華北地區作物需水量計算方法

⑴ 單位面積農業耗水強度與有效降水量之間關系

地下水農用開采量受到耗水型作物的種植面積、降水量多少及時程分配、灌溉利用效率等的影響，其中石家莊平原區在近50年時間中耗水型作物的種植面積及降水量是主要影響因素。降水量不變情況下，種植面積增大，地下水農用開采量增大；種植面積一定情況下，降水量補給作物需水量越多，地下水農用開采量越小。雖然在種植面積變化較為明顯情況下，地下水農用開采量表現出隨耗水型作物種植面積變化而變化的明顯規律，但降水量作為農作物主要的需水來源之一，其作用程度不可忽略。所以了解單位耗水型作物種植面積上農用開采強度的變化趨勢，分析其與降水量（尤其是有效降水量）之間的關系對糧食安全生產和地下水合理調控及降水量合理利用均具有較強的理論指導和實際意義。

6.3.4.1 作物需耗水的有效降水量理念與內涵

降雨對農作物的主要作用是補充生長所必需的耕作層土壤水分，降雨是否有效，主要取決於它是否將雨水補充到作物的有效根區，這是衡量耕地有效降雨的標志（楊燕山，2004）。有效降水量（effective precipitation）指旱作物種植條件下，用於滿足作物蒸發蒸騰需要的那部分降水量，它不包括地表徑流和滲漏至作物根區以下的部分，同時也不包括淋洗鹽分所需要的降水深層滲漏部分，因為這部分水量沒有用於作物的蒸散，應視為無效水（劉戰東，2007）。影響有效降水量的因素多而復雜（Dastane N.G，1974），不同作物種類、生長階段、耗水特性、降水特性、土壤特性、地下水位埋深以及農業耕作管理措施等因素都直接或間接影響它的大小（Dastane N G.，1974）。

計算有效降水量的方法主要有以下幾種。

（1）經驗公式計算有效降水量

P_e＝α×P 6.9

式中，P_e為有效降水量（mm）；P為次降水量（mm）；α為降水有效利用系數，如表6.9所示。

表6.18 1982年以來有效降水量、種植面積及農業開采量回歸系數表

對1953～1981年及1982～2005年有效降水量、小麥玉米總種植面積及農業開采量之間的分段回歸分析顯示，在1982年之前，由於小麥玉米總種植面積變化幅度較大，成為決定農業開采量變化的主要因素，相關系數為0.956，有效降水量與農業開采量的相關系數只有-0.362；而在1982年之後，農業種植規模已經成型，變化幅度相對較小，小麥玉米總種植面積的變化對農業開采量的貢獻度減小，相關系數減小為0.269，相應地有效降水量對農業開采量變化貢獻度增加，相關系數為-0.509，即在1982年之後，有效降水量多的年份農業開采地下水量較小，而有效降水量小的年份農業開采地下水量較多。