三门峡烤烟大田期干旱特征以及主导气象因子分析

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0205

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在分析三门峡地区烤烟大田生长阶段的水分供需状况及干旱发生的时空演变规律，以期为精准灌溉决策提供科学支撑。依托区域内4个国家气象站序列数据，选取作物水分亏缺指数(Crop Water Deficit Index, CWDI)作为核心干旱评价指标，系统剖析了1981—2022年近42 a烤烟大田期的干旱时空特征，并运用多元线性回归模型揭示了主导干旱形成的关键气象因子。研究结果表明：1981—2022年三门峡烤烟大田期多年平均需水量、降水量及水分亏缺量分别为492.6 mm、355.1 mm和137.5 mm。就空间分布而言，山地烟区在伸根期、旺长期和成熟期干旱发生概率分别为60%、45%、28%，而丘陵烟区对应时期的概率则高达72%、54%、35%。时间维度上，山地烟区和丘陵烟区干旱高风险时段分别集中于5月中旬—6月上旬、5月中旬—6月下旬，且丘陵烟区干旱风险显著高于山地烟区。进一步分析表明，降水量、日照时长和气温是驱动该地区干旱发生的主要气象因子。基于上述发现，建议在实际生产中需充分考量地形差异及不同生育阶段的干旱态势，制定差异化的应对策略，以保障烤烟生产的可持续发展。

关键词: 烤烟, 作物水分亏缺指数, 干旱概率, 干旱风险, 主导气象因子

Abstract:

The study aimed to accurately monitor and evaluate the drought situation at each growth stage of flue-cured tobacco in Sanmenxia, clarify the high incidence period of drought risk, and provide a scientific basis for effectively avoiding drought risk. Based on the meteorological data of four national meteorological stations in the region, the crop water deficit index (CWDI) was used as the drought index, and the spatiotemporal characteristics of drought in the flue-cured tobacco field from 1981 to 2022 were comprehensively analyzed, and the meteorological factors that dominated the drought were identified by multiple linear regression method. The results showed that the average multi-year water demand, precipitation and water shortage during the field period of flue-cured tobacco in Sanmenxia from 1981 to 2022 were 492.6 mm, 355.1 mm and 137.5 mm, respectively. The probabilities of drought in the mountainous tobacco area at the root-extension stage, flourishing period and mature stage were 60%, 45% and 28% respectively, and 72%, 54% and 35% in the hilly tobacco area. The high-risk periods of drought in mountainous and hilly tobacco areas were from mid-May to early June and mid-May to late June, respectively, and the drought risk in hilly tobacco areas was higher than that in mountainous tobacco areas. The meteorological factors that play a dominant role in drought were precipitation, sunshine time and temperature. In the actual production, it is necessary to fully consider the topographic differences and the changes of drought status of flue-cured tobacco in different periods, and formulate reasonable countermeasures in time.

Key words: flue-cured tobacco, CWDI, drought probability, drought risk, dominant meteorological factors

蔡涛. 三门峡烤烟大田期干旱特征以及主导气象因子分析[J]. 农学学报, 2026, 16(2): 87-92.

CAI Tao. Analysis of Drought Characteristics and Dominant Meteorological Factors in Field Stage of Flue-cured Tobacco in Sanmenxia[J]. Journal of Agriculture, 2026, 16(2): 87-92.

图/表 7

参考文献 24

[1]	张燕燕, 吉志红, 陈莹. 三门峡烟区与国外烟区气候相似性分析[J]. 农学学报, 2017, 7(8):43-47. doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas16120020
[2]	河南省统计局. 河南省统计年鉴-2023[M]. 北京: 中国统计出版社, 2023.
[3]	李建平. 三门峡烟叶产业为民增收近7亿元[N]. 河南日报农村版, 2019-11-29(4).
[4]	韦建玉, 金亚波, 郭晓惠, 等. 不同生育期水分亏缺对烤烟干物质积累与代谢酶活性的影响[J]. 西南农业学报, 2016, 29(5):1081-1085.
[5]	郭振升, 崔保伟, 陆引罡. 不同生育期水分胁迫对烤烟生长发育及化学品质的影响[J]. 广东农业科学, 2012, 39(6):41-44.
[6]	乌日娜, 张兴东, 曹永强, 等. 辽宁省玉米旱灾时空分布特征及综合风险评价[J]. 生态学报, 2022, 42(16):6731-6744.
[7]	刘伟琦, 马绍休, 宫毓来, 等. 农业干旱业务化监测研究进展与展望[J]. 中国沙漠, 2023, 43(1):197-211. doi: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00120
[8]	郭安红, 李召祥, 何亮, 等. 东北地区不同降水保证率下玉米水分亏缺和干旱强度分析[J]. 干旱地区农业研究, 2020, 38(1):266-273.
[9]	杨王华, 刘志娟, 巩敬锦, 等. 东北地区未来春玉米干旱风险时空分布及对气候变化的响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(12):2336-2349. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.12.006
[10]	张晓旭, 孙忠富, 郑飞翔, 等. 基于作物水分亏缺指数的黄淮海平原夏玉米全生育期干旱分布特征[J]. 中国农业气象, 2021, 42(6):495-506.
[11]	金垚, 王锐婷, 邹雨伽, 等. 基于水分亏缺指数的四川省水稻干旱灾害综合风险评价[J]. 西南大学学报(自然科学版), 2022, 44(11):51-61.
[12]	肖楠舒, 刘布春, 殷红, 等. 基于作物水分亏缺指数的环渤海地区鲜食葡萄干旱风险评估[J]. 中国农业气象, 2022, 43(5):380-391.
[13]	康丽娟, 巴特尔·巴克, 薛亚荣, 等. 基于水分亏缺指数的北疆甜菜不同生育阶段干旱状况时空分布特征[J]. 生态学杂志, 2018, 37(12):3625-3632.
[14]	李华实, 黄维, 马智, 等. 基于作物水分亏缺指数的广西崇左市甘蔗干旱特征分析[J]. 甘蔗糖业, 2023, 52(4):27-36.
[15]	吴丽, 田俊峰, 姜忠峰. 基于标准化降水指数的河南省干旱演变特征[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版), 2022, 41(5):421-430.
[16]	张慢慢, 邵惠芳, 许自成, 等. 三门峡烟区烤烟经济性状与气候因素的关系[J]. 西南农业学报, 2016, 29(11):2732-2737.
[17]	吴璐, 刘晓迎. 河南烟区烤烟生育期地表温度日较差变化对烤烟化学品质指标的影响[J]. 气象与环境科学, 2020, 43(1):18-25.
[18]	藏照阳, 王建伟, 陈祥, 等. 气候变化背景下河南烟区气象资源及气象风险因素时空分布特征[J]. 中国烟草学报, 2023, 29(2):32-45.
[19]	蔡涛, 王国安. 豫西烤烟大田期需水量和灌溉需水量的时空变化及其原因分析[J]. 气象科技进展, 2022, 12(5):157-163.
[20]	朱晓萌, 张泽中, 袁义杰, 等. 基于水分亏缺率的贵州地区烟草干旱指标[J]. 水利水电科技进展, 2021, 41(5):34-40+88.
[21]	陈学君, 苏仲岳, 李仲龙, 等. 年降水量数据的正态变换方法对比分析[J]. 干旱气象, 2012, 30(3):459-464.
[22]	吉曹翔, 李崇, 陈鹏心, 等. 沈阳市降水量正态分布检验及其时空变化特征[J]. 干旱气象, 2018, 36(6):954-962,989.
[23]	王晓丹, 张勃, 马彬, 等. 基于日值SPEI东北地区近58a干旱时空演变特征[J]. 高原气象, 2022, 41(3):721-732. doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00015
[24]	颜玉倩, 何赵祥睿, 朱克云. 河南省冬小麦干旱指数特征分析及风险评估[J]. 农学学报, 2021, 11(3):12-19. doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20190400017

干旱等级	干旱程度	作物水分亏缺指数CWDI
干旱等级	干旱程度	伸根期	旺长期	成熟期
0	无旱	CWDI<30	CWDI<25	CWDI<35
1	轻旱	30≤CWDI<50	25≤CWDI<45	35≤CWDI<55
2	中旱	50≤CWDI<70	45≤CWDI<65	55≤CWDI<75
3	重旱	CWDI≥70	CWDI≥65	CWDI≥75

干旱等级	干旱程度	作物水分亏缺指数CWDI
干旱等级	干旱程度	伸根期	旺长期	成熟期
0	无旱	CWDI<30	CWDI<25	CWDI<35
1	轻旱	30≤CWDI<50	25≤CWDI<45	35≤CWDI<55
2	中旱	50≤CWDI<70	45≤CWDI<65	55≤CWDI<75
3	重旱	CWDI≥70	CWDI≥65	CWDI≥75

干旱风险等级	干旱风险指数M
低	M<0.495
中	0.495≤M<0.803
高	M≥0.803

干旱风险等级	干旱风险指数M
低	M<0.495
中	0.495≤M<0.803
高	M≥0.803

时间	山地		丘陵
时间	模型变量	标准化系数	模型变量	标准化系数
5/中	R、TH、S	-0.922、0.065、0.056	R、S	-0.955、0.072
5/下	R、S	-0.944、0.094	R、S	-0.908、0.117
6/上	R、S、TL	-0.949、0.114、0.045	R、S、TH	-0.922、0.089、0.084
6/中	R、S、TH	-0.883、0.112、0.111	R、U	-0.669、-0.285
6/下	R、S、TH	-0.871、0.161、0.096	R、S	-0.763、0.265
7/上	R、S	-0.787、0.238	R、S、T	-0.886、0.116、0.065
7/中	R、S、TL	-0.913、0.142、0.044	R、S、T	-0.908、0.129、0.062
7/下	R、TH	-0.810、0.195	R、F	-0.818、0.132
8/上	R、S、TL	-0.957、0.114、0.031	R、S	-0.919、0.159
8/中	R、S	-0.926、0.129	R、S	-0.554、0.369
8/下	R、S	-0.887、0.190	R、S	-0.889、0.145
9/上	R、S	-0.906、0.113	R、S、F	-0.691、0.280、0.177