轻干旱影响，在不同干旱类型区，可采用适于各区的防灾、减灾措施。

（一）根据干旱规律，安排合理的农业结构

在我国北方气候干旱、半干旱年降水量少于500毫米的地区，要种草种树以恢复植被，减少水土流失，改善生态环境；在黄淮海地区，常发生春旱和初夏旱，在没有灌溉条件的地方，应以种植秋收作物为主，夏收作物为辅；在伏旱高发区，应调整播种日期，使作物对水分的敏感期躲过伏旱，以减轻旱害。在农业生产的安排上，应根据干旱发生的情况，机动灵活地采取对策，尽可能减轻危害。如嫩江平原西部以春旱最为严重，春旱轻时可种大豆，春旱重时可种谷子、高粱。

（二）因地制宜兴修水利

在地下水丰富的地区，可发展井灌；在丘陵山区，要兴修水库、塘坝；在珠江三角州、长江三角洲和沿江滨湖地区建机电排灌站；在大江、大河沿岸，修建引水灌溉工程等。同时还应搞好配套工程，以充分发挥水利工程在抗旱中的作用。

（三）其它措施

可采用平整土地精耕细作，蓄水保墒和选育抗旱品种，提高抗旱能力；可采用物理、化学方法抑制蒸发。

在减少土壤、植物水分消耗的化学控制方面，应用前景看好的有：土面保墒增温剂、高吸水性树脂(也称吸水剂)、抗旱剂等。